机械同步深施肥精量穴直播水稻氮素利用效率的机理研究

Precision of hill-direct-seeding in rice that formed in recent year is one new type mechanized mode with high efficiency and labor saving merits. Deep application of nitrogen fertilizer is one of the effective way to improve nitrogen use efficiency. But at present, nitrogen use efficiency of rice in China is only 30%-35%, which is 15-20% lower than that in developed countries. So technique with both deeply application fertilizer and precision of hill-direct-seeding in rice will have good prospect in China inevitablely. By using trace method(15-N), this subject will be conducted to study the effects of deeply application fertilizer and precision of hill-direct-seeding technique on nitrogen using efficiency in different genotype of rice. And the studies will be done from four aspects, mainly including nitrogen synthesis abilities(root, stem, leaf and ear),distribution and nitrogen absorbption of root, nitrogen spread in the soil and the pathway of nitrogen loss(mainly including nitrogenous gas volatilization, nitration and dentrification, nitrogen leakage),respectively. The main purpose of this study is to provide the theoretical principal of mechanized production for rice, decrease the amount of nitrogen fertilizer, improve nitrogen use efficiency, and lessen the influence of superfluous nitrogen use to the environment.

水稻机械精量穴直播是近年来形成的一种新型水稻机械化高效种植模式。它具有简便高效、省工节本等优点，而氮肥深施又是提高氮素利用效率的有效途径之一。集肥料深施技术和精量穴直播技术于一体的机械同步深施肥精量穴直播水稻必然具有广阔前景。本项目通过设计全量同步深施肥精量穴直播、减量同步深施肥精量穴直播（基肥占75% ：机施 + 穗肥占25% ：人工）、减量同步深施肥精量穴直播（基肥占50% ：机施 + 蘖肥占25% ：人工 + 穗肥占25% ：人工）、习惯施肥法精量穴直播和习惯施肥法人工移栽5种方式，分别以杂交稻和常规稻为研究材料，从水稻植株（根系、茎鞘、叶片和穗）的氮素同化能力、根系分布及吸氮特性、氮素在土层的扩散、氮素损失途径（含氮气体挥发、硝化和反硝化、渗漏淋失）四个方面，研究机械同步深施肥精量穴直播技术对不同基因型水稻氮素利用效率的影响机理，旨在为水稻机械化种植条件下的氮素高效利用提供理论依据

水稻机械精量穴直播技术是近年来形成的一种新型水稻机械化高效种植模式。它具有简便高效、省工节本等优点，而氮肥深施又是提高氮素利用效率的有效途径之一。集肥料深施技术和精量穴直播技术于一体的机械同步深施肥精量穴直播水稻必然具有广阔前景。本项目主要开展了精量穴直播水稻的不同施肥方式和不同施肥深度的相关研究。不同施肥方式主要通过设计一次性全量同步深施肥精量穴直播（T1）、减量同步深施肥精量穴直播（基肥占75% ：机施 +穗肥占25% ：人工, T2）、农民习惯施肥法精量穴直播（T3）和农民习惯施肥法人工移栽(T4)4种方式。不同施肥深度分别为0、4、8、12cm，实验材料均为杂交水稻五丰优615和常规水稻玉香油占。不同施肥方式的实验结果表明，一次性全量同步深施肥精量穴直播技术可以显著提高水稻抽穗开花期和灌浆结实期叶片的氮素合成关键酶活性（包括谷氨酰胺合成酶GS、谷氨酸合酶GOGAT和硝酸还原酶NR），增加水稻不同时期的氮素积累总量，增大水稻生长后期的叶面积指数和干物质积累量，从而显著提高水稻氮素利用效率，并增加水稻的产量。而且，一次性全量同步深施肥精量穴直播技术还可以显著抑制稻田全生育期的CH4和N2O的排放，能显著降低稻田全球增温潜势。不同施肥深度的结果表明，施肥深度为8 cm （D8）处理显著增加了水稻的每穗总粒数、结实率、增产效果最佳。主要是因为D8处理可以提高水稻拔节期和抽穗期的叶面积指数，促进水稻拔节期、抽穗期、成熟期地上部干物质积累。而且，还可以显著增强水稻叶片抽穗期GS、GOGAT和成熟期NR的活性，以及抽穗期根系GS和GOGAT活性。D8处理水稻植株的氮素积累量也显著增加，最终提高了水稻的氮素吸收利用效率。. 因此，一次性全量机械同步深施肥、氮肥深施8cm比较有利于提高水稻的氮素利用效率，增加水稻产量，并显著抑制稻田全生育期的CH4和N2O的排放。