不同施氮水平对双季稻产量、氮素利用率及稻田氮素平衡的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.02.011

不同施氮水平对双季稻产量、氮素利用率及稻田氮素平衡的影响

秦碧蓉^,¹^,², 尤赛雅², 陈书融², 朱练峰², 孔亚丽², 朱春权², 田文昊², 张均华², 金千瑜², 曹小闯^,², 刘丽^,¹

¹贵州大学农学院，550025，贵州贵阳

²中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室，310006，浙江杭州

Effects of the Different Nitrogen Levels on Yield, Nitrogen Utilization Efficiency and the Nitrogen Balance of Double-Cropping Rice in Paddy Field

Qin Birong^,¹^,², You Saiya², Chen Shurong², Zhu Lianfeng², Kong Yali², Zhu Chunquan², Tian Wenhao², Zhang Junhua², Jin Qianyu², Cao Xiaochuang^,², Liu Li^,¹

¹College of Agriculture, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China

²State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, Zhejiang, China

通讯作者: 曹小闯，研究方向为稻田养分资源管理，E-mail：caoxiaochuang@126.com；刘丽，研究方向为有机废弃物的微生物处置与资源化利用，E-mail：liuliz706@sina.com

收稿日期: 2023-07-21 修回日期: 2023-11-8 网络出版日期: 2023-11-13

基金资助:

浙江省重点研发计划(2022C02018)
浙江省重点研发计划(2021C02035)
国家重点研发计划青年科学家项目(2023YFD2302200)

Received: 2023-07-21 Revised: 2023-11-8 Online: 2023-11-13

作者简介 About authors

秦碧蓉，研究方向为稻田养分资源管理，E-mail：q1633433733@163.com

摘要

以“中早39”和“天优华占”为供试材料，通过大田试验研究不同施氮水平对早、晚稻产量形成、氮素利用率和水稻―土壤氮素平衡的影响。结果表明，施氮显著增加了双季稻在0~40 cm土层土壤残留无机氮，且氮形态以NH₄⁺-N为主；当施氮量分别超过180 kg/hm²（早稻）、200 kg/hm²（晚稻）时，土壤残留无机氮含量不再显著增加；水稻―土壤氮素平衡表明，除氮肥外，其他氮输入占氮素总输入的48.7%~78.4%，氮的输出主要受水稻吸氮量、土壤氮残留量和氮损失量影响，在一定施氮范围内，随着施氮量的增加均显著增加。随着施氮水平的提高，早、晚稻产量呈先增加后降低的趋势，其主要通过增加有效穗数和穗粒数增加水稻产量；氮偏生产力、氮农学利用率与氮素依存率随施氮量增加显著降低，但氮吸收利用率、氮表观残留率和氮肥贡献率呈相反变化趋势。水稻产量和施氮量二次回归模型表明，早稻、晚稻最佳施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm²。因此，浙江杭州区域双季稻推荐施氮量分别为早稻163.4 kg/hm²、晚稻209.2 kg/hm²，能够达到水稻高产、氮肥高效。

关键词： 氮肥用量; 产量; 氮素利用率; 氮素平衡; 双季稻

Abstract

A field experiment was conducted to study the effects of different nitrogen application levels on yield formation, nitrogen utilization efficiency and rice-soil nitrogen balance, using “Zhongzao 39” and “Tianyouhuazhan” as test materials. The results showed that nitrogen application significantly increased the residual inorganic nitrogen in the 0-40 cm soil layer, and the nitrogen form was mainly NH₄⁺-N, when the amount of nitrogen application was higher than 180 kg/ha (early rice) and 200 kg/ha (late rice), respectively. Rice-soil nitrogen balance showed that, except for nitrogen fertilizer, other nitrogen input accounts for 48.7%-78.4% of total input of nitrogen, nitrogen output is mainly affected by nitrogen uptake of rice, the soil nitrogen residue and nitrogen loss. In a certain range of nitrogen application, it increased significantly with the increase of nitrogen application rate. With the increase of nitrogen application rate, the yields of early and late rice increased first and then decreased, it mainly increased rice yield by increasing the number of effective panicles and spikelets per panicle. Utilization rate of nitrogen partial productivity, nitrogen utilization rate of agronomy and nitrogen interdependent rate significantly reduced with the increase of N application, but nitrogen absorption utilization rate, apparent retention rate of nitrogen and nitrogen contribution rate showed on opposite trend. Rice yield and N application quadratic regression model showed that the best early rice and late rice N application were 163.4 kg/ha and 209.2 kg/ha. Therefore, the recommended N application rate of early rice and late rice were 163.4 kg/ha and 209.2 kg/ha in Hangzhou, Zhejiang province, respectively, which can achieve high yield and efficient nitrogen fertilizer.

Keywords： Nitrogen application rate; Yield; Nitrogen utilization efficeincy; Nitrogen balance; Double- cropping rice

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本文引用格式

秦碧蓉, 尤赛雅, 陈书融, 朱练峰, 孔亚丽, 朱春权, 田文昊, 张均华, 金千瑜, 曹小闯, 刘丽. 不同施氮水平对双季稻产量、氮素利用率及稻田氮素平衡的影响. 作物杂志, 2024, 40(2): 89-96 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.02.011

Qin Birong, You Saiya, Chen Shurong, Zhu Lianfeng, Kong Yali, Zhu Chunquan, Tian Wenhao, Zhang Junhua, Jin Qianyu, Cao Xiaochuang, Liu Li. Effects of the Different Nitrogen Levels on Yield, Nitrogen Utilization Efficiency and the Nitrogen Balance of Double-Cropping Rice in Paddy Field. Crops, 2024, 40(2): 89-96 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.02.011

水稻是我国主要的粮食作物之一，稻田氮肥用量占总氮肥用量的30%以上^[1]。目前，我国水稻平均施氮量远高于世界平均施氮水平^[2]，水稻氮肥吸收利用率仅为35%~40%，远低于世界平均水平（40.0%~60.0%）^{[3⇓⇓⇓-7]}。长期过量施用氮肥，不仅造成氮素大量损失，增加生产成本，降低经济效益，还会造成土壤养分失衡、稻田氮素利用率降低等问题，并加剧了水稻生产与生态环境保护之间的矛盾^[8-9]。合理的氮肥运筹对保障粮食安全、增加水稻产量、提高氮素利用率和促进环境友好发展具有重大意义^[10-11]。氮肥运筹的改善方法主要有分地氮肥管理、优化氮肥施用、控释肥施用、深度施肥和综合管理等。优化氮肥施用是水稻生产过程中最重要的养分调控方式之一，了解氮肥在土壤―作物系统中的去向，包括作物吸收氮、土壤氮残余和土壤氮素损失等影响，对提高氮肥利用效率，实现水稻高产稳产，维护生态与农业可持续发展具有重要意义^[12]。

有研究^[7]指出，我国稻田氮肥平均用量大概为180 kg/hm²，大多数地区的稻田氮肥施用量为150~ 400 kg/hm²。南方地区是全国重要的双季稻产区，但近年来双季稻轮作模式下存在因氮肥施用过量、周年化肥投入限量标准不明而引发的农业面源污染和环境水质下降等问题^[13]，亟需优化氮肥施用量并监测双季稻区氮素的去向和残留效应，以准确了解双季稻区氮肥最佳施用量和氮素平衡特征，实现肥料的高效利用。朱启东等^[14]采用大田小区试验方法，研究了湖南省不同施氮量（早稻0~ 210 kg/hm²、晚稻0~219 kg/hm²）对双季稻产量和氮、磷、钾吸收利用的影响，提出双季稻施氮量以105~146 kg/hm²较为适宜。目前，对氮肥在土壤―作物系统中的去向和分配特征及其对双季稻周年系统氮素吸收利用特征仍缺乏深入了解。为此，本试验设置早稻和晚稻各6种不同的氮肥处理，进行了2年的大田试验，通过比较不同施氮水平对双季稻产量、氮素吸收、氮利用效率和氮素平衡的影响，定量分析双季稻种植体系水稻―土壤系统氮素的去向和土壤残留效应，进而得出适宜于该地区双季稻最佳的氮肥施用水平，以期为双季稻种植体系水稻高产和氮高效管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020-2021年在浙江省杭州市富阳区中国水稻研究所（119°57′ E，30°03′ N）种植。该地日均气温17.8 ℃，年均降水量1454 mm，属亚热带季风气候。早稻季3-7月，晚稻季7-11月。土壤基本理化性质为pH 6.2、有机质34.9 g/kg、碱解氮134.5 mg/kg、有效磷18.7 mg/kg、速效钾89.4 mg/kg。

1.2 试验设计

早稻和晚稻品种分别为中早39和天优华占，2年4季的试验在同一块试验田进行。试验设置6个不同施氮水平，早稻设置0、90、120、150、180、210 kg/hm²，分别用N₀、N₉₀、N₁₂₀、N₁₅₀、N₁₈₀、N₂₁₀表示，晚稻设置0、120、160、200、240、280 kg/hm²，分别用N₀、N₁₂₀、N₁₆₀、N₂₀₀、N₂₄₀、N₂₈₀表示。每个处理重复3次，共18个小区，每个小区面积为20 m²（4 m×5 m），小区田埂用0.5 m宽的塑料薄膜隔开。氮肥为尿素（含N 46%），根据试验处理按基肥:分蘖肥:促花肥=4:3:3分3次施用。所有处理磷、钾肥施用量一致，磷肥为过磷酸钙（P₂O₅ 12%），早稻75 kg/hm²，晚稻90 kg/hm²，全部作基肥施用；钾肥为氯化钾（K₂O 60%），早稻60 kg/hm²，晚稻120 kg/hm²，按基肥:孕穗肥= 5:5分2次施用。其他田间病、虫、草害等管理措施均与当地常见的水分管理和虫害防治方法一致。早稻3月播种，4月移栽，7月收获；晚稻7月播种，8月移栽，11月收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量及其构成因子

水稻成熟后，各处理随机取3丛考察穗粒数、穗瘪粒数、千粒重和结实率；水稻样品分为茎叶和穗，烘干、粉碎后采用H₂SO₄- H₂O₂消煮凯氏定氮法测定各器官氮含量。同时，各处理分别取10 m²实收测产，按照13.5%的标准含水量换算水稻实际产量。

1.3.2 环境中氮的输入监测

大气中干湿氮沉降量采用Φ150 mm降尘筒收集，方法参照GB/T 15265-94^[15]。每个月对降尘筒中的溶液进行取样。使用安装在灌溉管道中的流量计（LXSG-50流量计，上海水表制造工厂）进行灌溉控制和监测。季节总投水量为移栽至收获期灌溉水的总和。采用连续流量分析仪测定降尘筒和灌洗液中的铵态氮和硝酸盐含量，采用过硫酸钾消解法测定总氮含量^[16]。

1.3.3 水稻―土壤系统氮表观平衡和水稻氮肥利用率

（1）水稻―土壤系统氮素表观平衡。基于表观氮平衡原理计算土壤氮输入和输出^[17]。根据公式(1)计算各土层的无机氮累积量（N_IN）：

(1)N_IN=

\sum_{i =1}^{n} S

_T×S_BD×N_C/10

式中，S_T为土层厚度（cm）；S_BD为土壤容重（g/cm³），0~20 cm为1.32 g/cm³，20~40 cm为1.35 g/cm³，40~60 cm为1.39 g/cm³，60~80 cm为1.41 g/cm³，80~100 cm为1.43 g/cm³；N_C表示不同土层土壤NO₃^--N和NH₄⁺-N（mg/kg）含量，n表示0~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm 5个土层剖面。

(2)氮矿化量（apparent N mineralization，N_m）=N_up+N_res-N_in

式中，氮矿化量（N_m）指未施氮处理土壤中的氮矿化量。N_up为水稻收获时测定的地上部吸氮量，N_res和N_in分别为收获后和播种前0~100 cm土层的N_IN总量。

(3)氮输入总量（N_inp）=N_f+N_in+N_m+N_dep+N_irr

式中，N_inp为早稻季或晚稻季不同氮输入途径氮总量；N_f为施入肥料N量；N_dep为大气干湿沉降氮源；N_irr为灌溉水中氮源。

(4)表观损失氮量（apparent N loss，N_loss）=N_inp-N_up-N_res

(5)氮表观残留率（apparent N residual rate，%）= (N_res/N_N-N_res/N₀)/N_N×100

式中，N_loss为早季或晚季的氮素损失量，N_N为施氮量，N_inp、N_up和N_res由上述公式计算得到。

（2）氮素利用率。氮肥利用率的各参数，即氮吸收利用率（NRE）、氮肥农学利用率（NAE）、氮肥偏生产力（NPFP）和氮肥生理利用率（NPE），参照Pan等^[6]的方法进行计算。

(6)NRE（%）=(G_N-G₀)/N_N×100

(7)NAE（kg/kg）=(Y_N-Y₀)/N_N×100

(8)NPFP（kg/kg）=Y_N/N_N×100

(9)NPE（kg/kg）=(Y_N-Y₀)/(N_N-N₀)×100

式中，G_N和G₀分别为施氮处理和不施氮处理水稻籽粒吸氮量，N_N（kg/hm²）为各处理施氮量。Y_N和Y₀（kg/hm²）分别为施氮处理和不施氮处理水稻籽粒产量。

(10)氮肥贡献率（NCR，%）=（施氮区产量-N₀区产量）/施氮区产量×100

(11)土壤氮素依存率（SNDR，%）=不施氮区地上部吸氮量/施氮区地上部吸氮量×100

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据初步处理与相关分析，采用Statistic 25.0软件进行单因素方差分析，采用Origin 2022绘制图形。

2 结果与分析

2.1 施氮水平对双季稻产量及其构成因素的影响

由表1可见，与不施氮处理相比，各氮肥水平处理均显著提高了水稻产量（P<0.05）；早稻施氮量低于180 kg/hm²、晚稻低于200 kg/hm²各处理，水稻产量随施氮量的增加而增加，2020和2021年早稻产量变化范围分别为6256.5~7753.5 kg/hm²、6523.5~8044.5 kg/hm²，晚稻产量变化范围分别为6001.5~7551.0 kg/hm²和6723.0~8382.0 kg/hm²。方差分析表明，氮水平显著影响水稻产量、有效穗数和穗粒数，但对千粒重和结实率无显著影响，表明氮肥用量主要通过提高有效穗数和穗粒数来提高产量。

表1 早稻和晚稻产量及其构成因素

Table 1 Yield and its components in early rice and late rice

处理 Treatment				产量 Yield (kg/hm²)	有效穗数 Effective panicles (×10⁴/hm²)	穗粒数 Spikelets per panicle	千粒重 1000-grain weight (g)	结实率 Seed-setting rate (%)
2020	早稻		N₀	6256.5±198.0c	9.2±0.7c	142.1±6.7b	27.3±0.1a	84.5±2.5a
			N₉₀	7461.0±178.5b	11.2±0.9b	152.5±16.4b	28.4±0.8a	84.5±2.1a
			N₁₂₀	7510.5±177.0b	11.0±0.3b	144.3±10.0b	28.5±0.2a	88.9±1.8a
			N₁₅₀	7518.0±19.5b	11.3±0.7b	180.5±16.0a	27.6±0.3a	87.3±2.8a
			N₁₈₀	7753.5±91.5a	11.4±0.6b	177.5±17.6a	27.3±0.6a	85.6±5.4a
			N₂₁₀	7726.5±231.0a	13.2±1.2a	177.9±10.7a	27.3±1.1a	84.3±4.6a
	晚稻		N₀	6001.5±258.0c	9.8±0.4c	198.6±10.1c	23.0±0.5a	83.1±3.7a
			N₁₂₀	6901.5±300.0b	11.4±0.2b	194.2±4.9c	22.2±0.7bc	82.6±1.9a
			N₁₆₀	7122.0±174.0b	11.7±0.2b	214.5±6.2a	22.2±0.7bc	83.1±2.7a
			N₂₀₀	7456.5±63.0a	12.0±0.4ab	212.8±1.9a	22.6±0.3b	82.9±2.4a
			N₂₄₀	7477.5±127.5a	12.7±0.4a	208.3±11.0ab	21.8±0.4c	78.5±2.1b
			N₂₈₀	7551.0±87.0a	12.1±0.2ab	206.2±3.7b	22.7±0.1ab	78.6±2.6b
2021	早稻		N₀	6523.5±169.5c	10.4±0.6c	150.9±5.8b	28.0±0.1ab	85.8±2.1a
			N₉₀	7761.0±157.5b	12.6±0.8ab	161.9±14.2b	29.1±0.7a	85.7±1.7a
			N₁₂₀	7797.0±147.0b	12.4±0.3b	153.3±8.6b	29.0±0.1ab	90.2±1.4a
			N₁₅₀	7794.0±166.5b	12.7±0.7ab	191.7±13.8a	28.2±0.2ab	86.8±4.5a
			N₁₈₀	8044.5±76.5a	12.8±0.6a	188.5±15.2a	27.9±0.5b	88.6±2.3a
			N₂₁₀	8031.0±195.0a	13.1±1.0a	188.9±9.2a	27.9±0.9b	85.6±3.8a
	晚稻		N₀	6723.0±294.0c	10.9±0.4c	210.8±11.2b	22.8±0.4a	81.5±7.6a
			N₁₂₀	7522.5±177.0b	13.0±0.2b	205.4±5.5b	22.3±0.5a	79.3±3.7ab
			N₁₆₀	8049.0±198.0b	12.8±0.3b	227.2±6.9a	22.4±0.3a	75.1±4.0b
			N₂₀₀	8277.0±70.5a	13.5±0.5ab	226.7±4.3a	22.6±0.4a	79.9±5.3ab
			N₂₄₀	8149.5±138.0ab	14.3±0.5a	221.1±12.2a	22.2±0.2a	75.8±5.1b
			N₂₈₀	8382.0±96.0a	13.6±0.2ab	218.5±8.2ab	22.6±0.1a	80.5±4.6a
ANOVA		N		*	**	*	ns	ns
		Y		ns	ns	*	ns	ns
		N×Y		ns	*	*	ns	ns

同一列不同小写字母表示差异显著（P < 0.05）。Y：年份；N：氮肥管理。“*”和“**”分别表示达显著（P < 0.05）和极显著（P < 0.01）水平。ns表示无显著差异。下同。

Different lowercase letters within a column indicates significantly difference (P < 0.05). Y: Year; N: Nitrogen management.“*”and“**”represent significant difference at P < 0.05 and P < 0.01 levels, respectively. ns represents no difference. The same below.

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2.2 施氮水平对双季稻氮素输入与输出平衡的影响

由表2可见，不同氮肥处理对双季稻氮素输入和输出有显著影响。土壤氮素总输入量随施氮量的增加而增加，早稻、晚稻变化范围分别为220.3~ 565.9 kg/hm²和286.5~641.1 kg/hm²。无机氮起始量有相同趋势，早、晚稻分别较N₀处理增加了26.9%~ 84.1%、20.3%~89.5%。干湿沉降氮、灌溉氮和有机氮矿化氮输入量占总输入量比例为早稻季50.1%~ 78.4%，晚稻季48.7%~67.4%。

表2 双季稻土壤氮输入与氮输出

Table 2 Contents of soil N input and output of the double-cropping rice

处理 Treatment			N输入N input (kg/hm²)						N输出N output (kg/hm²)
处理 Treatment			N_dep	N_irr	N_in	N_m	N_f	N_inp	N_up	N_res	N_loss
早稻 Early rice	2020	N₀	9.3	6.4	107.4	97.2	0	220.3	136.8±5.0c	67.8±3.3e	15.7±1.1d
早稻 Early rice		N₉₀	9.3	6.4	107.4	97.2	90	310.3	179.1±3.8b	81.6±3.4d	49.6±3.6c
		N₁₂₀	9.3	6.4	107.4	97.2	120	340.3	184.9±4.5b	92.8±2.2c	62.5±9.3bc
		N₁₅₀	9.3	6.4	107.4	97.2	150	370.3	186.3±2.5b	107.7±6.3b	76.3±9.8b
		N₁₈₀	9.3	6.4	107.4	97.2	180	400.3	200.9±5.7a	116.4±4.2b	82.9±15.6ab
		N₂₁₀	9.3	6.4	107.4	97.2	210	430.3	203.4±4.4a	127.6±5.7a	99.2±9.1a
	2021	N₀	9.5	6.0	75.9±3.7e	124.8	0	292.1±1.7f	134.2±3.6d	66.5±3.2f	15.5±1.4d
		N₉₀	9.5	6.0	96.3±2.2d	124.8	90	402.5±1.1e	175.1±4.8c	80.0±3.3e	71.4±6.3c
		N₁₂₀	9.5	6.0	100.2±2.3d	124.8	120	436.4±1.2d	182.3±5.7bc	91.0±2.1d	87.1±3.3c
		N₁₅₀	9.5	6.0	117.5±2.7c	124.8	150	483.7±0.6c	192.8±5.4ab	106.0±4.8c	108.6±9.4bc
		N₁₈₀	9.5	6.0	128.4±2.7b	124.8	180	524.6±0.6b	193.6±6.9ab	115.5±2.5b	113.4±12.4b
		N₂₁₀	9.5	6.0	139.7±3.6a	124.8	210	565.9±1.6a	209.5±198.7a	126.0±6.4a	141.6±14.9a
晚稻 Late rice	2020	N₀	9.9	6.8	67.8±3.3e	140.9	0	301.3±1.3f	132.8±5.4c	75.9±3.7e	16.7±1.5f
晚稻 Late rice		N₁₂₀	9.9	6.8	81.6±3.4d	140.9	120	435.1±1.4e	186.4±6.7b	96.3±2.2d	76.5±15.4e
		N₁₆₀	9.9	6.8	92.8±2.2c	140.9	160	486.3±1.1d	192.4±2.8ab	100.2±2.3d	117.8±4.0d
		N₂₀₀	9.9	6.8	107.7±6.3b	140.9	200	541.2±2.3c	202.2±9.4ab	117.5±2.7c	145.6±8.2c
		N₂₄₀	9.9	6.8	116.4±4.2b	140.9	240	589.9±0.1b	204.0±6.0a	128.4±2.7b	181.7±7.8b
		N₂₈₀	9.9	6.8	127.6±5.7a	140.9	280	641.1±2.6a	202.7±10.2a	139.7±3.6a	222.8±3.1a
	2021	N₀	9.6	7.4	66.5±3.2f	127.1	0	286.5±1.1f	125.5±4.4b	68.1±3.8d	17.0±1.2f
		N₁₂₀	9.6	7.4	80.0±3.3e	127.1	120	420.0±1.3e	197.9±7.8a	98.4±2.9c	42.1±5.6e
		N₁₆₀	9.6	7.4	91.0±2.1d	127.1	160	471.0±1.1d	205.3±4.1a	102.8±2.3c	87.0±1.9d
		N₂₀₀	9.6	7.4	106.0±4.8c	127.1	200	526.3±2.3c	209.5±7.6a	118.5±4.8b	122.1±5.6c
		N₂₄₀	9.6	7.4	115.5±2.5b	127.1	240	575.5±1.5b	206.1±9.8a	128.1±5.8ab	165.4±9.4b
		N₂₈₀	9.6	7.4	126.0±6.4a	127.1	280	626.0±0.3a	207.3±8.7a	136.0±6.0a	206.8±4.9a

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在氮输出项中，氮素吸收随施氮量的增加而增加，其变化范围为早稻季136.8~209.5 kg/hm²，晚稻季125.5~207.3 kg/hm²，较N₀处理分别增加了28.0%~ 53.1%和40.4%~65.4%，当施氮量超过180 kg/hm²，早稻季氮素吸收不再随施氮量增加而增加；表观残留氮和表观损失氮随施氮量的增加而显著增加，早稻的表观残留氮和表观损失氮分别为66.5~ 127.6 kg/hm²和15.5~141.6 kg/hm²，晚稻的分别为68.1~139.7 kg/hm²和16.7~222.8 kg/hm²。

2.3 施氮水平对双季稻土壤残余物NH₄⁺-N和NO₃^--N含量的影响

由图1可知，土壤0~100 cm各土层氮总残留量均随施氮量增加而显著增加，早稻氮残留量变化范围为67.1~126.8 kg/hm²，晚稻为73.3~138.6 kg/hm²。土壤残留态氮主要集中在0~40 cm土层，其分别占早、晚稻季土壤残留矿质氮总量的81.9%和78.4%。从氮形态来看，不同土层土壤NH₄⁺-N含量均高于NO₃^--N含量，各土层NH₄⁺-N、NO₃^--N含量随着深度的增加显著降低。0~20 cm土层无机氮量随施氮量增加而增加，当早稻施氮量高于180 kg/hm²、晚稻施氮量高于200 kg/hm²后，增加不显著；20~40 cm土层，无机氮量随施氮量增加而增加，NH₄⁺-N含量均远大于NO₃^--N含量，40~100 cm土层无机氮含量在各处理间差异不显著。

图1

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图1 双季稻土壤0~100 cm剖面铵态氮、硝态氮含量

(a) 早稻；(b) 晚稻；图中数据为2020-2021年的平均值。

Fig.1 Contents of NH₄⁺-N and NO₃^--N in 0-100 cm soil profile of the double-cropping rice

(a) early rice; (b) late rice; The datas in the figure are average value of 2020-2021.

2.4 不同氮水平对双季稻氮素利用率和氮表观残留率的影响

由表3可知，早稻季，NPFP、NPE和NAE均随施氮水平的增加而显著降低，其变化范围分别为38.3~84.9 kg/kg、21.0~29.3 kg/kg和7.4~13.6 kg/kg，施氮量超过180 kg/hm²时，NAE不再显著下降，NRE和氮表观残留率均随施氮量的增加而显著增加，其变化范围分别为23.5%~34.4%、17.0%~ 47.1%，施氮量超过180 kg/hm²时，NRE和氮表观残留率不再随着施氮量增加而显著增加。

表3 双季稻氮素利用率和表观残留率

Table 3 Nitrogen use efficiency and nitrogen apparent residue rate of the double-cropping rice

处理Treatment		NRE (%)	NAE (kg/kg)	NPFP (kg/kg)	NPE (kg/kg)	氮表观残留率N residue rate (%)
早稻 Early rice	N₀	－	－	－	－	－
早稻 Early rice	N₉₀	23.5±1.8c	13.6±0.2a	84.9±2.0a	29.3±0.8a	17.0±3.7d
	N₁₂₀	26.2±1.4bc	10.7±0.2b	64.8±2.2b	26.2±0.2b	27.0±1.8c
	N₁₅₀	28.3±1.0b	9.3±0.9c	52.6±2.5c	23.5±1.9bc	37.2±3.6ab
	N₁₈₀	31.3±0.8ab	8.1±0.1d	42.3±3.7d	24.4±1.1c	42.2±1.8a
	N₂₁₀	34.4±1.4a	7.4±0.4d	38.3±1.5e	21.0±1.0d	47.1±2.1a
晚稻 Late rice	N₀	－	－	－	－	－
晚稻 Late rice	N₁₂₀	32.8±1.9b	10.0±0.8a	60.0±2.5a	13.9±2.8c	26.0±2.1c
	N₁₆₀	35.1±1.1ab	8.1±0.1b	43.7±6.5b	17.7±1.0b	29.1±1.4c
	N₂₀₀	37.3±1.0a	7.5±0.2b	39.3±2.0b	19.7±1.2ab	39.0±1.9b
	N₂₄₀	37.1±2.5a	6.0±0.1c	32.5±1.4c	19.2±1.5ab	43.8±1.6ab
	N₂₈₀	37.1±2.3a	5.7±0.1c	28.4±1.4c	21.2±0.9a	47.8±1.3a

表中为2020-2021两年数据的平均值。

The data in the table is the average value for the two years 2020-2021.

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晚稻季，NPFP和NAE均随施氮水平的提高而显著降低，其变化范围分别为28.4~60.0 kg/kg和5.7~10.0 kg/kg，NRE、NPE和氮表观残留率均随施氮水平的提高而显著增加，其变化范围分别为32.8%~37.1%、13.9~21.2 kg/kg和26.0%~47.8%，施氮量超过200 kg/hm²时，NRE、NPE和氮表观残留率不再随着施氮量增加而显著增加。

2.5 不同氮水平对双季稻氮肥贡献率和土壤氮素依存率的影响

由图2可知，早稻、晚稻NCR随着施氮水平的增加而提高，早稻季NCR在N180处理达到最高，为19.5%，当施氮量大于180 kg/hm²时氮素贡献率趋于平稳；晚稻季施氮量大于200 kg/hm²时NCR不再显著提高。随着施氮水平的提高，SNDR显著降低，早、晚稻范围分别为65.6%~76.5%和62.7%~67.3%，但当晚稻季施氮量大于200 kg/hm²时，SNDR趋于平稳。进一步对早稻、晚稻产量与施氮量相关性进行一元二次方程回归分析（图3），发现早稻和晚稻最佳施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm²，该施氮水平下早稻、晚稻产量分别为7288.9和7763.6 kg/hm²。

图2

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图2 双季稻氮肥贡献率和土壤氮素依存率

Fig.2 Nitrogen contribution rate and soil nitrogen dependence rate of the double-cropping rice

图3

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图3 早稻、晚稻产量和施氮量的一元二次回归分析

Fig.3 One-dimensional quadratic regression analysis between rice yield and N application level of early rice and late rice

3 讨论

3.1 不同氮水平对双季稻产量及其构成因素的影响

氮是水稻产量形成的最为重要的物质基础，合理的施氮量对提高水稻产量起着关键性作用^[18]。本研究中，水稻产量受施氮量影响差异显著（P<0.05），水稻产量及其构成因素在早稻季0~180 kg/hm²和晚稻季0~200 kg/hm²施氮量范围内随施氮量的增加而增加，但超过此范围不再显著增加，这与刘梦红等^[19]和周婵婵等^[20]研究趋势一致。前人^[19⇓-21]研究发现，氮肥过量会降低根系吸收能力，使根系变短，造成作物对氮素的奢侈吸收，使水稻中后期植株生长过盛而导致生殖生长受损，进而影响水稻产量形成。进一步方差分析表明，氮肥水平显著影响水稻产量、有效穗数和穗粒数，但对千粒重和结实率无显著影响，且水稻产量与有效穗数和穗粒数呈显著正相关，这与方军等^[22]的研究结论一致。但也有研究^[18,23-24]表明，随着施氮水平的提高，水稻有效穗数、穗粒数与产量呈极显著正相关，与结实率呈极显著负相关，与千粒重无显著相关性。张桂莲等^[25]研究则表明，水稻产量与有效穗数、穗粒数和结实率都呈正相关。这可能与不同研究中施氮量、作物品种和气候环境等因素影响有关。

3.2 不同氮水平对双季稻氮素利用效率的影响

施氮水平显著影响水稻氮素利用效率，本研究结果表明，氮肥贡献率和氮表观残留率变化趋势同产量与氮水平变化一致，当施氮量超过180 kg/hm²（早稻）、200 kg/hm²（晚稻）时，氮肥贡献率和氮表观残留率不再随施氮量显著增加，氮素依存率随着施氮水平的增加显著降低，且早稻氮素依存率高于晚稻，但当晚稻季施氮量大于200 kg/hm²时氮素依存率趋于平稳。这可能是高氮水平条件下施氮量对氮肥贡献率和水稻氮素依存率影响不大，但明显增加氮肥在土壤中的残留率和损失率，造成氮肥利用率下降，这与刘梦红等^[19]研究结果相符。此外，水稻氮吸收利用率变化趋势与氮肥贡献率和氮水平变化一致，当施氮量为早稻180 kg/hm²、晚稻200 kg/hm²时，氮吸收利用率分别达31.3%和37.1%；氮肥偏生产力和氮肥农学利用率随施氮水平的提高呈显著降低趋势，这与侯云鹏等^[26]研究结果趋势一致。高氮肥水平会显著降低氮肥偏生产力，早稻季和晚稻季施氮量分别超过180 kg/hm²、200 kg/hm²时，氮肥农学利用率不再显著下降。朱启东等^[14]和郭浪等^[27]研究指出，氮肥过量会降低氮素转移率，增加营养器官中的氮素，降低氮素利用效率。且早稻氮生理利用率和氮偏生产力随施氮水平的提高而显著降低，晚稻季呈相反趋势，早稻氮肥生理利用率高于晚稻季，这可能与早稻施氮量对晚稻的后效作用有关。

3.3 不同氮水平对双季稻土壤残留无机氮含量的影响

除氮肥外，土壤中存在的残留无机氮也是主要的氮源之一，无机氮（NH₄⁺-N、NO₃^--N）是作物吸收利用的主要方式，其在土壤中的含量能够反映土壤的氮素供应状况和对氮肥施用的响应情况^[26]。张彬等^[28]研究表明，水稻土壤无机氮残留量随着氮肥用量的增加呈先降低后增加趋势，呈“V”型规律变化，且氮肥用量为160 kg/hm²时残留量达到最低。本研究结果与之变化趋势不同，土壤残留无机氮的变化趋势与水稻产量及其构成因素的一致。说明氮肥供应过多并不会显著增加土壤中无机氮的积累，反而使氮素存在损失的风险，这与侯云鹏等^[26]的研究结果基本一致。土壤残留无机氮主要集中在0~40 cm土层，其分别占早、晚稻季土壤残留无机氮总量的81.9%和78.4%，且以NH₄⁺-N为主，早稻总无机氮残留量较晚稻低，说明土壤残留氮主要集中在耕作土层，这与赵营等^[12]研究结果相符。各土层无机氮含量随着深度的增加显著降低，NO₃^--N含量受高氮处理影响更大，在0~40 cm土层，无机氮含量随着施氮水平的增加呈显著增加趋势，但当施氮量早稻高于180 kg/hm²、晚稻高于200 kg/hm²后增加不显著。可能是稻田土壤因为长期淹水增加了下层土壤的紧实度，限制了无机氮向下淋溶。

3.4 不同氮水平对双季稻氮素平衡的影响

农田生态系统中当总输入氮量超过总输出氮量时，氮素会通过硝态氮淋溶、氨挥发和反硝化作用而损失，造成环境污染等不良影响^[18]。张彬等^[28]研究表明，随着施氮量的增加，氮素盈亏由负值趋于平衡，但当氮素水平施氮量大于160 kg/hm²时，氮素盈亏为正值。本研究与之不同，本研究中，氮素平衡都为正值，且早稻季施氮量超过180 kg/hm²、晚稻季施氮量超过200 kg/hm²时，氮盈亏超出了农田生态系统氮平衡基准值范围，存在氮素损失的风险^[29]。在氮素输入项中，除氮肥外，干湿沉降氮、灌溉氮、有机矿化氮和土壤初始无机氮也是氮输入的主要来源，占氮素总输入的48.7%~ 78.4%。氮素输出主要受水稻吸氮量、土壤氮残留量和氮损失量影响，随着施氮量的增加均显著增加，水稻吸氮量较空白处理分别增加了早稻季28.0%~53.1%、晚稻季40.4%~65.4%，其氮表观残留率的变化范围为早稻季17.0%~47.1%，晚稻季26.0%~47.8%，但当施氮量早稻超过180 kg/hm²、晚稻超过200 kg/hm²时，水稻吸氮量和氮表观残留率不再显著增加，但氮素损失增加。这与潘圣刚等^[30]研究结果相符。二次回归模型表明，早稻、晚稻最佳的施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm²。因此，综合考虑水稻产量、氮素利用效率和土壤氮素残留，建议早稻163.4 kg/hm²、晚稻209.2 kg/hm²可作为适合区域双季稻高产和氮肥高效的适宜施氮水平。但是，本研究并未清楚肥料氮、土壤氮素对水稻氮素营养贡献率及其肥料后效，下一阶段应该加强对其研究。

4 结论

浙江杭州区域早稻和晚稻施氮量分别为180和200 kg/hm²时，不仅显著增加水稻吸氮量和残留无机氮含量，维持了水稻―土壤的氮素平衡，减少了氮的损失，使水稻产量和氮肥贡献率达最高值，同时也保持了较高的氮素利用率，能够达到水稻高产、氮肥高效的目的。结合二次回归模型建议早稻、晚稻最佳施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm²。

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In recent years, agricultural growth in China has accelerated remarkably, but most of this growth has been driven by increased yield per unit area rather than by expansion of the cultivated area. Looking towards 2030, to meet the demand for grain and to feed a growing population on the available arable land, it is suggested that annual crop production should be increased to around 580 Mt and that yield should increase by at least 2% annually. Crop production will become more difficult with climate change, resource scarcity (e.g. land, water, energy, and nutrients) and environmental degradation (e.g. declining soil quality, increased greenhouse gas emissions, and surface water eutrophication). To pursue the fastest and most practical route to improved yield, the near-term strategy is application and extension of existing agricultural technologies. This would lead to substantial improvement in crop and soil management practices, which are currently suboptimal. Two pivotal components are required if we are to follow new trajectories. First, the disciplines of soil management and agronomy need to be given increased emphasis in research and teaching, as part of a grand food security challenge. Second, continued genetic improvement in crop varieties will be vital. However, our view is that the biggest gains from improved technology will come most immediately from combinations of improved crops and improved agronomical practices. The objectives of this paper are to summarize the historical trend of crop production in China and to examine the main constraints to the further increase of crop productivity. The paper provides a perspective on the challenge faced by science and technology in agriculture which must be met both in terms of increased crop productivity but also in increased resource use efficiency and the protection of environmental quality.

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Panicle-stage nitrogen fertilizer is popular in parts of China due to its higher nitrogen recovery efficiency compared to basal and tiller nitrogen. However, the effect of conversion from basal to panicle-stage nitrogen on matter production, grain yield, and nitrogen use efficiencies (NUE) in Chinese double-cropping rice systems remains largely unknown. Here, we elucidate the effect by using two types of one-time basal nitrogen patterns (A and B), three panicle-N allocation patterns (C, D, and E), and the local conventional patterns (CK). The two-year experiment demonstrates that E (basal/tiller/spikelet-promoting /spikelet-developing nitrogen = 0:4:3:3) produced the greatest annual grain yield, nitrogen agronomic efficiency, and nitrogen partial productivity. The annual dry matter weight and nitrogen increment of panicle, nitrogen transportation of stems contributes the most to annual yield and NUE. Furthermore, the yield increase could be attributed to the higher effective panicles, plant dry matter weight at tillering, and net photosynthesis rate at heading. Moreover, years and varieties affect the yield in different N treatments. The improvement in the net photosynthesis rate at the milk stage also significantly increases nitrogen recovery efficiency. These findings suggest that it is worth paying attention to the rational ratio of tillering to panicle fertilizer without applying a base fertilizer, to synchronously increase the grain yield, NUE in Chinese double-cropping rice systems.

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中国稻米, 2019, 25(5):42-46.

DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2019.05.009 [本文引用: 2]

产量和品质是水稻科研的两个重大课题，氮肥施用和栽插密度是水稻栽培的两项重要措施，探明氮肥施用和栽插密度与水稻产量和品质形成的关系，是实现水稻高产优质生产的重要途径。本文综述了氮肥施用和栽插密度对水稻产量和品质形成影响的最新研究进展，介绍了不同品种在其适栽区的施氮和密度互作定量优化指标，以期为合理施氮密植提供依据，并对存在的问题和未来研究提出看法和展望。

[21]

赵琦

水稻氮肥利用效率的研究进展

中国稻米, 2016, 22(6):15-19.

DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2016.06.004 [本文引用: 1]

我国水稻生产发展迅速，氮肥的使用起了重要作用，但我国氮肥利用率却明显低于世界平均水平。这不仅严重影响我国水稻生产整体竞争力，还会引发一系列环境问题。本文综述了氮对水稻生长的影响，以及影响水稻对氮肥吸收的各种因素，并就如何提高我国水稻氮肥利用效率展开讨论，以期为提高我国氮肥利用水平和农民增产增收提供参考。

[22]

方军, 归连发, 朱元宏, 等.

氮肥运筹方式对杂交粳稻申优17生长和产量的影响

作物研究, 2020, 34(3):201-206.

[本文引用: 1]

[23]

黎星, 汪勇, 成臣, 等.

氮肥运筹对南方优质常规晚粳产量和品质的影响

中国稻米, 2019, 25(1):29-33.

DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2019.01.008 [本文引用: 1]

为探明南方双季稻区优质常规粳稻金农香粳1267的适宜氮肥运筹模式，设置6个施氮水平（CK，0；N1，165 kg/hm2；N2，210 kg/hm2；N3，255 kg/hm2；N4，300 kg/hm2；N5，345 kg/hm2），并在N3水平下设置3个氮肥运筹方式（NT1，基蘖穗肥比例为4∶2∶4，穗肥于倒3叶施用；NT2，基蘖穗肥比例为4∶2∶4，穗肥于倒4叶、倒2叶分2次等量施用；NT3，基蘖穗粒肥比例为4∶2∶2∶2，穗肥于倒3叶施用），研究不同氮肥运筹模式对南方优质常规晚粳稻产量和品质的影响。结果表明，随施氮量的增加，产量呈先增后降的趋势，与N3处理相比，CK、N1、N2、N4和N5处理产量分别降低37.1 %、8.2%、5.7%、4.9%和10.0%，晚粳稻产量增加的主要原因是每穗粒数和千粒重的提高；在N3水平下，NT3处理产量最高，主要是由于每穗粒数的提高。随着施氮量的增加，晚粳稻的加工品质、外观品质、蒸煮与食味品质和营养品质得到改善；在N3水平下，出糙率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和胶稠度均表现为NT1>NT2> NT3，而直链淀粉含量和粗蛋白含量则反之。随施氮量的增加，RVA谱特征值中峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、崩解值和峰值时间均降低，而消减值、回复值和糊化温度呈增加的趋势；在N3水平下，峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、崩解值和峰值时间均表现为NT1<NT2< NT3，而消减值、回复值和糊化温度则反之。综上所述，在本试验条件下，南方优质常规晚粳稻以施氮量为N3（255 kg/hm2）、氮肥运筹为NT3（基肥∶蘖肥∶穗肥∶粒肥=4∶2∶2∶2）时，能较好实现水稻高产和优质的协调统一。

[24]

方林发, 张宇亭, 谢军, 等.

氮肥用量和运筹对冷浸田水稻产量和氮素利用率的影响

西南大学学报(自然科学版), 2020, 42(3):53-60.

[本文引用: 1]

[25]

张桂莲, 赵瑞, 刘逸童, 等.

施氮量对优质稻产量和稻米品质及氮素利用效率的影响

湖南农业大学学报(自然科学版), 2019, 45(3):231-236.

[本文引用: 1]

[26]

侯云鹏, 杨建, 李前, 等.

施氮对水稻产量、氮素利用及土壤无机氮积累的影响

土壤通报, 2016, 47(1):118-124.

[本文引用: 3]

[27]

郭浪, 肖敏, 崔璨, 等.

施氮量对小粒型杂交稻产量与氮素利用效率的影响

杂交水稻, 2023, 38(5):108-114.

[本文引用: 1]

[28]

张彬, 魏文武.

不同供氮量对水稻土壤无机氮残留、氮平衡及产量的影响

山东农业大学学报(自然科学版), 2019, 50(4):566-570.

[本文引用: 2]

[29]

梁修仁

. 秸秆还田与减氮对麦―稻与油―稻模式土壤氮库与氮气态损失的影响. 武汉: 华中农业大学, 2022.

[本文引用: 1]

[30]

潘圣刚, 黄胜奇, 翟晶, 等.

氮肥用量与运筹对水稻氮素吸收转运及产量的影响

土壤, 2012, 44(1):23-29.

[本文引用: 1]

不同生态稻作区氮肥增产效应及其利用率

2016

... 水稻是我国主要的粮食作物之一，稻田氮肥用量占总氮肥用量的30%以上^[1].目前，我国水稻平均施氮量远高于世界平均施氮水平^[2]，水稻氮肥吸收利用率仅为35%~40%，远低于世界平均水平（40.0%~60.0%）^{[3⇓⇓⇓-7]}.长期过量施用氮肥，不仅造成氮素大量损失，增加生产成本，降低经济效益，还会造成土壤养分失衡、稻田氮素利用率降低等问题，并加剧了水稻生产与生态环境保护之间的矛盾^[8-9].合理的氮肥运筹对保障粮食安全、增加水稻产量、提高氮素利用率和促进环境友好发展具有重大意义^[10-11].氮肥运筹的改善方法主要有分地氮肥管理、优化氮肥施用、控释肥施用、深度施肥和综合管理等.优化氮肥施用是水稻生产过程中最重要的养分调控方式之一，了解氮肥在土壤―作物系统中的去向，包括作物吸收氮、土壤氮残余和土壤氮素损失等影响，对提高氮肥利用效率，实现水稻高产稳产，维护生态与农业可持续发展具有重要意义^[12]. ...

Nitrogen runoff dominates water nitrogen pollution from rice-wheat rotation in the Taihu Lake region of China

2012

施氮量与氮肥运筹模式对和两优55产量及稻米品质的影响

2023

2022

Improving crop productivity and resource use efficiency to ensure food security and environmental quality in China

2012

Grain yield, water productivity and nitrogen use efficiency of rice under different water management and fertilizer-N inputs in South China

2017

... （2）氮素利用率.氮肥利用率的各参数，即氮吸收利用率（NRE）、氮肥农学利用率（NAE）、氮肥偏生产力（NPFP）和氮肥生理利用率（NPE），参照Pan等^[6]的方法进行计算. ...

中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径

2008

... 有研究^[7]指出，我国稻田氮肥平均用量大概为180 kg/hm²，大多数地区的稻田氮肥施用量为150~ 400 kg/hm².南方地区是全国重要的双季稻产区，但近年来双季稻轮作模式下存在因氮肥施用过量、周年化肥投入限量标准不明而引发的农业面源污染和环境水质下降等问题^[13]，亟需优化氮肥施用量并监测双季稻区氮素的去向和残留效应，以准确了解双季稻区氮肥最佳施用量和氮素平衡特征，实现肥料的高效利用.朱启东等^[14]采用大田小区试验方法，研究了湖南省不同施氮量（早稻0~ 210 kg/hm²、晚稻0~219 kg/hm²）对双季稻产量和氮、磷、钾吸收利用的影响，提出双季稻施氮量以105~146 kg/hm²较为适宜.目前，对氮肥在土壤―作物系统中的去向和分配特征及其对双季稻周年系统氮素吸收利用特征仍缺乏深入了解.为此，本试验设置早稻和晚稻各6种不同的氮肥处理，进行了2年的大田试验，通过比较不同施氮水平对双季稻产量、氮素吸收、氮利用效率和氮素平衡的影响，定量分析双季稻种植体系水稻―土壤系统氮素的去向和土壤残留效应，进而得出适宜于该地区双季稻最佳的氮肥施用水平，以期为双季稻种植体系水稻高产和氮高效管理提供理论依据. ...

Improving nitrogen fertilization in rice by site-specific N management. A review

2010

氮肥运筹对湘南双季稻氮素吸收转运与利用及产量的影响

2023

Growth analysis and biomass partitioning of Cyperus iria in response to rice planting density and nitrogen rate

2015

Matter production characteristics and nitrogen use efficiency under different nitrogen application patterns in Chinese double-cropping rice systems

2022

缓/控释肥条施对春玉米产量、吸氮量与氮平衡的影响

2020

... 除氮肥外，土壤中存在的残留无机氮也是主要的氮源之一，无机氮（NH₄⁺-N、NO₃^--N）是作物吸收利用的主要方式，其在土壤中的含量能够反映土壤的氮素供应状况和对氮肥施用的响应情况^[26].张彬等^[28]研究表明，水稻土壤无机氮残留量随着氮肥用量的增加呈先降低后增加趋势，呈“V”型规律变化，且氮肥用量为160 kg/hm²时残留量达到最低.本研究结果与之变化趋势不同，土壤残留无机氮的变化趋势与水稻产量及其构成因素的一致.说明氮肥供应过多并不会显著增加土壤中无机氮的积累，反而使氮素存在损失的风险，这与侯云鹏等^[26]的研究结果基本一致.土壤残留无机氮主要集中在0~40 cm土层，其分别占早、晚稻季土壤残留无机氮总量的81.9%和78.4%，且以NH₄⁺-N为主，早稻总无机氮残留量较晚稻低，说明土壤残留氮主要集中在耕作土层，这与赵营等^[12]研究结果相符.各土层无机氮含量随着深度的增加显著降低，NO₃^--N含量受高氮处理影响更大，在0~40 cm土层，无机氮含量随着施氮水平的增加呈显著增加趋势，但当施氮量早稻高于180 kg/hm²、晚稻高于200 kg/hm²后增加不显著.可能是稻田土壤因为长期淹水增加了下层土壤的紧实度，限制了无机氮向下淋溶. ...

氮肥运筹对湘南双季杂交稻产量与抗倒伏特性的影响

2022

施氮量对双季稻产量及氮磷钾吸收利用的影响

2019

... 施氮水平显著影响水稻氮素利用效率，本研究结果表明，氮肥贡献率和氮表观残留率变化趋势同产量与氮水平变化一致，当施氮量超过180 kg/hm²（早稻）、200 kg/hm²（晚稻）时，氮肥贡献率和氮表观残留率不再随施氮量显著增加，氮素依存率随着施氮水平的增加显著降低，且早稻氮素依存率高于晚稻，但当晚稻季施氮量大于200 kg/hm²时氮素依存率趋于平稳.这可能是高氮水平条件下施氮量对氮肥贡献率和水稻氮素依存率影响不大，但明显增加氮肥在土壤中的残留率和损失率，造成氮肥利用率下降，这与刘梦红等^[19]研究结果相符.此外，水稻氮吸收利用率变化趋势与氮肥贡献率和氮水平变化一致，当施氮量为早稻180 kg/hm²、晚稻200 kg/hm²时，氮吸收利用率分别达31.3%和37.1%；氮肥偏生产力和氮肥农学利用率随施氮水平的提高呈显著降低趋势，这与侯云鹏等^[26]研究结果趋势一致.高氮肥水平会显著降低氮肥偏生产力，早稻季和晚稻季施氮量分别超过180 kg/hm²、200 kg/hm²时，氮肥农学利用率不再显著下降.朱启东等^[14]和郭浪等^[27]研究指出，氮肥过量会降低氮素转移率，增加营养器官中的氮素，降低氮素利用效率.且早稻氮生理利用率和氮偏生产力随施氮水平的提高而显著降低，晚稻季呈相反趋势，早稻氮肥生理利用率高于晚稻季，这可能与早稻施氮量对晚稻的后效作用有关. ...

岗南水库上游流域大气氮干湿沉降研究

2018

... 大气中干湿氮沉降量采用Φ150 mm降尘筒收集，方法参照GB/T 15265-94^[15].每个月对降尘筒中的溶液进行取样.使用安装在灌溉管道中的流量计（LXSG-50流量计，上海水表制造工厂）进行灌溉控制和监测.季节总投水量为移栽至收获期灌溉水的总和.采用连续流量分析仪测定降尘筒和灌洗液中的铵态氮和硝酸盐含量，采用过硫酸钾消解法测定总氮含量^[16]. ...

不同氮肥运筹模式对稻田田面水氮浓度和水稻产量的影响

2020

Nitrogen balance and groundwater nitrate contamination: Comparison among three intensive cropping systems on the North China Plain

2006

... （1）水稻―土壤系统氮素表观平衡.基于表观氮平衡原理计算土壤氮输入和输出^[17].根据公式(1)计算各土层的无机氮累积量（N_IN）： ...

施氮量对晚粳稻甬优1538产量、品质及氮素吸收利用的影响

2018

... 氮是水稻产量形成的最为重要的物质基础，合理的施氮量对提高水稻产量起着关键性作用^[18].本研究中，水稻产量受施氮量影响差异显著（P<0.05），水稻产量及其构成因素在早稻季0~180 kg/hm²和晚稻季0~200 kg/hm²施氮量范围内随施氮量的增加而增加，但超过此范围不再显著增加，这与刘梦红等^[19]和周婵婵等^[20]研究趋势一致.前人^[19⇓-21]研究发现，氮肥过量会降低根系吸收能力，使根系变短，造成作物对氮素的奢侈吸收，使水稻中后期植株生长过盛而导致生殖生长受损，进而影响水稻产量形成.进一步方差分析表明，氮肥水平显著影响水稻产量、有效穗数和穗粒数，但对千粒重和结实率无显著影响，且水稻产量与有效穗数和穗粒数呈显著正相关，这与方军等^[22]的研究结论一致.但也有研究^[18,23-24]表明，随着施氮水平的提高，水稻有效穗数、穗粒数与产量呈极显著正相关，与结实率呈极显著负相关，与千粒重无显著相关性.张桂莲等^[25]研究则表明，水稻产量与有效穗数、穗粒数和结实率都呈正相关.这可能与不同研究中施氮量、作物品种和气候环境等因素影响有关. ...

... [18,23-24]表明，随着施氮水平的提高，水稻有效穗数、穗粒数与产量呈极显著正相关，与结实率呈极显著负相关，与千粒重无显著相关性.张桂莲等^[25]研究则表明，水稻产量与有效穗数、穗粒数和结实率都呈正相关.这可能与不同研究中施氮量、作物品种和气候环境等因素影响有关. ...

... 农田生态系统中当总输入氮量超过总输出氮量时，氮素会通过硝态氮淋溶、氨挥发和反硝化作用而损失，造成环境污染等不良影响^[18].张彬等^[28]研究表明，随着施氮量的增加，氮素盈亏由负值趋于平衡，但当氮素水平施氮量大于160 kg/hm²时，氮素盈亏为正值.本研究与之不同，本研究中，氮素平衡都为正值，且早稻季施氮量超过180 kg/hm²、晚稻季施氮量超过200 kg/hm²时，氮盈亏超出了农田生态系统氮平衡基准值范围，存在氮素损失的风险^[29].在氮素输入项中，除氮肥外，干湿沉降氮、灌溉氮、有机矿化氮和土壤初始无机氮也是氮输入的主要来源，占氮素总输入的48.7%~ 78.4%.氮素输出主要受水稻吸氮量、土壤氮残留量和氮损失量影响，随着施氮量的增加均显著增加，水稻吸氮量较空白处理分别增加了早稻季28.0%~53.1%、晚稻季40.4%~65.4%，其氮表观残留率的变化范围为早稻季17.0%~47.1%，晚稻季26.0%~47.8%，但当施氮量早稻超过180 kg/hm²、晚稻超过200 kg/hm²时，水稻吸氮量和氮表观残留率不再显著增加，但氮素损失增加.这与潘圣刚等^[30]研究结果相符.二次回归模型表明，早稻、晚稻最佳的施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm².因此，综合考虑水稻产量、氮素利用效率和土壤氮素残留，建议早稻163.4 kg/hm²、晚稻209.2 kg/hm²可作为适合区域双季稻高产和氮肥高效的适宜施氮水平.但是，本研究并未清楚肥料氮、土壤氮素对水稻氮素营养贡献率及其肥料后效，下一阶段应该加强对其研究. ...

土壤肥力和氮肥运筹对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响

2019

... [19⇓-21]研究发现，氮肥过量会降低根系吸收能力，使根系变短，造成作物对氮素的奢侈吸收，使水稻中后期植株生长过盛而导致生殖生长受损，进而影响水稻产量形成.进一步方差分析表明，氮肥水平显著影响水稻产量、有效穗数和穗粒数，但对千粒重和结实率无显著影响，且水稻产量与有效穗数和穗粒数呈显著正相关，这与方军等^[22]的研究结论一致.但也有研究^[18,23-24]表明，随着施氮水平的提高，水稻有效穗数、穗粒数与产量呈极显著正相关，与结实率呈极显著负相关，与千粒重无显著相关性.张桂莲等^[25]研究则表明，水稻产量与有效穗数、穗粒数和结实率都呈正相关.这可能与不同研究中施氮量、作物品种和气候环境等因素影响有关. ...

氮肥运筹和移栽密度对水稻产量和品质形成的影响

2019

... ⇓-21]研究发现，氮肥过量会降低根系吸收能力，使根系变短，造成作物对氮素的奢侈吸收，使水稻中后期植株生长过盛而导致生殖生长受损，进而影响水稻产量形成.进一步方差分析表明，氮肥水平显著影响水稻产量、有效穗数和穗粒数，但对千粒重和结实率无显著影响，且水稻产量与有效穗数和穗粒数呈显著正相关，这与方军等^[22]的研究结论一致.但也有研究^[18,23-24]表明，随着施氮水平的提高，水稻有效穗数、穗粒数与产量呈极显著正相关，与结实率呈极显著负相关，与千粒重无显著相关性.张桂莲等^[25]研究则表明，水稻产量与有效穗数、穗粒数和结实率都呈正相关.这可能与不同研究中施氮量、作物品种和气候环境等因素影响有关. ...

水稻氮肥利用效率的研究进展

2016

氮肥运筹方式对杂交粳稻申优17生长和产量的影响

2020

氮肥运筹对南方优质常规晚粳产量和品质的影响

2019

氮肥用量和运筹对冷浸田水稻产量和氮素利用率的影响

2020

施氮量对优质稻产量和稻米品质及氮素利用效率的影响

2019

施氮对水稻产量、氮素利用及土壤无机氮积累的影响

2016

... [26]的研究结果基本一致.土壤残留无机氮主要集中在0~40 cm土层，其分别占早、晚稻季土壤残留无机氮总量的81.9%和78.4%，且以NH₄⁺-N为主，早稻总无机氮残留量较晚稻低，说明土壤残留氮主要集中在耕作土层，这与赵营等^[12]研究结果相符.各土层无机氮含量随着深度的增加显著降低，NO₃^--N含量受高氮处理影响更大，在0~40 cm土层，无机氮含量随着施氮水平的增加呈显著增加趋势，但当施氮量早稻高于180 kg/hm²、晚稻高于200 kg/hm²后增加不显著.可能是稻田土壤因为长期淹水增加了下层土壤的紧实度，限制了无机氮向下淋溶. ...

施氮量对小粒型杂交稻产量与氮素利用效率的影响

2023

不同供氮量对水稻土壤无机氮残留、氮平衡及产量的影响

2019

2022

氮肥用量与运筹对水稻氮素吸收转运及产量的影响

2012

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