不同灌溉方式及施氮量對水稻產(chǎn)量的影響評估

薛凌榮

(酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000)

我國目前擁有13.7億人口，人口以每年4.97‰的速度增長[1]。為了滿足人口增長需求，到2050年糧食產(chǎn)量必須增加50%[2]。受農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)村城市化、工業(yè)及經(jīng)濟(jì)改革等因素影響，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)作物種植用地持續(xù)減少，這對我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出了巨大挑戰(zhàn)。因此，糧食產(chǎn)量的增加只能通過增加單位面積的糧食產(chǎn)量來實(shí)現(xiàn)。中國的糧食產(chǎn)量在過去的50a里已經(jīng)增長了2倍多。例如，以水稻作為主要作物的巢湖地區(qū)，氮肥被廣泛用于提高作物產(chǎn)量。該地區(qū)水稻的年平均施肥量為340kg/hm2，其中50%的稻田施肥量超過350kg/hm2。這種施肥水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水稻的平均氮肥投入量(300kg/hm2)，而作物對氮肥的利用率在20%～30%之間[3]。這種過量的施氮量導(dǎo)致地表徑流產(chǎn)生大量的氮損失，隨著降水的發(fā)生造成了嚴(yán)重的非點(diǎn)源污染，造成巢湖水體嚴(yán)重富營養(yǎng)化。此外，過量的施用氮肥也會(huì)降低氮素的利用率和增加溫室氣體的排放[4]。因此，在作物早期生長階段減少氮肥施用量至最佳氮肥施用量可以降低氮肥對環(huán)境污染造成的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)不影響糧食產(chǎn)量。已有的研究表明適當(dāng)?shù)墓喔确绞胶偷适┯昧繀f(xié)同作用可提高作物產(chǎn)量、水分利用效率和氮素利用率。而關(guān)于評估不同灌溉方式和不同施肥水平下的氮素?fù)p失量和水稻產(chǎn)量的研究較少。因此，為解決以上研究中存在的不足，本文研究目的如下：評估不同氮肥施用水平下控制灌溉與淹灌對水稻產(chǎn)量、水分利用效率、氮素吸收利用效率的影響，并分析不同土壤深度處氮素的淋失量，為地區(qū)氮肥的合理施用及農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田0～15cm土壤層包含有機(jī)質(zhì)30.17g/kg，總氮1.92g/kg，速效氮151.06mg/kg，速效磷15.61mg/kg，速效鉀93.84mg/kg，水體pH值為7.6。

2 結(jié)果與分析

灌溉方式和施氮量對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響見表1，表中數(shù)字右上角的不同字母代表0.05水平上顯著差異，*、**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著，NS代表在0.05水平上無顯著差異。可以看出：產(chǎn)量及其構(gòu)成因素在灌溉方式和施氮量間存在極顯著差異，年份×施氮量之間每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率存在極顯著差異。當(dāng)灌水方式相同時(shí)，隨施氮量的增加，水稻的產(chǎn)量變大。2015、2016年KG1、KG2、KG3相比于KG4增產(chǎn)范圍分別為19.84%～27.31%、9.6%～24.86%，2015、2016年YG1、YG2、YG3相比于YG4增產(chǎn)范圍分別為8.17%～18.75%、3.12%～19.99%，控制灌溉方式下水稻的產(chǎn)量隨施氮量的增加產(chǎn)量增幅范圍較大，相同施氮水平下，控制灌溉下水稻的產(chǎn)量均大于淹灌(常規(guī)灌溉)。G4施氮水平下，各處間產(chǎn)量無顯著性差異。在相同的施氮水平下，控制灌溉比淹灌產(chǎn)生了更高的籽粒產(chǎn)量。

表1 灌溉方式和施氮量對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表2 不同灌溉方式和施氮量下土壤中的氮素含量 單位：mg/kg

表3 不同處理方式下土壤中的氮素平均濃度、氮總淋失量、氮素吸收利用效率、水分利用效率

圖1 20cm和60cm土壤深度處的濃度變化

圖2 水稻不同處理下N2O的排放通量變化

水稻不同處理下N2O的排放通量變化如圖2所示。可以看出：施氮量的變化顯著影響了N2O的排放通量，在氮肥施用后N2O的排放通量呈極顯著性增加，水稻移栽后的20d內(nèi)，其排放通量發(fā)生顯著性減少，在20d以后達(dá)到穩(wěn)定變化。水稻生長季N2O的排放通量主要取決于氮的投入量和灌溉水量。N2O的排放量隨施氮量減少而下降，控制灌溉下其排放通量高于淹灌。

3 結(jié)論