水稻冠层在稻田氨排放中的作用及机理研究

稻田氮肥氨挥发损失严重，研究水稻冠层在稻田氨排放中的作用对于科学评价稻田氮肥去向、氨排放以及水稻氮肥吸收利用有重要意义。本研究采用水稻氨补偿点测定和15N示踪技术，通过田间小区-15N微区试验和盆栽试验：（1）明确水稻冠层在施肥后氨补偿点的动态变化，结合测定土-水上方空气氨浓度动态变化，揭示冠层吸收施肥后氨挥发以及在后期发生损失的驱动力，评价水稻冠层吸收稻田施肥后氨挥发的比例和持续时间，以及吸收的氨在生长后期发生损失的氮素形态和比例，阐明水稻冠层在稻田氨排放中的重要作用；（3）明确水稻冠层对氨的吸收利用能力与水稻叶面积指数、生物量、吸氮量、氮代谢酶以及氮收获指数的关系，初步揭示水稻冠层吸收利用氨挥发与水稻氮素利用率的关系。为科学评价稻田氮肥去向、氨排放以及丰富水稻氮素营养，提高水稻氮素利用率提供科学依据。

本项目研究部分已按照原定内容和计划完成。.稻田施氮量大，氨挥发损失严重，研究水稻冠层与施肥稻田空气中气态氨交换对于科学评价氮肥去向、稻田生态系统向大气环境排放氨，以及水稻对氮肥的吸收利用等均具有重要意义。本研究利用动态箱法和15N示踪方法在田间原位研究了稻田冠层气态氨交换的方向、交换量及其影响因素。发明了可在田间原位监测植物冠层氨交换的装置。结果表明，稻田施氮后，土水表面气态氨浓度达3795 μ g (NH3-N) m-3，经水稻冠层拦截后，冠层上方气态氨浓度降低了1-5倍。常规方式插秧土水表面的氨排放是 “品”字形插秧的5倍，但整个土水-冠层系统的氨挥发量没有差异，常规方式插秧条件下气态氨绝大部分被冠层截留，“品”字形插秧方式下根系吸收氮能力增强，冠层截留效果不明显。株型和氮效率不同的水稻品种，在分蘖肥期冠层对气态氨的吸收受叶片面积和叶型的影响，叶片宽大的品种氨吸收量高于叶片直立的品种；而穗肥时，冠层吸收气态氨能力与氮肥利用率一致，高氮素利用率的品种后期吸收气态氨能力强。冠层吸收气态15N有35%分布于籽粒中，近60%存留于秸秆中。水稻全生育期氨交换测定结果表明，分蘖肥施用第5天以及孕穗肥施用第4天土水表面和土水-冠层两个体系的氨排放出现转折，冠层开始向外排放氨，直到收获，在开花期出现排放高峰，从整个生育期来看，水稻冠层是向环境排放氨，其挥发量占施氮量的20%，占收获时植株含氮量的25%。阐明了冠层是稻田生态系统氨排放的核心调节器，对于农田生态系统的氨排放的测定和评价以及丰富水稻氮素营养研究具有重要指示。