江苏省水稻减肥增产的潜力与机制分析

郭俊杰，柴以潇，李玲，高丽敏，谢凯柳，凌宁，郭世伟



江苏省水稻减肥增产的潜力与机制分析

郭俊杰，柴以潇，李玲，高丽敏，谢凯柳，凌宁，郭世伟

（南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化研究重点实验室，南京 210095）

【目的】明确当前江苏省水稻种植区域的施肥现状与问题，定量研究化学氮肥减量对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响，以评估氮肥减量优化在水稻生产中的适用性。【方法】以江苏省为研究对象，通过对1 502家农户进行调查，分析水稻施氮量（化肥氮）、产量与氮效率（氮肥偏生产力）现状。同时结合文献检索获得的 49篇大田试验文献共 195 组试验数据，采用整合分析方法（Meta-analysis），定量分析氮肥减量对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响特征。【结果】农户调研数据表明，江苏省农户水稻生产的平均产量、氮肥用量和氮肥偏生产力分别为8 273 kg·hm-2、358.10 kg·hm-2和 25.12 kg·kg-1。文献数据整合分析表明，在江苏地区，与传统/常规施氮相比，氮肥减量显著降低植株氮素吸收量（-5.8%—-14.0%），在一定程度上抑制了穗数的产生（-2.09%—-5.46%），同时通过增加穗粒数（3.96%—6.79%）、结实率（2.00%—3.88%）以及千粒重（0.89%—2.10%）来提高水稻产量（2.8%—5.7%）和氮肥偏生产力（52.4%—77.0%）。氮肥减量优化下，籼稻的产量与氮效率的提升效果优于粳稻。减量方式以氮肥减量后进行合理养分运筹同时增施有机肥（秸秆）对水稻增产增效的效果最显著。 减量比例以≤25%最佳。高基础地力条件下更有利于在保证水稻产量的前提下实现氮肥减量。综合分析得出，江苏省水稻的氮肥减量可以通过调控运筹与增施有机肥实现，其推荐减量空间为31%，其中基、蘖肥是其主要的减量方向。【结论】江苏省水稻化学氮肥减量可行，基肥与分蘖肥为主要的减量方向。将氮肥减量控制在31%以内，同时进行优化管理，能够合理调控水稻各产量构成因素，实现水稻增产增效。

水稻；化学氮肥减量；产量及产量构成；氮素吸收与利用；农户调研；整合分析

0 引言

【研究意义】水稻是中国最主要的粮食作物之一，其产量的提高对于保障中国乃至全世界的粮食安全至关重要。氮素作为决定水稻产量的一个关键因素，是水稻生产投入的主要部分[1]。化肥养分尤其是氮肥投入的增加，为水稻的持续增产发挥了重要的作用[2]。但是，由于农户对氮肥增产的盲目信赖，导致当前中国与世界其他水稻主产国相比氮肥施用量偏高而利用率则显著偏低[2]。作为中国主要的水稻生产优势集中区，江苏省的稻田种植同样存在氮肥过量施用的现象，其氮肥平均施用量超过300 kg·hm-2，水稻氮肥利用效率普遍偏低[3-6]。因此，当前江苏省水稻生产中的氮肥利用状况以及氮肥减量管理改良措施是国家和社会关注的焦点问题。【前人研究进展】位于江苏省内的一些长期定位试验的研究结果证实，在当地农户施肥水平下（270—300 kg·hm-2），水稻季氮肥用量减量20%—30%是可行的，对产量没有显著影响[7-8]。JU等[9]研究同样表明，通过采用最佳氮肥施用技术，可以在不损失水稻产量的基础上减少1/3的氮肥投入量。此外，国际水稻研究所（IRRI）提出的实地氮肥管理（SSNM）系统已被证明在氮肥效率提高和籽粒产量增加方面具有显著作用，其可以在降低氮肥施用量10%—16%的同时实现产量提高14.4%，农学利用率提高64.1%[10]。黄进宝等[11]通过田间试验与15N微区试验相结合，研究表明该地区水稻的经济生态适宜施氮量应该在219—255kg·hm-2。宁运旺等[12]依据肥料效应函数法，推荐江苏省水稻最佳经济施氮量为（246.8±42.5）kg·hm-2，而当采用兼顾作物产量、效益和生态环境的氮素归还指数法时，其推荐施氮量则继续下调为（216.9±27.3）kg·hm-2。【本研究切入点】以往针对稻田氮肥减量施用的研究主要是基于一个或几个长期定位试验而进行的分析，角度比较单一，缺乏普遍的区域指导意义。本研究从宏观区域尺度出发，以江苏省为研究重点，采用农户调研结合整合分析的方法，进行大样本数据的综合定量分析，研究水稻实际生产过程中氮肥施用现状与问题，同时评价氮肥减量施用对水稻产量形成和氮素吸收利用的整体影响及其可行性。【拟解决的关键问题】本研究立足于江苏省，通过农户问卷调研以及对已发表文献数据的收集与整合分析，定量评价水稻化学氮肥减量施用的可行性以及最佳减量施用条件，从而为江苏省水稻生产管理提供科学的施肥措施和决策依据。

1 材料与方法

1.1 农户调研

农户调研采用分层抽样的方法，根据江苏省的区域气候环境条件和经济发展特征，由北向南共选取约30个市（县），每市（县）选取1—2个乡（镇），每乡（镇）选择选取1—2个村，每村随机选取 6—8家农户进行问卷调查。农户调研数据必须包括农户的基本信息、农户在水稻生产过程中的化学氮肥投入量以及水稻产量情况。调研时间为2008—2014年，最终共筛选出有效问卷1 502份。

1.2 水稻化学氮肥减量效应的数据库构建

通过中国知网（CNKI）、谷歌学术（Google Scholar）等数据库，基于“水稻（rice）”和（and）“减氮（reducing nitrogen）、优化施氮（optimizing nitrogen）、氮肥管理（nitrogen management）”等关键词，检索2000年1月至2017年7月期间已发表的关于水稻氮肥减量的同行评审文献。文献筛选标准如下：（1）试验地点为江苏省内区域；（2）必须是田间试验，排除室内盆栽或模拟试验等；（3）试验设有对照组（当地传统/常规施氮量）与试验组（氮肥减量），且至少有3次重复；（4）对照组与试验组均有明确的氮肥施用量；（5）排除缓（控）释肥、硝化抑制剂、脲酶抑制剂、机械深施等特殊施肥技术的施肥试验；（6）数据至少含有水稻产量、产量构成（穗数、穗粒数、结实率、千粒重）、氮素吸收量、氮肥偏生产力等指标中的一项；（7）不同发表文献中的同一试验数据只纳入一次；（8）只考虑化学氮肥的减量。最终通过标准筛选出49篇符合要求的试验性研究文献。

利用搜集的文献，建立水稻化学氮肥减量效应数据库。所有指标参数的相关数据直接从文献中获取。对于数据以图形展示的文献，通过GetData Graph Digitizer 2.24 软件，将图形数值化后再提取。为了比较不同因素对水稻氮肥减量效应的影响，根据水稻品种（粳稻和籼稻）、减量方式（直接减量、减量+养分运筹、减量+增施有机肥（秸秆）、减量+增施有机肥（秸秆）+养分运筹）、减量比例（≤25%、25%—50%、＞50%）。此外，根据土壤基础地力[13]的定义，以不施（氮）肥区水稻产量作为表征土壤基础地力的数据，将数据按＜5.5、5.5—7、＞7 t·hm-2分为低、中、高土壤基础地力。

1.3 农户调研数据分析

农户水稻生产过程中的施氮量按其所用化肥产品的实际含氮量折算，最终以纯氮量（kg·hm-2）表示。氮肥效率用氮肥偏生产力（PFPN，Partial factor productivity of applied nitrogen）（kg·kg-1），即单位面积水稻籽粒产量与单位面积施氮量的比值表示，该指标适用于农户调研数据中化肥效率的分析[14]。

1.4 水稻化学氮肥减量效应meta分析

使用响应比（response ratio，简称）的自然对数（ln）作为水稻氮肥减量相关考虑指标的效应值（）[15]：

=ln=ln(t/c) （1）

式中，t和c是某一指标试验组和对照组的平均值。

通过以下公式计算加权累积效应值（++）[16]：

++=（2）

式中，是试验组和对照组成对比较的总数，是单个数据对效应值的权重，是单个数据效应值。由于本研究中所搜集的文献绝大多数未展示平均值的标准差或者标准误，因此效应值的权重（）基于样本重复数进行计算[17]：

=(t×c)/(t+c) （3）

式中，t和c是试验组和对照组的样本重复数。

利用 MetaWin 2.1中的重取样（resampling tests）和靴襻法（bootstrap CI）（4 999次迭代次数）[18-19]，确定95%置信区间（CI），并用偏差校正法（bias- corrected method）进行校正。同时使用随机检验法（randomization test），判断组间差异的显著性。

为了便于解释，将 ln的分析结果转化成变化百分比（percentage changes）[16]：

percentage changes =（-1)×100% （4）

式中，若=1，即变化百分比为 0，表明试验组和对照组没有差异；若＞1，则说明产生了正效应，氮肥减量导致相关指标的增加；若＜1，则说明产生了负效应，氮肥减量导致相关指标的减少。

2 结果

2.1 江苏省水稻生产与化学氮肥施用现状

如图1所示，江苏省农户调研所获得的水稻产量（图1-a）、施氮量（图1-b）及氮肥偏生产力（图1-c）的数据符合偏正态分布。江苏省农户水稻产量为（8 273± 1 062）kg·hm-2，变化范围在3 571—12 998 kg·hm-2，变异系数为12.83%；水稻施氮量为（358.10±98.73）kg·hm-2，变化范围在94.88—699.75 kg·hm-2，变异系数为27.57%；水稻氮肥偏生产力为（25.12±8.90）kg·kg-1，变化范围在8.14—88.93 kg·kg-1，变异系数为35.44%。

2.2 化学氮肥减量对水稻产量及产量构成的影响

总体而言，与当地传统/常规施氮量相比，氮肥减量能够显著提高水稻产量（图2），增幅为4.2%（CI=2.8%—5.7%）。对于不同水稻品种而言，氮肥减量均显著提高其水稻产量，但是氮肥减量对籼稻产量（6.8%）的促进作用显著高于粳稻（3.6%）。不同减量方式下，氮肥减量对水稻产量的影响存在显著差异。氮肥直接减量会导致水稻产量显著降低（-2.3%），但是减量的基础上增施有机肥（秸秆）可以维持水稻产量甚至有所提高（3.6%）。而氮肥减量并调控氮肥运筹或者在减量基础上同时调控运筹与增施有机肥，分别可使水稻产量显著提高5.4%和8.0%。对于不同减量比例而言，随着氮肥减量比例的增加，水稻产量的增幅呈现显著下降趋势。水稻产量在氮肥减量比例≤25%和25%—50%时分别增加6.3%和2.8%，而在减量比例＞50%时增产不显著。对于不同土壤基础地力而言，当基础地力＜5.5 t·hm-2时，氮肥减量对水稻的增产不显著。当基础地力为5.5—7或者＞7 t·hm-2时，氮肥减量分别提高水稻产量6.8%和6.6%。

曲线表示数据的正态分布，虚线表示数据的上、下内限（即上、下四分位至1.5倍四分位距的点的值），Mean表示数据的算术平均值，SD表示数据的标准差，C.V.表示数据的变异系数，Sk表示数据的偏度，Bk表示数据的峰度，n表示数据的样本量

n为观察样本量。下图同 n is numbers of experimental observation. The same as Fig. 3 and Fig. 4

整合分析还表明，氮肥减量显著影响水稻的产量构成因素（图3）。整体而言，与当地传统/常规施氮量相比，氮肥减量会导致水稻的穗数显著下降3.6%（CI=-2.09%—-5.46%），而水稻的穗粒数、结实率与千粒重则分别提高了5.36%（CI=3.96%—6.79%）、2.92%（CI=2.00%—3.88%）和 1.50%（CI=0.89%— 2.10%）。对于不同水稻品种而言，除了籼稻的千粒重无显著变化外，粳、籼稻的产量构成因素均受到氮肥减量的影响，其变化趋势与整体变化相似。其中氮肥减量对籼稻穗粒数（9.42%）的促进效应显著强于粳稻（4.51%），而对粳稻千粒重（1.8%）的增幅则显著高于籼稻（0.2%）。不同的减量方式对水稻穗数和结实率的影响不显著，但会显著改变氮肥减量对水稻穗粒数以及千粒重的调控。氮肥直接减量会导致穗粒数显著降低（-6.24%）。氮肥减量基础上增施有机肥（秸秆）则能够使水稻籽粒的千粒重显著提高3.46%。相比之下，无论是否增施有机肥（秸秆），氮肥减量后通过调控养分运筹，均可以提高水稻的穗粒数和千粒重（减量+养分运筹下水稻千粒重除外）。除了结实率以外，不同减量比例显著影响氮肥减量后的水稻穗数、穗粒数与千粒重。与对照相比，水稻穗数在氮肥减量比例≤25%时无显著差异，但随着减量比例的增加，水稻穗数呈现明显下降趋势。与穗数的趋势不同，穗粒数随着减量比例的增加而增加，而千粒重则呈现先增加后下降趋势。不同土壤基础地力下的氮肥减量显著影响水稻的穗粒数，随着土壤基础地力增加，穗粒数呈现先增加后减少的趋势。

图3 化学氮肥减量对水稻穗数（a）、穗粒数（b）、结实率（c）和千粒重（d）的影响

2.3 化学氮肥减量对水稻氮素吸收与利用的影响

图4表明，与当地传统/常规施氮量相比，氮肥减量使水稻地上部氮素吸收量平均降低了9.5%（CI= -5.8%—-14.0%），却显著提高了水稻的氮肥偏生产力（63.9%，CI=52.4%—77.0%）。对于不同品种而言，氮肥减量均显著降低水稻的氮素吸收量，同时提高其氮肥偏生产力。但是，氮肥减量对籼稻氮素吸收量的降低（-19.6%）比粳稻（-6.6%）更显著。而氮肥偏生产力则是籼稻的增幅（117.1%）显著高于粳稻（43.7%）。对于不同减量方式而言，氮肥直接减量以及在此基础上进行养分运筹调控均会显著降低水稻地上部氮素吸收量，但是增施有机肥（秸秆）能够维持甚至增加水稻的氮素吸收量，变幅-3.6%— 8.7%。此外，所有减量方式均能够在不同程度上显著提高水稻的氮肥偏生产力。对于不同减量比例而言，与对照相比，水稻氮素吸收量在氮肥减量比例≤25%时无显著差异，但随着减量比例的增加，水稻氮素吸收量显著下降。相反，随着氮肥减量比例的增加，水稻的氮肥偏生产力呈现明显上升趋势。对于不同基础地力而言，氮肥减量对水稻氮素吸收与利用的效应无明显差异。

图4 化学氮肥减量对水稻氮素吸收量（a）和氮肥偏生产力（b）的影响

2.4 水稻化学氮肥减量模式

基于整合分析数据库的相关数据，构建水稻化学氮肥减量效应示意图。如图5所示，传统/常规施氮处理的基肥、分蘖肥与穗肥平均施用量分别为127.66、73.88和92.48 kg·hm-2，而氮肥减量处理的基肥、分蘖肥与穗肥平均施用量则分别降低38.10%、39.74%和13.85%。氮肥的减施主要集中在基肥与分蘖肥上，减量比例约占传统/常规施氮处理总施氮量的26.56%，是主要的氮肥减量方向。此外，试验中专家氮肥推荐的减施量均值为90.81 kg·hm-2，占传统/常规施氮处理总施氮量的30.89%。从分配比例上看，传统/常规施氮中的基肥、分蘖肥与穗肥比例约为4﹕3﹕3，而氮肥减量处理则为4﹕2﹕4，即氮肥减量的同时运筹比例也进行了调整。示意图还表明，氮肥减量主要通过影响水稻的氮素吸收量（-5.8%—-14.0%），一定程度上抑制了穗数的产生（-2.09%—-5.46%），同时调控穗粒数（3.96%— 6.79%）、结实率（2.00%—3.88%）以及千粒重（0.89%—2.10%）的增加，进而提高水稻产量（2.8%—5.7%）与氮肥偏生产力（52.4%—77.0%）。

在虚线箭头上的数值表示各施肥时期的基于传统总施氮量的氮肥减量比例。在实线箭头上的数值表示氮肥减量对箭头所指指标的影响，括号中加号（+）表示正效应，减号（-）表示负效应

3 讨论

农户调研数据表明，当前江苏省农户间水稻氮肥施用不足与过量的现象并存，其中以过量施肥尤为突出。WU等[20]通过研究表明，全国农户水稻生产的平均产量、施氮量以及氮肥偏生产力分别为7 140 kg·hm-2、214.00 kg·hm-2和 37.00 kg·kg-1。对比本研究中农户调研的数据（图1）可以发现，江苏省水稻单产比全国农户平均水平高16.52%，然而其施氮量是全国平均水平的1.67倍，导致氮肥偏生产力显著偏低，这与前人的研究结果相一致[4-5, 21]。这主要是由于在中国农民的传统观念中，高氮肥投入就意味着高产量，因此农户常常为了片面追求产量而过量偏施氮肥[22]。江苏省发达的经济水平与较高的农业集约化程度，也可能是导致现阶段高投入、高产出局面的原因之一。此外，长期不合理的化肥施用也可能会削弱土壤对养分匮乏的缓冲能力，进而迫使农户不得不过量施肥以维持作物产量[23]，导致肥料利用率降低。过量的施肥不仅会极大地降低施肥的经济效益，还可能引发病虫害或倒伏，给农民造成沉重的经济负担，同时也容易导致一系列严重的环境问题[24]。总之，为了促进农业的可持续发展和减轻环境污染的风险，减少氮肥施用量是当务之急。

基于49篇文献的整合分析发现，江苏省稻季氮肥的减量施用能够显著增加水稻产量（2.8%—5.7%）与氮肥偏生产力（52.4%—77.0%）。XIA等[25]的研究表明，单独使用一种氮肥优化管理技术（包括优化氮肥施用量、缓控释肥、脲酶抑制剂、硝化抑制剂等技术），可以显著提高中国三大主要粮食作物的产量，增幅1.3%—10%，这与本文研究的结果相似。此外，研究表明，如果综合地应用这些氮肥优化管理技术，则能够显著地增加粮食产量18%—35%[26]。不同的是，XIA等[25]基于所有氮肥优化管理技术对水稻的影响总结得出，产量的增加主要归因于水稻更多的氮素吸收量和更高的氮素利用率。而本研究主要是关于水稻氮肥施用量的减量优化，结果表明氮肥减量会导致水稻氮素吸收量显著降低5.8%—14.0%，因此产量的增加显然不是由于氮素吸收累积的提高而导致的。进一步分析表明，本研究中水稻的增产可能是由于氮肥用量的改变导致水稻各主要生育时期氮素的吸收与分配的改变，进而使各时期氮素的功能发生变化，调控了水稻的产量构成因素，最终实现产量的增加与氮肥效率的提高[6]。LONGNECKER 等[27]研究表明，在分蘖期，叶片的氮素浓度会影响植株分蘖的发生及存活。叶面积指数也会影响分蘖数目，而高叶面积指数同样需要高的叶片氮素浓度以维持分蘖的存活，反之亦然[28]。因此对于传统/常规施氮而言，水稻前期（基、蘖肥）施氮量大，前期较高的氮素含量会造成分蘖数目及无效分蘖数的增加，最终导致穗数偏高。此外，过量的分蘖还会导致穗粒数减少，籽粒灌浆不足，结实率降低[6]。而氮肥减量优化可以通过降低水稻的基、蘖肥的施用，进而减少分蘖的产生，一定程度上抑制水稻穗数的形成。SUN等[29]的研究结果表明，随着后期氮肥比例的增加，水稻穗粒数的增加。另外，有研究指出，小穗分化期前穗粒数与氮吸收量之间的关系非常紧密[30]。而水稻籽粒产量的形成大多受限于最终的穗粒数[31]。因此，通过氮肥减量优化，可以提高后期穗肥的比例，保证花后较高的绿叶面积从而提高生物量[32]，同时能够维持叶片氮代谢相关酶类活性，促进水稻后期光合作用[33]，进行籽粒灌浆，提高结实率与千粒重最终提高水稻产量。

不同的水稻品种显著影响水稻氮肥减量的效果。研究表明，籼稻的氮素吸收效率高于粳稻而氮素需求低于粳稻[34-35]，这可能导致氮肥减量对籼稻的产量和氮肥效率的提高均要高于粳稻。不同的减量方式和比例同样会影响产量和氮肥利用效率对氮肥减量优化的响应。当氮肥直接减量而不进行其他调控措施，虽然能够减少化学肥料的投入，但穗数以及穗粒数均显著下降，最终导致减产。而在减量基础上调控氮肥运筹，则可以优化水稻各主要生育期的氮素供应，满足水稻生长的氮素需求，实现氮素供应与作物需求同步，进而达到减氮增产增效的目的[36]。当在氮肥减量基础上增施有机物料，则有利于提高土壤的微生物活性[37]，改善土壤肥力，维持土壤养分的持续供应[38]。就减量比例而言，当减量比例≤25%时，产量不但没有降低，反而显著增加，说明水稻生产中适当的氮肥减量是可行的。而当减量比例大于50%时，虽然氮肥偏生产力能够显著地提升，但是水稻产量却出现了降低趋势，因此氮肥的减量应在合理范围之内。本研究的结果表明，江苏省区域专家推荐的氮肥减量比例约为31%，属于较为适宜的减量范围，这与前人的研究基本一致[7-9]。需要注意的是，研究表明氮肥的施用导致江苏省农田土壤氮素出现盈余现象[39]，进而提高土壤氮素的供应能力，这可能间接地增加了水稻的氮肥减量潜力。因此，当前的氮肥减量空间是基于现阶段施肥过量以及土壤氮盈余的前提，一味地减施可能会导致土壤养分匮乏，降低作物生产系统的稳定性，影响作物产量[40]。此外，不同的基础土壤地力也会影响水稻氮肥减量的效果。在高基础地力土壤上进行氮肥减量对水稻产量的负面影响小于低基础地力土壤，这主要是由于高基础地力稻田的外源氮肥贡献率低于低基础地力稻田[41]。

4 结论

尽管当前江苏省的水稻生产处于领先水平，但是其过量的氮肥施用仍然制约着水稻高产高效的实现，水稻氮肥施用量的降低势在必行。水稻氮肥减量可行，其推荐减量空间为31%，主要减少基肥和分蘖肥。氮肥减量能够同时实现水稻增产2.8%—5.7%和氮肥偏生产力提高52.4%—77.0%。氮肥减量优化的实现主要是通过影响水稻的氮素吸收量（-5.8%—-14.0%），调控各生育时期氮素的功能，在一定程度上抑制了穗数的产生（-2.09%—-5.46%），同时促进穗粒数（3.96%—6.79%）、结实率（2.00%—3.88%）以及千粒重（0.89%—2.10%）的形成。在进行氮肥减量时，还应考虑水稻品种间差异，优先选择中或高基础地力（≥5 t·hm-2）的土壤，在适宜的减量比例（≤25%）下，合理调控减量后的化肥运筹以及有机无机养分的协同。

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The Potential and Related Mechanisms of Increasing Rice Yield by Reducing Chemical Nitrogen Application in Jiangsu Province

GUO JunJie, CHAI YiXiao, LI Ling, GAO LiMin, XIE KaiLiu, LING Ning, GUO ShiWei

(College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University/Jiangsu Provincial Key Laboratory of Solid Organic Waste Utilization, Nanjing 210095)

【Objective】To evaluate the applicability of nitrogen fertilizer reduction and optimization for rice productivity in Jiangsu Province, the current situations and existed problems of fertilizer application were studied, and the effects of reducing nitrogen application on rice yield formation, nitrogen uptake and utilization were quantified.【Method】The current situations of rice nitrogen application rate (chemical nitrogen), grain yield and nitrogen use efficiency (PFPN, Partial factor productivity of applied nitrogen) were conducted by 1 502 farmer surveys in Jiangsu Province. Moreover, the effect of nitrogen reduction on rice productivity was evaluated by using Meta-analysis with 195 observations from 49 previous published studies. 【Result】The data of farmer practices survey showed that the averaged rice yield, nitrogen application rate and PFPNin Jiangsu Province were 8 273 kg·hm-2, 358.10 kg·hm-2and 25.12 kg·kg-1, respectively. Meta-analysis showed that after reducing the N rate, the yield and PFPNincreased by 2.8%-5.7% and 52.4%-77.0%, respectively, compared with traditional/conventional nitrogen application in Jiangsu province. The increased rice yield and PFPNwere attributed to the regulated nitrogen uptake (-5.8%- -14.0%), which reducing the rice panicle number by 2.09%-5.46%, while increasing the grains per panicle, seed setting rate and 1000-grain weight by 3.96%-6.79%, 2.00%-3.88% and 0.89%-2.10%, respectively. The enhancing effects of reducing nitrogen application on rice yield and nitrogen efficiency inrice were higher than those ofrice. Reducing the nitrogen application based on reasonable nutrient management combined with organic matter (straw) input had the best effects (high yield and high nutrient efficiency). Present study also showed that the best reduction proportion of nitrogen application was supposed to lower than 25%. Moreover, the soils with high fertility were more conducive to achieve nitrogen fertilizer reduction with ensured rice yield.Taken together, the nitrogen reduction of rice in Jiangsu province could be realized by adjusting the nitrogen management and applying organic fertilizer. The recommended reduction space of nitrogen fertilizer was 31%, in which the basal and tillering fertilizers were the main decreasing direction. 【Conclusion】The reduction of chemical nitrogen fertilizer application of rice in Jiangsu province could be achieved while the basal fertilizer and tillering fertilizer should be most considered. The yield components of rice could be controlled reasonably, and the yield and nitrogen utilization efficiency of rice could be improved by reducing nitrogen application when controlling the reduction of nitrogen fertilizer within 31% and combined with optimizing management.

rice; reducing chemical nitrogen application; yield and yield component; nitrogen uptake and utilization; farmer practices survey; Meta-analysis

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.05.007

2018-07-06；

2018-12-17

国家公益性行业科研专项（201503122）、江苏省农业科技自主创新资金项目（CX(16)1001）

郭俊杰，E-mail：2014203030@njau.edu.cn。通信作者郭世伟，E-mail：sguo@njau.edu.cn

（责任编辑 李云霞）