薛凌榮

(酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000)

我國(guó)目前擁有13.7億人口，人口以每年4.97‰的速度增長(zhǎng)[1]。為了滿足人口增長(zhǎng)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(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)作物種植用地持續(xù)減少，這對(duì)我國(guó)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(guò)增加單位面積的糧食產(chǎn)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。中國(guó)的糧食產(chǎn)量在過(guò)去的50a里已經(jīng)增長(zhǎng)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(guò)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(duì)氮肥的利用率在20%～30%之間[3]。這種過(guò)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(yíng)養(yǎng)化。此外，過(guò)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(zhǎng)階段減少氮肥施用量至最佳氮肥施用量可以降低氮肥對(duì)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(píng)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(píng)估不同氮肥施用水平下控制灌溉與淹灌對(duì)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(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響見(jiàn)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(wú)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(wú)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(duì)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(zhǎng)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