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3.3 减氮对氮肥利用率的影响 11
致谢 11
稻麦减氮对水稻产量及氮肥利用率的影响
引言
我国用世界7%的耕地养活了世界五分之一的人口，粮食安全是我国重要战略，近年来我国粮食总产大幅度提升，而稻麦产量占粮食总产的72%[1]，因此稻麦产量增加对我国粮食安全具有重大意义。稻麦轮作是长江中下游重要的种植模式[2]，尤其是苏南地区以稻麦轮作为主。
氮肥是作物形态建成及产量形成的重要因素。增施氮肥可以提高作物叶片叶绿素含量，提升作物光合能力，增加干物质积累，扩大源，增强流，提高库容，提高作物产量[3,4,5]。而过度施氮，导致作物贪青，倒伏，结实率下降，生育期延长，抗逆耐病能力下降导致产量下降[6~10]。我国是世界上最大的氮肥消费国[1]，尤其是江苏地区施肥量位于我国之首，水稻施肥量达300kg/ha，小麦施肥量达217kg/ha[11,12]。过度施肥导致一些环境问题：温室气体排放，水体富营养化，水土流失，土壤板结，微生物多样性下降等[13~16]，同时施肥过多，导致我国氮肥利用率低，粮食生产成本居高不下。
因此，减氮稳产是近年来国家重大支持项目，有研究报道氮肥施用量减少30%是比较合理的氮肥需求，并能够显著提高氮肥利用率[17]。根据Wang等[18]人的研究，在我国太湖流域的最适施肥量为水稻季为225-270 kg/ha，小麦季为180-225 kg/ha。井大炜[19]研究指出优化施肥可以减少氮肥投入量38.96-46.12%。李锦等[20]人研究发现，与常规施氮处理相比减少15%的氮肥施用量没有显著减低，产量反而增加了7.2%，当减少30%的施氮量时，也没有显著降低产量以及秸秆的产量。Deng[21]通过比较不同的品种对氮素响应，发现当施氮量为250 kg/ha时达到最高产量，而当地的农民习惯施肥高达300 kg/ha，这与Qiao[22] 的结果相似，当减少20-50%的施肥量时，不会对产量造成显著下降。
目前，大量研究表明影响氮肥利用率的因素很多，诸如施氮措施、土壤性质、作物种类和气候等因素[23]。彭少兵等[24,25]认为由于我国土壤的背景过高，当过量的氮肥施用到农田时导致了我国的氮肥农学利用率低，与其他国家相比，我国的无氮区对照的产量通常能达到5-6 t/ha甚至更高，而其他产稻国通常为3-4 t/ha。杨利等[26]在常规施肥的基础上减少20%施氮量，氮肥利用率显著提高，氮肥表观利用率从22.4-23.9%提高到33.1-33.8%，农学利用率从4.8-9.9 kg/kg提高到11.1-19.0 kg/kg，氮肥偏生产力从15.1-30.8 kg/kg提高到26.0-47.5 kg/kg。
近年来研究主要集中以当季减氮对当季作物产量及生长发育的影响或者是对下季作物的影响，而较少对前茬减氮和当季减氮对当季作物的影响，是否有互作效应进行研究。苏南地区是以稻麦轮作为主的种植模式，同时该地区施肥量过多，存在不合理施肥等问题。因此本试验在苏南地区开展试验，通过稻麦两季减氮对当季水稻产量及生长发育，氮肥利用率进行研究。为该地区合理的施肥量提供理论依据，以此减少氮肥对环境污染的影响，建立环境友好性施肥模式。
1材料与方法
1.1试验地点
试验于2013—2016在江苏省丹阳市宝林农场进行（34°36′N,119°10′E），该地区位于江苏南部，属于太湖流域，以平原为主。该地区以稻麦轮作为主种植模式。试验地0-20 cm土壤的基本理化特性为：PH为5.72，有机质为17.15 g/kg，全氮0.97 g/kg，全磷0.5 g/kg，全钾11 g/kg，速效磷13.6 mg/kg，速效钾93.5 mg/kg。
1.2试验材料与设计
试验供试品种水稻为武运粳24号。采用随机区组设计，小区面积18 m2（3×6m），重复3次，小区之间用塑料薄膜覆泥作埂隔开，每个小区独立排灌。在水稻季采用旱育秧播种，播种期2016年为5月31日，移栽期2016年为6月23日，拔节期2016年8月5日，抽穗期2016年9月3日，成熟期2016年10月30日。所有小区均同一天移栽，栽插密度为30×13.3cm，每穴2-3苗。