• ISSN 1008-505X
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近30年中国稻区氮素平衡及氮肥偏生产力的时空变化

黄晶 刘立生 马常宝 薛彦东 韩天富 柳开楼 刘淑军 张璐 李冬初 都江雪 张会民

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近30年中国稻区氮素平衡及氮肥偏生产力的时空变化

    作者简介: 黄晶E-mail:huangjing@caas.cn;
    通讯作者: 张会民, E-mail:zhanghuimin@caas.cn
  • 基金项目: 国家重点研发计划课题(2016YFD0300901);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(161032019035,1610132020023,1610132020021);衡阳市科技计划项目 (2019yj010733)。

Spatial-temporal variation of nitrogen balance and partial factor productivity of nitrogen in rice region of China over the past 30 years

    Corresponding author: ZHANG Hui-min, E-mail:zhanghuimin@caas.cn
  • 摘要:   【目的】  中国的稻作模式和区域条件复杂多样,研究和推荐各稻区氮肥合理施用量,为提高氮肥利用效率和维持土壤氮素平衡提供参考。  【方法】  基于1988―2017年开展的全国水稻土长期监测平台,分析主要稻区(包括东北、西南、长江中游、华南、长三角稻区,322个土壤监测点)氮肥施用水平、氮肥偏生产力、土壤氮素平衡的时空演变特征,并进一步探究各稻区氮肥的合理用量。  【结果】  近30年来,我国东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区水稻氮肥平均施用量分别为N 159、173、179、284和279 kg/hm2,全国稻区氮肥平均施用量为N 215 kg/hm2。西南和长三角稻区氮肥施用量随施肥年限的增加而显著增加 (P < 0.05),增加速率分别为N 0.4和2.5 kg/ (hm2·a)。整体而言,全国稻区氮肥施用量随施肥年限的增加无显著变化。30年间,各稻区之间氮素表观平衡量差异显著 (P < 0.05)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区氮素年均盈余量分别为N 35、5、20、69和109 kg/hm2,氮素盈余量分别占氮肥平均施用量的22%、3%、11%、24%和39%。各稻区氮素盈余量均随着氮肥施用量的增加而显著增加 (P < 0.0001)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角各稻区水稻氮肥偏生产力分别为54、51、42、44和35 kg/kg,全国平均为45 kg/kg,仅东北和长江中游 (早稻) 稻区水稻氮肥偏生产力随施肥年限增加而显著提高 (P < 0.05)。各稻区氮肥偏生产力均随着氮素盈余量的增加而呈指数下降趋势 (P < 0.0001)。  【结论】  除西南稻区,其他稻区氮素施用量偏高。综合考虑维持土壤氮平衡和提高氮肥偏生产力,建议东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区的适宜施氮量分别为N 131、167、156、244和151 kg/hm2
  • 图 1  各稻区氮肥施用量

    Figure 1.  Nitrogen application rate in different rice production regions

    图 2  各稻区氮肥施用量年际变化

    Figure 2.  Interannual variation of nitrogen fertilizer input in different rice production regions

    图 3  各稻区氮素盈余量

    Figure 3.  The nitrogen surplus in different rice production regions

    图 4  各稻区氮肥偏生产力

    Figure 4.  Partial factor productivity of nitrogen fertilizer in different rice production regions

    图 5  各稻区氮肥偏生产力年际变化

    Figure 5.  Interannual variation of partial factor productivity of nitrogen in different rice production regions

    图 6  氮素盈余与氮肥施用量的关系

    Figure 6.  Relationship between balance of nitrogen and nitrogen fertilizer application rate

    图 7  氮肥偏生产力与氮盈余的关系

    Figure 7.  Relationship between partial factor productivity of nitrogen and nitrogen surplus

    表 1  我国主要稻区水稻籽粒和秸秆含氮量 (g/kg)

    Table 1.  N contents in grain and straw of rice in the main rice production regions of China

    器官
    Organ
    东北[20-23]
    Northeast
    西南[24-28]
    Southwest
    长江中游[29-33]
    Middle of Yangtze River
    长三角[34-38]
    Yangtze River Delta
    华南[39-42]
    South China
    籽粒Grain8.5815.1016.110.1113.52
    秸秆Straw7.288.8610.17.787.17
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-12
  • 网络出版日期:  2020-07-20
  • 刊出日期:  2020-06-01

近30年中国稻区氮素平衡及氮肥偏生产力的时空变化

    作者简介:黄晶E-mail:huangjing@caas.cn
    通讯作者: 张会民, zhanghuimin@caas.cn
  • 1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室,北京 100081
  • 2. 祁阳农田生态系统国家野外观测研究站,湖南祁阳 426182
  • 3. 农业农村部耕地质量监测保护中心,北京 100125
  • 4. 江西省红壤研究所,南昌 330046
  • 基金项目: 国家重点研发计划课题(2016YFD0300901);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(161032019035,1610132020023,1610132020021);衡阳市科技计划项目 (2019yj010733)。
  • 摘要:   【目的】  中国的稻作模式和区域条件复杂多样,研究和推荐各稻区氮肥合理施用量,为提高氮肥利用效率和维持土壤氮素平衡提供参考。  【方法】  基于1988―2017年开展的全国水稻土长期监测平台,分析主要稻区(包括东北、西南、长江中游、华南、长三角稻区,322个土壤监测点)氮肥施用水平、氮肥偏生产力、土壤氮素平衡的时空演变特征,并进一步探究各稻区氮肥的合理用量。  【结果】  近30年来,我国东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区水稻氮肥平均施用量分别为N 159、173、179、284和279 kg/hm2,全国稻区氮肥平均施用量为N 215 kg/hm2。西南和长三角稻区氮肥施用量随施肥年限的增加而显著增加 (P < 0.05),增加速率分别为N 0.4和2.5 kg/ (hm2·a)。整体而言,全国稻区氮肥施用量随施肥年限的增加无显著变化。30年间,各稻区之间氮素表观平衡量差异显著 (P < 0.05)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区氮素年均盈余量分别为N 35、5、20、69和109 kg/hm2,氮素盈余量分别占氮肥平均施用量的22%、3%、11%、24%和39%。各稻区氮素盈余量均随着氮肥施用量的增加而显著增加 (P < 0.0001)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角各稻区水稻氮肥偏生产力分别为54、51、42、44和35 kg/kg,全国平均为45 kg/kg,仅东北和长江中游 (早稻) 稻区水稻氮肥偏生产力随施肥年限增加而显著提高 (P < 0.05)。各稻区氮肥偏生产力均随着氮素盈余量的增加而呈指数下降趋势 (P < 0.0001)。  【结论】  除西南稻区,其他稻区氮素施用量偏高。综合考虑维持土壤氮平衡和提高氮肥偏生产力,建议东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区的适宜施氮量分别为N 131、167、156、244和151 kg/hm2

    English Abstract

    • 我国约60%以上的人口以稻米为主食,水稻产量的稳定增长是保障我国粮食安全的根本[1]。在农业生态系统中,氮素是所有植物必需营养元素中对干物质形成最重要的元素[2],同时土壤氮素是土壤肥力质量的主要因素和指标,与土壤生产力密切相关[3]。研究表明,氮对水稻产量的影响仅次于水分,合理的氮肥施用和土壤氮素供应是保证水稻产量的前提,也是保障粮食安全的基础[4]。由于区域气候特性以及种植模式的不同,水稻氮肥用量存在着较大空间差异[5-6]。从时间尺度来看,氮肥的施用也存在着很大程度的盲目性和不合理性,自上世纪60年代以来,世界氮肥的消费量增加了7倍,粮食产量却只增加了不到3倍[7]。过去的30年,中国的粮食单产提高了98%,同期氮肥的施用量却增加了271%,这直接导致了氮肥利用率的显著下降,由20世纪80年代的30%~35%下降到2001—2005年的28%[8]。同时,我国水稻氮肥回收率平均仅为30%[9-10],比其它主要水稻种植国家低15%~20%[11]

      过量的氮肥施用不仅降低了氮肥利用效率,同时造成土壤质量退化、地表水和地下水体硝酸盐含量超标等一系列环境问题[12],严重影响农田的可持续利用[13]。因此,合理的施氮量是保障水稻高产稳产及提高氮肥利用效率的重要途径,当前水稻生产中的施氮问题仍比较突出。彭少兵等[14]研究表明,我国水稻生产所消耗的氮肥占世界水稻氮肥总消耗量的37%。近年来,国内外围绕科学施肥研究提出了不少推荐施肥方法。朱兆良[15]提出了区域平均适宜施氮量的概念和方法。Ju等[16]在考虑秸秆还田条件下,根据土壤-作物体系中主要氮素通量推导出理论施氮量。凌启鸿等[17]通过确定斯坦福理论方程中3个参数的稳定值,进行高产条件下水稻精确定量施氮技术的验证。以往这些关于推荐氮肥施用量的方法大都基于某区域田块尺度短期田间试验或农户调查数据。然而,受自然条件和农业发展状况影响,我国水稻生态区域间的气候条件、稻作制度和土壤条件的不同导致施肥用量差异很大[18],将我国水稻大面积生产中施用过量和不足的氮调节到合理施氮量范围是当前和今后一段时期的紧迫任务[19]。同时,不同稻区氮素平衡及利用效率时空变化特征尚不明确。因此,本研究通过我国主要稻区多点长期监测试验网,探究全国尺度水稻施氮量以及氮肥偏生产力的时空变化特征,综合考虑各稻区维持土壤氮平衡和提高氮肥偏生产力等因素,进而推荐各稻区水稻氮肥的合理施用量。

      • 基于农业农村部在全国布置的稻作区土壤监测点,本研究所用的数据均来源于近30年 (1988—2017) 监测工作期间所收集的水稻田间试验数据。本研究共选取全国主要稻作区322个土壤监测点,并根据地理位置和生态区域划分为东北 [黑龙江省 (3个)、吉林省 (7个) 和辽宁省 (7个)]、西南 [四川省 (30个)、云南省 (7个)、贵州省 (7个) 和重庆市 (9个)]、长江中游 [湖北省 (18个)、湖南省 (45个) 和江西省 (51)]、华南 [广东省 (33个)、福建省 (12个) 和广西壮族自治区 (11个)]和长三角 [江苏省 (36个)、安徽省 (29个)、浙江省 (14个) 和上海市 (3个)] 5个区域 ,括号内数字为各省 (市、自治区) 监测点数量。监测地块的地理位置、耕作制度、土壤类型、作物类型、分布面积、管理水平等在各区域均有较好的代表性。各监测点设置不施肥区 (空白区) 和常规施肥区 (农田常年田间管理) 两个处理。不施肥处理小区面积一般为32~67 m2,用水泥板或者其它材料做挡板,防止水肥横向的转移;施肥处理按照当地农田常年肥料用量均匀撒施,小区面积不低于334 m2。不施肥处理和施肥处理除了施肥量不同外,其它管理措施均相同。施肥情况主要包括每一季作物有机肥和化肥的施用日期、肥料品种、施肥次数和施肥用量等,如果有秸秆还田则按照实际用量以有机肥形式记录。由于高产水稻品种的更新、肥料类型的更换、土壤基础肥力的提升等,导致各监测点每季作物肥料施用量并非多年固定不变。本研究监测点的施肥量均在调查当地农户的实际施肥情况后确定。因此,这些监测点的施肥量能较好地代表各监测点所在区域不同时期的农业生产实际情况,并不像长期定位肥料监测试验那样一直不变。

      • 水稻成熟后,采用实收脱粒测产。并根据产量和氮肥施用量,计算氮肥偏生产力 (partial factor productivity of nitrogen,PFPN),计算公式为:PFPN (kg/kg) = 籽粒产量/肥料氮投入量

        各稻区水稻籽粒和秸秆含氮量根据各稻区常规施肥条件下氮含量平均值计算 (表1)。结合产量和氮肥施用量,氮素盈余量计算公式如下:

        表 1  我国主要稻区水稻籽粒和秸秆含氮量 (g/kg)

        Table 1.  N contents in grain and straw of rice in the main rice production regions of China

        器官
        Organ
        东北[20-23]
        Northeast
        西南[24-28]
        Southwest
        长江中游[29-33]
        Middle of Yangtze River
        长三角[34-38]
        Yangtze River Delta
        华南[39-42]
        South China
        籽粒Grain8.5815.1016.110.1113.52
        秸秆Straw7.288.8610.17.787.17

        当年土壤表观氮素盈余 (kg/hm2) = 当年施入土壤氮素总量 (kg/hm2) – 当年作物 (籽粒、秸秆) 产量 (kg/hm2) × 作物 (籽粒、秸秆) 含氮量 (g/kg) × 10−3

      • 试验数据用Excel 2016整理,运用SPSS 17.0进行单因素方差分析及显著性检验 (LSD法)。为避免个别年份异常气候和各稻区个别监测点位差异对水稻产量的影响,进而影响氮素吸收量变化规律,本研究按照监测点位的试验年限,从起始年限开始每隔5年划分成6个阶段,分别为1988—1992 (5年)、1993—1997 (10年)、1998—2002 (15年)、2003—2007 (20年)、2008—2012 (25年) 和2013—2017 (30年)。本研究中所涉及的氮肥施用量和氮肥偏生产力时空变化趋势的数据采用箱式图表示;土壤氮肥施用量和氮肥偏生产力与试验年限的量化关系均采用线性回归方程拟合;土壤氮素表观平衡和氮肥偏生产力与氮肥施用量的关系,采用合适的方程拟合。所有图均采用Sigmaplot 10.0制作。

      • 各稻区近30年 (1988—2017) 氮肥施用量存在显著差异 (图1)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区水稻氮肥多年平均施用量分别为159、173、179、284和279 kg/hm2,全国稻区氮肥施用量平均为215 kg/hm2。华南 (双季) 和长三角稻区氮肥年均施用水平显著高于其它稻区,分别较其它稻区高58.9%~78.9%和55.9%~75.5%;东北与长江中游 (早稻) 稻区之间的氮肥年均施用量有显著差异 (P < 0.05)。

        图  1  各稻区氮肥施用量

        Figure 1.  Nitrogen application rate in different rice production regions

        就全国氮肥施用量年际变化而言 (图2),近30年年均氮肥施用量在206~216 kg/hm2波动,随施肥年限的增加变化不显著。氮肥施用的中位数变化幅度为178~196 kg/hm2,略低于平均水平。通过对氮肥施用量与施肥年限的线性拟合发现,各稻区之间近30年的氮肥施用量年际变化趋势各不相同。东北、长江中游 (早稻) 和华南 (双季) 稻区水稻季年均氮肥施用量随施肥年限的增加整体呈降低趋势,其中长江中游 (早稻) 稻区氮肥施用量随施肥年限的增加显著降低 (P < 0.05),下降速率为2.5 kg/(hm2·a);东北和华南 (双季) 稻区氮肥施用量与施肥年限之间相关性没有达到显著水平;西南和长三角稻区氮肥施用量随施肥年限的增加显著增加 (P < 0.05),增加速率分别达0.4、2.5 kg/(hm2·a),与30年前比较,氮肥施用量分别增加8%和38%。

        图  2  各稻区氮肥施用量年际变化

        Figure 2.  Interannual variation of nitrogen fertilizer input in different rice production regions

      • 近30年各稻区氮素盈余量存在显著差异 (P < 0.05)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区水稻氮盈余量年均分别为35、5、20、69和109 kg/hm2,氮素盈余量分别占各稻区氮肥平均施用量的22%、3%、11%、24%和39% (图3),西南稻区氮施用量和水稻氮吸收量基本相当。

        图  3  各稻区氮素盈余量

        Figure 3.  The nitrogen surplus in different rice production regions

        各稻区近30年氮肥偏生产力存在显著差异 (图4)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南和长三角各稻区水稻氮肥偏生产力分别为54、51、42、44和35 kg/kg,全国平均为45 kg/kg。东北和西南稻区氮肥偏生产力显著高于其它稻区,长三角稻区氮肥偏生产力最低,显著低于其它稻区 (P < 0.05)。

        图  4  各稻区氮肥偏生产力

        Figure 4.  Partial factor productivity of nitrogen fertilizer in different rice production regions

        就全国氮肥偏生产力年际变化而言 (图5),近30年水稻氮肥偏生产力在39~46 kg/kg波动,随施肥年限的增加略有提高,但变化不显著。通过对氮肥偏生产力与施肥年限的线性拟合发现,各稻区近30年的氮肥偏生产力年际变化趋势不同。东北和长江中游 (早稻) 稻区水稻氮肥偏生产力随施肥年限增加而显著提高 (P < 0.05),每10年分别提高约9.8和7.2 kg/kg。随施肥年限的增加,西南和长三角稻区水稻氮肥偏生产力呈降低趋势,华南 (双季) 稻区略有增加,但3个稻区水稻氮肥偏生产力与施肥年限之间未呈显著相关关系。

        图  5  各稻区氮肥偏生产力年际变化

        Figure 5.  Interannual variation of partial factor productivity of nitrogen in different rice production regions

      • 各稻区氮素盈余量均随氮肥施用量的增加而显著增加 ( P < 0.0001 ),根据氮素盈余量与氮肥投入的线性拟合方程 (图6)可知,各稻区要维持氮素表观平衡(即盈余量为0)时,东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区氮肥施用量分别约为131、167、156、244和151 kg/hm2

        图  6  氮素盈余与氮肥施用量的关系

        Figure 6.  Relationship between balance of nitrogen and nitrogen fertilizer application rate

        随着氮素盈余量的增加,各稻区氮肥偏生产力均下降,两者呈指数关系 (P < 0.0001),氮肥偏生产力降低到一定幅度即处于相对稳定水平,东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区氮肥偏生产力最低水平分别约25、11、11、18和20 kg/kg。基于氮肥偏生产力对氮素盈余量的响应关系 (图7),当各稻区氮素处于平衡状态 (氮盈余量为0) 时,即氮肥施用较适宜情况下,东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区的水稻氮肥偏生产力分别约为58、45、43、50和51 kg/kg,除西南稻区外,其它稻区在该施氮水平下的水稻氮肥偏生产力较其多年平均值能够提高2%~46%。

        图  7  氮肥偏生产力与氮盈余的关系

        Figure 7.  Relationship between partial factor productivity of nitrogen and nitrogen surplus

      • 中国是一个幅员辽阔的农业大国,各地自然环境和社会经济发展程度差异很大,化肥施用强度表现出明显的地域差异[43],因此,各稻区近30年氮肥施用量呈显著差异。全国稻区氮肥平均施用量约为215 kg/hm2 (图1),在我国普遍的施氮量范围 (150~250 kg/hm2)之内[44-45]。长三角和华南 (双季) 稻区水稻氮肥年均施用水平显著高于其它稻区,处于长三角和华南稻区的江苏、浙江、上海、广东、海南、福建和广西等省 (市、自治区) 在全国属于典型高施肥区[43, 46-48]。可能是由于种植制度的差异,本研究中划定的华南稻区计算的是早稻和晚稻两季水稻施氮量,其余稻区均为一季水稻施氮量,所以其氮肥施用量最高。长三角和华南稻区主要是稻麦、稻蔬等一年两熟或三熟轮作体系,产量相对较高;同时这2个区域属于东部沿海季风区,年均气温和降水量相对较高,土壤氮素的分解和养分的转化速度也较快,土壤氮素和其他养分含量相对较低[47],作物要获得高产对氮肥需求量相对更大,进而导致其氮素盈余量显著高于其它稻区。长江中游 (早稻)、东北和西南稻区年均氮肥施用量在159~179 kg/hm2 (图2),与刘钦普[43]的研究结果相近。东北土壤耕作历史较短,土壤有机氮库还处于分解状态,氮素矿化与固持尚未达到稳定点,水稻吸氮量部分来自土壤矿化氮,土壤氮素处于消耗状态[19, 49],因此东北稻区 (一季水稻) 的氮肥施用量相对较低。

      • 本研究结果显示,近30年全国稻区年均氮肥施用量在206~216 kg/hm2波动 (图2),随施肥年限的增加无显著变化。而有关的研究结果表明,1980年以来中国化肥施用量迅速提高,化肥施用强度则以每年平均增长4.1%的速度上升[43]。造成结果差异的主要原因可能是,第一,本研究中各稻区试验开始前5年 (1988—1992) 的平均氮肥施用量较大 (216 kg/hm2) ,比1985年全国农作物氮肥平均施用量高88 kg/hm2[50];第二,近30多年 (1980—2013) ,我国旱地化肥氮施入量占整个农业生态系统氮投入量的73%~85%,约为水田氮施入量的4.4倍,水田施氮量在1993—2013年每年增加约0.3%[51],同时随着水稻种植集约化程度逐渐提高,以及《到2020年化肥使用量零增长行动方案》等政策的具体实施,近年来各稻区氮肥施用量呈下降趋势。西南稻区因监测点开始时的氮肥施用量较低 (162 kg/hm2),而长三角稻区和其它稻区相比较,一直属于氮肥施用量偏高区域,同时还由于需肥量更大的高产品种的推广应用[52],所以两个稻区氮肥施用量随着施肥年限的增加而增加。

      • 国内外有许多表征氮肥利用效率的参数,但国际农学界常用肥料偏生产力,是因为它不需要空白区产量和养分吸收量的测定,简单明了、易为农民所掌握。张福锁等[8]也认为肥料偏生产力比较适合我国目前土壤和环境养分供应量大、化肥增产效益下降的现实,是评价肥料效应的适宜指标。全国水稻氮肥偏生产力在过去的30年内呈稳定并略微提高的趋势,基本维持在39~46 kg/kg左右 (图5),略高于全国农户水稻生产氮肥偏生产力的平均水平 (37 kg/kg)[53],主要由于在过去30年内,全国稻区氮肥施用量变化幅度小 (图2),且在常规施肥条件下,水稻产量呈增加趋势[54]。不同稻区氮肥偏生产力差异较大,可能是由于各稻区间氮肥施用量差异较大 (图1图2),而氮肥偏生产力随施氮量增加而降低[55],各稻区氮肥偏生产力均随着氮素盈余量的增加而降低,但不是简单的线性关系,而可用幂指数方程拟合,与王飞等[56]的研究结果一致,这主要是因为氮肥偏生产力不但受施氮量的深刻影响,而且受土壤-气候条件、施氮方法和时期及作物生长期间其它营养元素的供应状况、光热水等因素的满足情况的影响[57]

        确定合理施氮量是获得较高产量、维持土壤氮肥力和减少施氮引起的环境污染的关键。自一个世纪前氮肥发明和施用以来,尽管已经开展了上百年的研究,但尚未找到令人满意的能够基于田块尺度确定合理施氮量的方法[19]。本研究综合考虑维持土壤氮平衡和提高氮肥偏生产力,推荐了各稻区适宜的施氮量,即维持土壤氮素盈余量为0时的施氮水平,较各稻区历年平均施氮量减少了6~128 kg/hm2,减量幅度为3%~46%,随着施氮量的降低,在提高氮肥偏生产力的同时,也会降低氨挥发等氮排放损失[58]。除华南 (双季) 稻区外,本研究推荐的适宜施氮量均低于或接近各区域化学氮肥施用环境安全阈值 (东北、西南、长江中游、华南和长三角区域分别为168、120、158、138和163 kg/hm2)[43],说明此施氮量对环境是安全的。在我国目前的生产技术水平和农村实际情况下,本研究得出的水稻推荐施氮量处于合理的施氮量范围 (150~250 kg/hm2)[19]。同时,武良[59]总结了2005—2010年农业部在全国组织实施的“3414”水稻田间试验数据,结果表明东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角等稻区水稻推荐施氮量分别为128、165、162、336和226 kg/hm2,本研究华南 (双季) 和长三角稻区的推荐施氮量低于该结果,其它稻区推荐施氮量均与该结果接近。差异的原因可能是因为数据时间跨度不一样,本研究的数据更新到2017年,近几年随着《到2020年化肥使用量零增长行动方案》等政策的具体实施,各稻区氮肥施用量呈下降趋势。同时计算方法的不同也可能导致结果有差异,本研究是基于长期施肥下氮素平衡和氮肥偏生产力与氮肥盈余量的拟合方程的计算结果。有研究表明,在养分专家系统推荐施肥量基础上增施氮肥15%、30%和45%,以及减施氮肥15%均不会显著影响早晚稻产量,但减施氮肥45%和30%则显著降低了早晚稻产量[60]。因此,本研究提出的各稻区氮肥推荐施用量具体应用到各稻区不同省份、同一省份不同水稻产区,需根据各地土壤类型和生产管理措施等实际情况进一步验证。

      • 近30年来,全国主要稻区氮肥施用量随施肥年限的增加无显著变化。各稻区土壤中氮素均呈盈余状态,氮素盈余量占氮肥施用量的3%~39%,华南和长三角稻区氮素盈余量显著高于其它稻区。主要稻区水稻氮肥偏生产力平均为45 kg/kg,仅东北和长江中游 (早稻) 稻区水稻氮肥偏生产力随施肥年限的增加显著提高。各稻区氮肥偏生产力均随氮素盈余量的增加而下降。综合考虑维持土壤氮平衡和提高氮肥偏生产力,各稻区均应适当降低氮肥用量,以提高氮肥利用效率,降低环境污染风险。

    参考文献 (60)

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