半腐解秸秆覆盖下旱作水稻氮素营养调控研究

【摘要】： 本文通过田间试验研究了旱作水稻不同覆盖和水作条件下水稻的生物效 应和植株吸氮特征，研究了半腐解秸秆覆盖条件下和不同施氮水平下水稻 的产量效应和植株吸氮特征；采用微区试验研究了半腐解秸秆覆盖条件下 不同时期施用的~(15)在水稻体内的分配和氮肥利用率、土壤微生物和土壤无 机氮之间的变化以及残留~(15)的后效；采用根际培养箱方法研究了半腐解秸 秆覆盖条件下不同氮肥水平处理的根际土壤速效氮的时空动态变化。主要 研究结果如下： 旱作水稻不同覆盖条件下土壤微生物量N表现为前期较高，而后逐渐下 降。在旱作条件下土壤速效氮以硝态氮为主，旱作条件下水稻各部位的含 氮量均大于水作；旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后，而水作 水稻从移栽后就大量吸收氮素，灌浆期后很少吸收氮素；半腐解覆盖为最 佳覆盖物，其产量为84kghm~(-2)，旱作水稻的水分利用效率是水作的12倍 以上。 半腐解秸秆覆盖和不同施氮条件下，土壤硝态氮的含量与土壤无机氮 最小指标呈显著正相关，水稻的产量、氮肥的表观利用率以210kgN/hm~2处 理最高，随着氮肥用量的增加水稻对土壤氮的依存率逐渐降低。 半腐解秸秆覆盖条件下，氮素含量中来自肥料氮的百分比（Ndff％）、水 稻对~（15）的吸收和利用率以及~(15)的土壤残留率因标记肥料的施用时期和用 量的不同而有很大差异。分蘖时期施用的~(15)N在水稻各部位中的Ndff％最高， 而作为基肥施入的~(15)N在水稻体内的Ndff％最低。植株对氮肥利用率的最低 和最高值分别为5.58％和51.53％，氮肥的土壤残留率最低和最高值为13.81％ 和29.87％。 基施~(15)N15天后，土壤微生物对基施~(15)N的固持率和~(15)(NO~-)_3-N占基施~(15)N 百分比均较高，而其它时期施用的~(15)N进入土壤微生物和(NO~-)_3-N均很低。 齐穗期土壤微生物对~(15)N的固持与水稻的吸收相关系数为0.739。，~(15)(NO~-)_3-N 占施氮量的百分比与土壤微生物对~(15)N的固持率的相关系数为0.939。 小麦对残留~(15)N的利用率为基肥＞穗肥＞分蘖肥（在水稻季节施用的肥 料），且施氮高的后效＞低氮处理。个麦在水稻’侗基肥处理的土壤中对残留 ’呐的利用率占两季叠加利用率的29％。 不同施氮处理在水稻移栽ID内根际NH厂N和NO－厂N含量基本接近， NH二N在根区和近根区亏缺，NO厂N在近根区13mm内富集一一月后在水 稻全生育期内，各施氮处理土体中NH乙－N都低于5 mg／Kg，而NO”广N均在15 m岁他以上，并随施氮量的不同而在0jmm处有不同程度的富集：根系的吸 收可以影响到 15nun的区域的NO”；N变化。七壤的硝化活性随根区的距离增 加而降低．水稻植株根部NO。N含量大于叶部而NR的活性却相反。 【关键词】：半腐解秸秆覆盖 旱作水稻 氮肥 水稻氮营养
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：S511.01
【目录】：

• 中文摘要9-11
• 引言11-13
• 第一章 旱作水稻及水稻氮素营养的研究进展与展望13-35
• 1 旱作水稻的发展概况13-16
• 1．1 旱作水稻在我国及世界的发展概况13-14
• 1．2 水稻的需水特点及对生态环境的要求14-15
• 1．3 发展旱作水稻意义及旱作水稻栽培的理论与实践15-16
• 2 覆膜旱作水稻的研究进展16-23
• 216-17
• 2．2 覆盖旱作水稻高产的可能机理17-18
• 2．3 覆膜旱作水稻高产栽培的主要技术18-19
• 2．4 覆膜旱作水稻的生长发育和水分生理特征19-20
• 2．5 覆膜旱作水稻的土壤养分变化和水稻营养特征20-21
• 2．6 覆膜旱作水稻的环境和生态意义21
• 2．7 覆膜旱作水稻弊端和覆盖的替代物-秸秆覆盖21-23
• 3 水稻氮营养与氮肥的合理施用23-27
• 3．1 水稻的氮营养特性及施氮效应23-24
• 3．2 水稻不同生育期吸氮量与产量的关系24
• 3．3 稻田土壤供氮和氮肥运筹策略24-25
• 3．4 水稻氮营养生理研究进展25
• 3．5 叶片的光合作用和氮素营养25-26
• 3．6 水稻对不同时期施用~（15）N的利用率26
• 3．7 水稻不同部位~（15）N的分配和利用问题26-27
• 3．8 水稻土壤与作物系统的氮素损失及氮肥回收率27
• 4 水稻氮肥施用的研究进展与展望27-35
• 第二章 旱作水稻不同覆盖条件下土壤微生物量C、N的动态变化及其氮营养特征35-51
• 1 材料与方法36-37
• 1．1 试验地点与供试土壤36
• 1．2 试验设计36-37
• 1．3 测定方法37
• 2 结果与讨论37-48
• 2．1 土壤微生物量C和土壤有机C的动态变化37-39
• 2．2 土壤微生物量N与土壤全氮的动态变化39-41
• 2．3 水作与不同覆盖条件下旱作水稻的生物产量和籽粒产量41-43
• 2．4 水作与不同覆盖条件下旱作水稻不同生育期间各部位含氮量、吸氮量动态变化43
• 2．5 水作与不同覆盖条件下旱作水稻不同生育期间群体氮素的累积特征43-45
• 2．6 土壤铵态氮和硝态氮的动态变化及其与水稻植株氮素吸收的关系45-47
• 2．7 旱作水稻前期土壤温度的变化和水稻生育期间水分需求量和灌溉水47-48
• 3 结论48-51
• 第三章 半腐解秸秆覆盖后不同施氮平下旱作水稻土壤无机氮的动态变化及其吸氮特征51-59
• 1 材料与方法52-53
• 1．1 试验地点与供试土壤52
• 1．2 试验设计52-53
• 1．3 测定方法53
• 2 结果与讨论53-58
• 2．1 土壤铵态氮与硝态氮的动态变化53-54
• 2．2 旱作水稻生长发育状况及群体生物量和籽粒产量构成54-56
• 2．3 不同生育期间水稻含氮量、群体氮素的累积动态和吸氮强度56-58
• 2．4 土壤氮依存率和氮肥的利用率58
• 3 结论58-59
• 第四章 半腐解秸秆覆盖下旱作水稻不同时期用的（15）N在寺壤-作物-土壤微生物之间的动态变化59-78
• 第一节 半腐解秸秆覆盖下旱作水稻对~（15）的吸收、分配及氮素平衡59-72
• 1 材料与方法60-61
• 2 结果与分析61-68
• 2．1 不同时期施用的~（15）N在水稻各部位和土壤Ndff％的动态变化61-64
• 2．2 不同时期施用的~（15）N的利用率及在水稻不同部位的分配率64-66
• 2．3 不同时期施用的~（15）N水稻收获后在土壤剖面上的分布66
• 2．5 土壤和植物系统的氮素平衡66-67
• 2．6 不同时期的标记氮肥对水稻籽粒粗蛋白含量的影响67-68
• 3 讨论68-70
• 3．1 旱作水稻不同时期施用~（15）N的利用率68-69
• 3．2 不同时期施氮在水稻不同部位的分配69
• 3．3 旱作水稻的氮肥施用后的氮素损失69-70
• 4 结论70-72
• 第二节 半腐解秸秆覆盖下旱作水稻施用的~（15）N在土壤微生物量和无机氮之间的变化及其与植株吸氮的关系72-78
• 1 材料与方法73
• 2 结果与分析73-75
• 2．1 不同处理土壤微生物量~（15）N的动态变化及其与水稻吸收~（15）N的关系73-74
• 2．2 土壤~（15）（NH~-）_4-N、~（15）（NO~-）_3-N的Ndff％和土壤微生物量的关系74-75
• 3． 讨论75-76
• 4 结论76-78
• 第五章 半腐秸秆覆盖下旱作水稻不同时期施用~（15）N对后茬冬小麦的后效78-85
• 1 材料与方法78-79
• 2 结果与分析79-82
• 2．1 小麦不同生育期对前茬残留~（15）N的吸收利用79-80
• 2．2 旱作水稻和小麦对在旱作水稻不同时期施用~（15）N的利用率80
• 2．3 小麦收获后~（15）N残留率和残留~（15）平衡帐80-81
• 2．4 不同的施氮处理对小麦产量构成影响81-82
• 3 讨论82
• 4 结论82-85
• 第六章 半腐解秸秆覆盖下旱作水稻根际土壤铵氮和硝氮的时空变异85-98
• 1 材料与方法86-87
• 2． 结果与分析87-93
• 2．1 旱作水稻根际士壤（NH~-）_4-N和（NO~-）_3-N的时空动态变化87-91
• 2．2 根际土壤pH的动态变化91
• 2．3 根际土壤硝化势的动态变化91-92
• 2．4 不同施氮处理根部和叶部（NO~-）_3-N含量和硝酸还原酶活性变化92-93
• 3 讨论93-95
• 3．1 旱作水稻吸收的主要氮素营养形态93
• 3．2 影响旱作水稻根际土壤（NH~-）_4-N和（NO~-）_3-N变化因素93-94
• 3．3 旱作水稻氮肥施用量的调控94
• 3．4 旱作水稻根际土壤硝化和反硝化作用的强度94
• 3．5 旱作水稻同化氮素特性94-95
• 4 结论95-98
• 全文结论98-100
• 英文摘要100-102
• 博士生期间完成和发表的论文目录102

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玉米联合固氮工程菌的增产和节约氮肥效益    陈三凤;李季伦;姚腾云;于锦香;

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不同氮素化肥用量与稻曲病发病程度的相关性    陈轶;

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农用氮肥的损失途径与环境污染    吕殿青;Ove Emteryd;同延安;张文孝;

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旱作水稻平均亩产达325公斤    记者 赵婵莉 见习记者 高宇婷

玛纳斯县推广旱作水稻栽培技术    通讯员 刘涛 吕晓庆 王德清

膜下滴灌旱作水稻扩大面积试种    特约记者 胡宗奎

新疆天业膜下滴灌旱作水稻大面积试种成功    记者胡宗奎

膜下滴灌旱作水稻在玛纳斯县试种成功    特约记者 胡宗奎

二十五团膜下滴灌旱作水稻亩节水60%    通讯员 李希明

天业膜下滴灌旱作水稻大面积试种成功    通讯员 胡宗奎

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夏玉米氮肥高效利用机制研究及周年氮素分析    王启现

水分与磷素对水稻旱作期间土壤—植株磷素营养的影响    何园球

氮肥对夏玉米籽粒库容建成和充实的影响机理    魏亚萍

冬小麦断根调控机理和断根与施肥的互作效应研究    李絮花

基于试验与模型的C、N循环研究    潘志勇

碳氮代谢对夏玉米穗粒数形成的影响机理    申丽霞

覆盖栽培对旱作水稻冠层特性及产量的影响    刘洋

不同地表覆盖直播旱作水稻的产量和氮素吸收利用特征    殷晓燕

丛枝菌根对旱作水稻/西瓜间作系统中西瓜枯萎病的影响    赵第锟

不同地表覆盖旱作水稻的生长与水分利用效率的研究    黄新宇

旱作水稻的水分和氮素利用特征    王娟娟

氮素化肥淋溶污染与控制方法的研究    郝高建

转基因抗虫杂交棉高产高效栽培模型的研究    李毅

氮、磷化学肥料高效利用新技术探索研究    刘颖

施氮对加工番茄养分吸收、分配及产量品质的影响    汤明尧

化肥及有机肥对叶菜产量和硝酸盐含量影响研究    刘杏认