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水旱轮作稻田氮素归趋及氮肥可持续利用技术

文献类型： 获奖成果

作者：

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获奖名称： 科学技术奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 氮素;归趋;利用;利用技术;技术;水旱轮作;轮作;水;持续利用;稻;轮;稻田;可持续利用;氮;氮肥;可持续;持续

第一完成单位： 浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所

获奖时间： 2011

摘要： 　　水旱轮作是浙江省最主要的耕作方式，2009年我省稻田面积和产量分别占全省粮食作物播种面积和总产量的70﹪和80﹪以上。对解决当地及全国粮食安全问题起到至关重要的作用。但是为追求更高产量，在一些地区农民过量施用氮肥，而忽视土壤本身氮素供应力、作物对氮素的需求以及氮肥对产量的贡献，从而造成低资源利用率和高环境风险。因此，研究水旱轮作稻田氮素归趋规律，根据作物目标产量确定氮肥施用量是解决作物高产与环境保护矛盾的最为有效的途径。 　　本项目在联合国国际原子能机构IAEA/FAO国际合作CRP-8896）、国家水稻土壤肥力与肥料效益监测（SF2008-7）项目资助下，以“国家水稻土肥力与肥料效益监测站”为平台，利用大型原状土柱渗漏计、大气干湿沉降仪和密闭箱－通气法气体箱等设施，采用同位素示踪技术系统研究稻田氮素归趋规律，制定测土配方施肥技术规程，提出稻田“以产定氮”施肥技术集成体系，建立氮素可持续利用示范基地。近3年来在金华、衢州和杭州等地累计推广面积37万公顷，增产粮食1.85亿公斤，新增经济效益2.98亿元。 　　主要技术性能指标： 　　1、利用长期定位试验，采用同位素示踪技术清除传统差值法估算不能清除施肥激发效应的影响，明确无机氮肥施用条件下土壤氮素贡献率为60～80﹪，提出建设土壤有机质氮库是保持稻田土壤持续供氮能力的基本措施。 　　2、应用同位素连续多季跟踪，探明稻麦轮作体系中无机氮肥利用率在35～40﹪之间，而且氮肥的首季回收率占6季总回收率约90﹪，而作物秸秆首季氮回收率仅占6季总回收率的38﹪，因此，提高作物产量兼顾环境友好的氮肥施用关键是提高氮肥的首季利用率。 　　3、阐明在稻麦轮作稻田中，N2O排放具有季节性变化，无论施氮与否，N2O排放通量稻季都高于麦季，但累计排放量则麦季比稻季高；高施氮肥N2O排放量为低施氮区的1.26～1.63倍；施氮使稻田N2O排放通量提高0.5～1.5倍；尿素的排放因子值高于硫铵。 　　4、本研究发现麦季施氮NO3淋失风险高于稻季，氮肥的表观淋失率可达10﹪以上，氮的渗漏损失不容忽视。 　　5、首次利用NH4-N与NO3-N比率及自然丰度15NH4+表征杭嘉湖稻麦菜轮作地区不同季节大气湿沉降中氮形态组成的变化和不同NH3排放源的强度。大气年均降无机氮（降水）30.9kg/hm2。年均NH4+-N与NO3--N比率为1.29，NH4+-N是杭州观测点雨水氮的主要组分，并受氮肥的施用时间、生长季节(稻、麦)及气候的响应。 6、确定大麦、早稻、晚稻和单季稻最佳氮素内部利用率为50、40、40和45kg/kg；揭示4种作物氮素累积利用率相近为0.8。为氮肥高效利用技术集成提供关键参数，以此制定的“以产定氮”施肥模式已经在全省推广应用。 　　成果的创造性与先进性： 　　1、以持续20年的国家水稻土长期定位试验基地为平台，利用原状土柱渗漏计，采用同位素示踪等技术，探明稻田土壤氮素吸收、利用和转化机理和主控因子及其环境效应，提出降低氮肥损失、提高氮肥利用效率、降低施氮环境负效应的技术途径；丰富了稻田土壤氮素迁移和转化理论，对指导稻田氮肥合理施用和减少环境影响具有重要的实践意义。近3年在金华、衢州和杭州等地累计推广面积37万公顷，增产粮食1.85亿公斤，新增经济效益2.98亿元。 　　2、系统研究了稻田土壤中氮素损失的形态、规律及其影响因子。探明了稻麦轮作中硝态氮淋失主要在麦季，控制渗水量是减少硝态氮淋失的关键；明确了尿素的排放通量高于硫铵，麦季施氮后氧化亚氮排放量显著高于稻季。研究结果在稻田氮转化方面具有明显的创新性。 　　3、确定水旱轮作系统中作物最佳氮素内部利用率，揭示4种作物氮素累积利用率具体相近性。首次将作物累积利用率应用到生产实践中，以此制定的“以产定氮”施肥技术集成体系已经在全省推广应用。 　　4、申报中国国家发明专利1件，获得计算机软件著作权登记3件，出版专著3部，制订地方标准1套。

  • 相关文献

[1]稻-麦轮作体系中有机氮与无机氮的去向研究. 陈义,吴春艳,唐旭,杨生茂,王家玉. 2010

[2]稻麦轮作稻田中N_2O排放规律的研究. 陈义,唐旭,杨生茂,吴春艳,王家玉. 2011

[3]氮肥影响节肢动物天敌对褐飞虱种群的自然控制作用. 朱平阳,Heong Kongluen,Sylvia VILLAREAL,吕仲贤. 2017

[4]大棚黄瓜生产基地高效发展影响因素分析及对策. 陈新娟,朱育强,陈丽萍,张鹏,周胜军. 2011

[5]浙江省海涂资源的持续利用与食物安全. 傅庆林,董炳荣,王建红,丁能飞. 1999

[6]“五水共治”背景下浙江水资源可持续利用路径与对策研究. 徐萍,王美青,卫新,孙永朋. 2018

[7]利用放射免疫法测定水中克百威的研究. 朱国念,吴慧明,杨挺,吴刚,胡秀卿. 2004

[8]固相萃取/液相色谱-质谱/质谱检测水中农药残留. 寿林飞,陈志民,虞淼,梁赤周. 2014

[9]双氧威在土壤及水中残留分析方法. 王新全,赵华,彭金波. 2008

[10]高效液相色谱法测定噻唑锌在水、土壤及黄瓜中的残留. 赵华,吴珉,何红梅,张春荣,胡秀卿,张昌朋. 2017

[11]水稻-番茄同年轮作和高温闷棚对大棚番茄枯萎病的防效. 王汉荣,林辉,谢昀烨,方丽,王连平. 2021

[12]浙江省创新农作制度:"水果甜玉米-晚稻"水旱轮作高值化栽培技术. 赵福成,蔡仁祥,周政法,谭禾平,韩海亮,包斐,王桂跃. 2020

[13]椒江区大棚茄子-水稻水旱轮作栽培及效果. 周洪,包崇来,朱鹏飞,徐佳. 2017

[14]大棚草莓-晚稻-茄子2年3茬种植模式. 何圣米,吴平,龚佩珍,唐红芳. 2016

[15]大棚蔬菜—荸荠水旱轮作高效种植模式的应用. 何圣米,杨悦俭,李必元,徐明飞. 2005

[16]平衡施肥对大棚茄子-水稻轮作土壤中作物生产和土壤养分的影响. 王强,徐建明,姜丽娜,符建荣,马军伟. 2012

[17]双小拱棚小南瓜-晚稻高效种植模式. 吴平,何圣米,龚佩珍,唐红芳,马伟冬. 2016

[18]设施蔬菜-水生蔬菜水旱轮作模式的应用. 何圣米,杨悦俭,李必元,徐明飞,魏国庆. 2005

[19]浙江省农业资源可持续利用评价. 周春华,卫新,王美青,徐萍. 2009

[20]稻田施用除草黄尿素对氮肥利用率及其生态环境影响的研究. 郑纪慈,王家玉,李超英,计小江. 1999

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