不同灌溉方式及施氮量对水稻产量的影响评估

薛凌荣

(酒泉职业技术学院，甘肃 酒泉 735000)

我国目前拥有13.7亿人口，人口以每年4.97‰的速度增长[1]。为了满足人口增长需求，到2050年粮食产量必须增加50%[2]。受农业种植结构调整、农村城市化、工业及经济改革等因素影响，我国农业农作物种植用地持续减少，这对我国的农业生产提出了巨大挑战。因此，粮食产量的增加只能通过增加单位面积的粮食产量来实现。中国的粮食产量在过去的50a里已经增长了2倍多。例如，以水稻作为主要作物的巢湖地区，氮肥被广泛用于提高作物产量。该地区水稻的年平均施肥量为340kg/hm2，其中50%的稻田施肥量超过350kg/hm2。这种施肥水平远远高于水稻的平均氮肥投入量(300kg/hm2)，而作物对氮肥的利用率在20%～30%之间[3]。这种过量的施氮量导致地表径流产生大量的氮损失，随着降水的发生造成了严重的非点源污染，造成巢湖水体严重富营养化。此外，过量的施用氮肥也会降低氮素的利用率和增加温室气体的排放[4]。因此，在作物早期生长阶段减少氮肥施用量至最佳氮肥施用量可以降低氮肥对环境污染造成的风险，同时不影响粮食产量。已有的研究表明适当的灌溉方式和氮肥施用量协同作用可提高作物产量、水分利用效率和氮素利用率。而关于评估不同灌溉方式和不同施肥水平下的氮素损失量和水稻产量的研究较少。因此，为解决以上研究中存在的不足，本文研究目的如下：评估不同氮肥施用水平下控制灌溉与淹灌对水稻产量、水分利用效率、氮素吸收利用效率的影响，并分析不同土壤深度处氮素的淋失量，为地区氮肥的合理施用及农业环境保护提供参考。

1 试验设计

试验田0～15cm土壤层包含有机质30.17g/kg，总氮1.92g/kg，速效氮151.06mg/kg，速效磷15.61mg/kg，速效钾93.84mg/kg，水体pH值为7.6。

2 结果与分析

灌溉方式和施氮量对水稻产量及其构成因素的影响见表1，表中数字右上角的不同字母代表0.05水平上显著差异，*、**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著，NS代表在0.05水平上无显著差异。可以看出：产量及其构成因素在灌溉方式和施氮量间存在极显著差异，年份×施氮量之间每穗粒数和结实率存在极显著差异。当灌水方式相同时，随施氮量的增加，水稻的产量变大。2015、2016年KG1、KG2、KG3相比于KG4增产范围分别为19.84%～27.31%、9.6%～24.86%，2015、2016年YG1、YG2、YG3相比于YG4增产范围分别为8.17%～18.75%、3.12%～19.99%，控制灌溉方式下水稻的产量随施氮量的增加产量增幅范围较大，相同施氮水平下，控制灌溉下水稻的产量均大于淹灌(常规灌溉)。G4施氮水平下，各处间产量无显著性差异。在相同的施氮水平下，控制灌溉比淹灌产生了更高的籽粒产量。

表1 灌溉方式和施氮量对水稻产量及其构成因素的影响

表2 不同灌溉方式和施氮量下土壤中的氮素含量 单位：mg/kg

表3 不同处理方式下土壤中的氮素平均浓度、氮总淋失量、氮素吸收利用效率、水分利用效率

图1 20cm和60cm土壤深度处的浓度变化

图2 水稻不同处理下N2O的排放通量变化

水稻不同处理下N2O的排放通量变化如图2所示。可以看出：施氮量的变化显著影响了N2O的排放通量，在氮肥施用后N2O的排放通量呈极显著性增加，水稻移栽后的20d内，其排放通量发生显著性减少，在20d以后达到稳定变化。水稻生长季N2O的排放通量主要取决于氮的投入量和灌溉水量。N2O的排放量随施氮量减少而下降，控制灌溉下其排放通量高于淹灌。

3 结论