【養(yǎng)分綜合管理對(duì)水稻及其氮肥利用的影響實(shí)驗(yàn)探究10000字（論文）】

養(yǎng)分綜合管理對(duì)水稻及其氮肥利用的影響實(shí)驗(yàn)探究TOC\o"1-3"\h\u24654摘要 養(yǎng)分綜合管理對(duì)水稻及其氮肥利用的影響實(shí)驗(yàn)探究摘要：水稻和油菜是中國(guó)主要的糧油作物，其產(chǎn)量高低直接關(guān)系到我國(guó)的糧油安全。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從育種、栽培、施肥等方面就如何獲得水稻和油菜高產(chǎn)做了大量研究，但這些工作主要集中在單一技術(shù)研究方面，對(duì)養(yǎng)分綜合調(diào)控技術(shù)研究甚少。合理施肥與土壤培育技術(shù)結(jié)合是實(shí)現(xiàn)作物綠色高產(chǎn)高效的重要保障。本文以合川水稻-油菜輪作為供試作物系統(tǒng)，通過田間研究法，系統(tǒng)研究了不同養(yǎng)分綜合管理措施對(duì)稻油輪作中作物氮素同化吸收、作物產(chǎn)量品質(zhì)及水稻土土壤肥力的影響，闡明了不同養(yǎng)分綜合管理下水稻季和油菜季不同生育時(shí)期氮素生理特性、養(yǎng)分吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)、以及作物產(chǎn)量和品質(zhì)的響應(yīng)，同時(shí)通過養(yǎng)分平衡提出合理的養(yǎng)分綜合管理措施，從而進(jìn)一步豐富和補(bǔ)充了水稻-油菜輪作的養(yǎng)分調(diào)控機(jī)理，達(dá)到了作物增產(chǎn)增效的目標(biāo)。關(guān)鍵詞：水稻-油菜輪作；養(yǎng)分綜合管理；氮代謝第1章文獻(xiàn)綜述1.1水稻-油菜輪作生產(chǎn)概況水旱輪作是指在同一塊田地上有序地輪換種植水稻和旱地作物的種植方式[1]，水旱輪作普遍存在于亞洲各國(guó)，我國(guó)主要在長(zhǎng)江流域分布廣泛[2]，具體包括江蘇、浙江、安徽、湖北、四川、重慶等省市。水旱輪作種植模式主要有兩種，水稻-小麥輪作是我國(guó)種植面積最大的，其次是水稻-油菜輪作[1]。四川省（含重慶）大約有稻田333萬hm2，其中常年水旱輪作的稻田大約有175萬hm2，主要分布在成都平原的都江堰灌區(qū)和丘陵地區(qū)的平壩以及沿江兩岸。可見，水旱輪作在四川和重慶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位[3]。水旱輪作是一種用地養(yǎng)地相結(jié)合的模式，能夠使作物均衡利用土壤養(yǎng)分，調(diào)節(jié)土壤肥力，具有很好的經(jīng)濟(jì)及生態(tài)效益[4]。水稻是全世界十分重要的糧食作物之一，位于三大作物的第二位。20世紀(jì)末水稻收獲面積已達(dá)到1.54億hm2，大約50%的世界人口以稻米為食[5]。20世紀(jì)50年代以來，世界水稻種植面積迅速擴(kuò)大，單產(chǎn)與總產(chǎn)穩(wěn)步提升[6]。水稻種植主要集中于東南亞人口密集型國(guó)家，我國(guó)是世界第一稻米生產(chǎn)國(guó)，稻米產(chǎn)量約占世界的35%。小麥、水稻與玉米是我國(guó)三大糧食作物，在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有至關(guān)重要的地位。我國(guó)水稻種植面積約4億畝，占糧食作物的1/3，稻谷總產(chǎn)超2億噸，占糧食總產(chǎn)的1/2，我國(guó)有約65%的人口以稻米為食（FAO2000-2015），可見，稻米安全關(guān)系我國(guó)糧食安全。長(zhǎng)江流域、東北平原和東南沿海是我國(guó)水稻三大優(yōu)勢(shì)區(qū)，其中長(zhǎng)江流域是我國(guó)最大的水稻生產(chǎn)區(qū)。水稻是重慶的第一大糧食作物，在重慶的糧食生產(chǎn)中起到了至關(guān)重要的作用。2017年重慶市的水稻產(chǎn)量占全市糧食產(chǎn)量的43.7%，2017年重慶水稻種植面積69萬公頃，主要種植中稻，全市水稻總產(chǎn)量510萬千克，平均每公頃產(chǎn)量7391kg，高于全國(guó)平均水平6.85%（中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2017[7]。重慶水稻種植面積、單產(chǎn)、總產(chǎn)在全國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)中處于中上生產(chǎn)水平，種植面積和單產(chǎn)均居全國(guó)第12位，總產(chǎn)居11位。但由于自然氣候土壤條件的制約，生產(chǎn)技術(shù)，投入?yún)⒉畈积R，生產(chǎn)水平差異大，重慶水稻在生產(chǎn)和栽培技術(shù)方面具有非常大的潛力[8]。油菜是世界上產(chǎn)油效率最高的油料作物之一，適應(yīng)性較強(qiáng)、用途廣泛、經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高和發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆Ｓ筒俗逊N植區(qū)在世界范圍內(nèi)主要分布在亞洲、北美洲、歐洲和大洋洲[9]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，世界油菜的種植面積和年產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)步提高的趨勢(shì)，20世紀(jì)80年代起，我國(guó)已經(jīng)是世界油菜產(chǎn)量和播種面積最大的國(guó)家，但隨著澳大利亞和北美洲的油菜播種面積迅速擴(kuò)大，從2011年起，加拿大油菜播種面積和產(chǎn)量均已超越我國(guó)成為世界第一。油菜是我國(guó)第一大油料作物，約占我國(guó)食用植物油50%，上個(gè)世紀(jì)50-70年代我國(guó)油菜生產(chǎn)發(fā)展比較緩慢，年均種植面積約170-220萬hm2，單產(chǎn)約460-660kg.hm-2。80年代油菜的種植面積和單產(chǎn)比70年代分別提高了77.6%和74.5%，90年代開始，我國(guó)油菜生產(chǎn)迅速發(fā)展[10]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO2000-2015）統(tǒng)計(jì)，我國(guó)油菜種植面積和產(chǎn)量均占世界的1/3，種植面積約750萬hm2，占油料作物的1/2，油菜籽總產(chǎn)超1400萬噸，占國(guó)產(chǎn)食用油的1/2，是最主要的油菜生產(chǎn)國(guó)。春油菜和冬油菜是我國(guó)油菜兩大產(chǎn)區(qū)，其中春油菜主要集中于內(nèi)蒙海拉爾地區(qū)流域。冬油菜產(chǎn)區(qū)以一年兩熟或三熟制種植為主，其面積和產(chǎn)量約占中國(guó)油菜的90%以上，集中分布于長(zhǎng)江流域，具體包括湖北、湖南、安徽、江蘇、江西、四川、貴州、重慶等省市。重慶市地處長(zhǎng)江上游地區(qū)，冬季冷涼、春季氣候溫暖濕潤(rùn)，比較適宜種植冬油菜。據(jù)重慶統(tǒng)計(jì)局(2017)統(tǒng)計(jì)，重慶油菜的種植面積為25.99hm2，總產(chǎn)為50.46萬t，分別大約占全國(guó)油菜種植面積和總產(chǎn)的0.39%，3.80%，單產(chǎn)與全國(guó)平均水平相近。但重慶油菜單產(chǎn)與四川、湖北等均具有一定差距。因此，重慶油菜生產(chǎn)中仍然存在很多的問題和挑戰(zhàn)。1.2養(yǎng)分綜合管理對(duì)水稻和油菜氮肥利用的重要性植物養(yǎng)分綜合管理（IPNM）是90年代由國(guó)際糧農(nóng)組織（FAO）、國(guó)際水稻所（IRRI）和一些西方國(guó)家首先提出的。他們主要針對(duì)西方國(guó)家農(nóng)業(yè)高投入所帶來的環(huán)境污染、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降等問題，強(qiáng)調(diào)減少化肥投入，保持或提高作物產(chǎn)量以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境的策略[11]。水稻生長(zhǎng)因品種和生長(zhǎng)環(huán)境的不同而異。水稻生育期一般為90-160d，分為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、生殖生長(zhǎng)、成熟階段。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)主要為生殖生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，生殖生長(zhǎng)是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的延續(xù)，兩者相互聯(lián)系、相互制約。實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)高效，需正確協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系。對(duì)于中稻，水稻返青至分蘗期氮素吸收最快，拔節(jié)至孕穗期磷和鉀的吸收最快。因此，根據(jù)水稻需肥規(guī)律保證養(yǎng)分的充足供應(yīng)是獲得高產(chǎn)的重要保障。范明生等[2]發(fā)現(xiàn)西南地區(qū)水旱輪作體系水稻施肥表現(xiàn)出較大的差異，不同農(nóng)戶氮肥施用量在59~280kgN。目前水稻產(chǎn)量約為6500~7500kg.hm-2的水平，氮肥的合理施用量約為120~160kgN.hm-2。范明生等[2]的研究表明，在目標(biāo)產(chǎn)量為8100kg.hm-2的條件下，水稻在氮肥施用總量120kgN.hm-2時(shí)，按基：蘗：穗：粒為35%：20%：30%：15%施入，比農(nóng)民習(xí)慣施肥方法節(jié)肥24%，增產(chǎn)10%~20%。磷肥施用量的變異也較大，水稻磷肥的施用范圍為0~90P2O5kg.hm-2，鉀肥平均施用量約為30K2Okg.hm-2[12]。研究表明，在水稻-油菜輪作體系，由于很少施用有機(jī)肥，表現(xiàn)出了鉀的虧缺[13]。西南地區(qū)水旱輪作調(diào)查結(jié)果顯示，水稻氮、磷、鉀肥施用比例為1：0.3：0.17，但很多農(nóng)戶氮肥施用過量或不足，并且氮肥施用時(shí)期不合理，普遍存在前重后輕的現(xiàn)象，磷肥憑經(jīng)驗(yàn)施用，鉀肥幾乎不施或施用量很低[12]。油菜生育期內(nèi)對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收和累積規(guī)律存在顯著差異。油菜對(duì)氮素的吸收累積主要在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，對(duì)磷鉀素的吸收累積主要在生殖生長(zhǎng)階段[13]。調(diào)查結(jié)果表明，我國(guó)油菜生產(chǎn)的氮、磷、鉀平均用量為181kg.hm-2、71kg.hm-2和62kg.hm-2，氮、磷、鉀投入比例是1：0.39：0.34，養(yǎng)分比例適宜，但總體投入量偏高[14]。在當(dāng)前的生產(chǎn)條件下，油菜對(duì)于氮、磷、鉀養(yǎng)分的需求量明顯不同，直播冬油菜每生產(chǎn)百公斤籽粒氮、磷、鉀素需求量比例為1：0.21：1.42。一般來說，油菜對(duì)氮、鉀需求量顯著高于磷素。冬油菜是前期營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)藏型作物，苗期生長(zhǎng)量和養(yǎng)分累積量是決定直播冬油菜產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。在一定范圍內(nèi)，冬前干物質(zhì)增加100kg.hm-2，收獲期的籽粒產(chǎn)量增加60kg.hm-2[15]。我國(guó)油菜科學(xué)施肥推廣普及率低，施肥不當(dāng)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低[16]。目前，我國(guó)氮肥生產(chǎn)量超過了消費(fèi)量、而消費(fèi)量超過作物最高產(chǎn)量的需求量，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的氮肥盈余量已經(jīng)達(dá)到175kg.hm-2，已成為環(huán)境污染因子[17]。因此，在我國(guó)，農(nóng)田氮肥施用過量已成為非常普遍現(xiàn)象。氮肥施用過量或利用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致氮肥利用率降低，活性氮損失嚴(yán)重，環(huán)境等問題日益突出[18]。在水旱輪作系統(tǒng)中，由于作物氮素需求和供應(yīng)的不同步性，氮肥損失可達(dá)施肥量的50%[19]。土壤肥力是限制作物產(chǎn)量的一個(gè)重要因素。前人的研究表明[20]，土壤的供氮能力因不同田塊而異。養(yǎng)分綜合管理技術(shù)是根據(jù)不同田塊的土壤肥力與目標(biāo)產(chǎn)量的差值，在考慮養(yǎng)分從其它環(huán)境輸入（降雨、灌水、生物固氮等）和損失（淋失和氣體損失）的同時(shí)，決定總施肥量的范圍，通過對(duì)作物進(jìn)行診斷和分析，確認(rèn)作物的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況，并作出相應(yīng)的施肥措施，是實(shí)現(xiàn)作物氮素需求和氮供應(yīng)的方法之一。既能保持作物高產(chǎn)高效，又能減少環(huán)境污染。針對(duì)現(xiàn)有的施肥技術(shù)難以協(xié)調(diào)作物高產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的尖銳矛盾這一重大問題，經(jīng)過15年努力，闡明了氮磷鉀等養(yǎng)分的資源特征和環(huán)境來源養(yǎng)分的重要性，揭示了作物主動(dòng)響應(yīng)和活化利用根層養(yǎng)分的生物學(xué)機(jī)制，建立了以根層養(yǎng)分調(diào)控為核心的協(xié)調(diào)作物高產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)新途徑。創(chuàng)建了氮素實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，突破了根層氮素定量方法及其調(diào)控指標(biāo)的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了來自土壤、肥料和環(huán)境的根層氮素供應(yīng)與高產(chǎn)作物的需求在數(shù)量上匹配、時(shí)間上同步、空間上耦合，保障高產(chǎn)作物需求并最大限度地減少養(yǎng)分向環(huán)境的排放。創(chuàng)建了基于根層土壤測(cè)試和養(yǎng)分平衡的磷鉀恒量監(jiān)控技術(shù)，改變了過去忽視磷鉀長(zhǎng)期后效的做法，發(fā)揮了磷鉀的生物有效性，并簡(jiǎn)化了管理。④建立了中微量元素因缺補(bǔ)缺、矯正施用的養(yǎng)分綜合管理策略及其新指標(biāo)體系。⑤抓住主要限制因子，將養(yǎng)分管理技術(shù)與高產(chǎn)栽培、水分管理等技術(shù)有機(jī)集成，建立了全國(guó)不同生態(tài)區(qū)小麥、玉米、水稻、蔬菜、果樹等12種主要作物的養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)，并簡(jiǎn)化為可操作的區(qū)域技術(shù)模式。第2章材料與方法2.1試驗(yàn)材料渝優(yōu)7109：秈型三系雜交水稻，株型緊湊，葉色濃綠，葉姿挺直，葉鞘、稃尖紫色，頂小穗谷粒有芒，生育期約為159.6d，為當(dāng)?shù)刂髟云贩N。先油188：特甘藍(lán)型半冬性隱性核不育兩系雜交種，幼苗半直立，葉片深綠色，2～3對(duì)裂葉，有缺刻，葉緣鈍齒，有蠟粉、無刺毛?；ò曛械却笮?、黃色、側(cè)疊，生育期約為219d，為當(dāng)?shù)刂髟云贩N。復(fù)合肥22-8-10（總養(yǎng)分≥40%），復(fù)合肥15-15-15（總養(yǎng)分≥45%），復(fù)合肥18-14-8（總養(yǎng)分≥40%），尿素（N46.4%），過磷酸鈣（P2O5,12%），硫酸鉀（K2O,51.0%），硅鋅肥（SiO2≥10%，Zn≥2%），活力硼（Na2B4O7.10H2O≥95%），生物有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分≥5%（N2.5%-P2O51%-K2O1.5%）,水稻秸稈（N0.8%-P2O50.1%-K2O1.7%）2.2試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)本試驗(yàn)于2020年5月-2021年5月在合川進(jìn)行。該區(qū)域海拔282m，年平均氣溫17.7℃，年平均降水量1015.0mm。供試土壤類型為水稻土，土壤有機(jī)質(zhì)22.03g.kg-1，全氮1.76g.kg-1，堿解氮184.35mg.kg-1，全磷0.305g.kg-1，有效磷5.74mg.kg-1，全鉀28.1g.kg-1，速效鉀126mg.kg-1，pH5.64，有效鋅2.9mg.kg-1，有效硅297mg.kg-1，有效硼0.396mg.kg-1。2.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，不施氮肥（CK）；農(nóng)民習(xí)慣施肥（FFP）；養(yǎng)分綜合管理Ⅰ（記作Z1）；養(yǎng)分綜合管理Ⅱ（記作Z2）；養(yǎng)分綜合管理Ⅲ（記作Z3）；養(yǎng)分綜合管理Ⅳ（記作Z4）。根據(jù)當(dāng)?shù)匾圃运旧a(chǎn)的實(shí)際情況，水稻于2017年5月3日移栽，密度設(shè)為15萬窩/hm2。試驗(yàn)小區(qū)面積20m2（3.4m×5.9m）。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，完全隨機(jī)排列。為防止各處理間水、肥串灌和被雨水淋垮，小區(qū)之間用泥土筑埂并用塑料薄膜包裹隔開。其他田間管理與大面積生產(chǎn)田相同。（1）CK：不施氮肥，磷鉀肥與Z1和Z2處理相同。（2）FFP：總養(yǎng)分為N154.68kg.hm-2，P2O536.00kg.hm-2，K2O45.00kg.hm-2。基肥（復(fù)合肥（22-8-10））：64%的氮和100%磷鉀肥做基肥施用；追肥（返青肥）：36%的氮肥做追肥。（3）養(yǎng)分綜合管理Ⅰ：總養(yǎng)分為N123.18kg.hm-2，P2O552.50kg.hm-2，K2O30.00kg.hm-2?；剩◤?fù)合肥（18-14-8））：55%的氮和100%磷鉀肥做基肥施用；追肥（返青肥）：45%的氮肥做追肥。（4）養(yǎng)分綜合管理Ⅱ：在養(yǎng)分綜合管理I的基礎(chǔ)上，增施硅鋅肥4.5kg.hm-2（5）養(yǎng)分綜合管理Ⅲ：總養(yǎng)分為N103.68kg.hm-2，P2O534.50kg.hm-2，K2O22.50kg.hm-2?；剩◤?fù)合肥（18-14-8）和生物有機(jī)肥）：54%的氮和100%磷鉀肥做基肥施用；追肥（返青肥）：46%的氮肥做追肥。（6）養(yǎng)分綜合管理Ⅳ：在養(yǎng)分綜合管理Ⅲ的基礎(chǔ)上，增施硅鋅肥4.5kg.hm-2。根據(jù)當(dāng)?shù)刂辈ビ筒松a(chǎn)的實(shí)際情況，油菜于2017年9月28號(hào)直播，密度設(shè)為27萬株.hm-2。試驗(yàn)小區(qū)面積20m2（3.4m×5.9m）。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，完全隨機(jī)排列。為防止各處理間水、肥串灌和被雨水淋垮，小區(qū)之間用泥土筑埂并用塑料薄膜包裹隔開。其他田間管理與大面積生產(chǎn)田相同。（1）CK：不施氮肥，磷鉀肥與Z1和Z2處理相同。（2）FFP：總養(yǎng)分為N148.35kg.hm-2，P2O578.75kg.hm-2，K2O78.75kg.hm-2。基肥（復(fù)合肥（15-15-15））：55%的氮和100%磷鉀肥做基肥施用；追肥（蕾薹肥）：45%的氮肥做追肥。（3）養(yǎng)分綜合管理Ⅰ：總養(yǎng)分為N150.30kg.hm-2，P2O542.00kg.hm-2，K2O52.50kg.hm-2。基肥（復(fù)合肥（22-8-10））：77%的氮和100%磷鉀肥做基肥施用；追肥（蕾薹肥）：23%的氮肥做追肥。（4）養(yǎng)分綜合管理Ⅱ：在養(yǎng)分綜合管理I的基礎(chǔ)上，增施硼肥0.45kg.hm-2，在初花期兌水葉面噴施。（5）養(yǎng)分綜合管理Ⅲ：總養(yǎng)分為N148.80kg.hm-2，P2O542.00kg.hm-2，K2O54.00kg.hm-2?；剩◤?fù)合肥（22-8-10）和生物有機(jī)肥）：77%的氮和100%磷鉀肥做基肥施用；追肥（蕾薹肥）：23%的氮肥做追肥。（6）養(yǎng)分綜合管理Ⅳ：總養(yǎng)分為N152.80kg.hm-2，P2O542.50kg.hm-2，K2O62.50kg.hm-2，基肥（復(fù)合肥（22-8-10）和生物有機(jī)肥以及水稻作物秸稈還田）：77%的氮和100%磷鉀肥做基肥施用，硼肥在初花期兌水葉面噴施，追肥（蕾薹肥）：23%的氮肥做追肥。各處理具體施肥量見表1。表1不同施肥處理肥料中養(yǎng)分輸入量2.4測(cè)定指標(biāo)與方法2.4.1生育進(jìn)程記載水稻于2017年5月3日移栽，全生育期劃分為拔節(jié)期（6.23）、幼穗分化期（7.15）、齊穗期（8.1）、灌漿期（8.9）、成熟期（8.26）。油菜于2017年9月28號(hào)直播，全生育期分為苗期（12.2）、蕾薹期（1.17）、花期（3.15）、角果期（4.3）、成熟期（4.26）。播種期：實(shí)際播種日期，以月/日表示。出苗期：以預(yù)選密度的75%的幼苗出土，子葉張開平展為標(biāo)準(zhǔn)。抽薹期：以50%以上植株主莖開始延伸，主莖頂端離子葉節(jié)達(dá)10cm為標(biāo)準(zhǔn)。花期：以全小區(qū)有50%植株開始開花為標(biāo)準(zhǔn)。角果期：以全小區(qū)的50%以上角果轉(zhuǎn)黃色。成熟期：以全小區(qū)的90%以上角果轉(zhuǎn)黃色，且種子呈成熟色澤為標(biāo)準(zhǔn)。2.4.2氮代謝特征指標(biāo)分別于水稻拔節(jié)期、幼穗分化期、齊穗期、灌漿期、成熟期和油菜苗期、蕾薹期、花期、角果期，于晴天早上9:00每處理取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的主莖功能葉，用于谷氨酰胺合成酶、硝酸還原酶、可溶性蛋白、葉綠素、游離氨基酸的測(cè)定。氮代謝產(chǎn)物均采用李合生的方法測(cè)定，可溶性蛋白濃度采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定，游離氨基酸采用水合茚三酮比色法測(cè)定，葉綠素采用丙酮提取法測(cè)定。硝酸還原酶活性測(cè)定采用離體法。谷氨酰胺合成酶活性參照植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)測(cè)定。2.4.3植物樣品采集與測(cè)定方法分別于水稻拔節(jié)期、幼穗分化期、齊穗期、灌漿期和成熟期按小區(qū)平均有效分蘗數(shù)（不包括邊行）取10窩，所取樣品的每窩莖蘗數(shù)為各小區(qū)的平均莖蘗數(shù)。剪去根后，把水稻植株按各營(yíng)養(yǎng)器官（葉片、莖鞘、穗）分開，裝袋放入烘箱中，105℃殺青30min，75℃烘干至恒重，后稱取干重。另外成熟期結(jié)合考種取樣，測(cè)定干物質(zhì)總量。分別于油菜苗期、蕾薹期、花期、角果期和成熟期每小區(qū)（不包括邊行）取5株長(zhǎng)勢(shì)基本一致。剪去根后，把油菜植株按各營(yíng)養(yǎng)器官（葉片、莖稈、穗）分開，裝袋放入烘箱中，105℃殺青30min，75℃烘干至恒重，后稱取干重。另外成熟期結(jié)合考種取樣，測(cè)定干物質(zhì)總量。結(jié)合各時(shí)期干物質(zhì)積累量取樣，分植株與籽粒分別烘干并粉碎，測(cè)定地上部各器官養(yǎng)分含量。用H2SO4-H2O2消煮及凱氏定氮法、釩鉬黃比色法、火焰光度法分別測(cè)定植株氮、磷、鉀含量。氮素積累量（kg.hm-2）=干物質(zhì)量×氮素含量；轉(zhuǎn)運(yùn)量（kg.hm-2）=營(yíng)養(yǎng)器官養(yǎng)分最大累積量-成熟期（籽粒除外）養(yǎng)分累積量轉(zhuǎn)運(yùn)率(%)=轉(zhuǎn)運(yùn)量/營(yíng)養(yǎng)器官養(yǎng)分最大累積量收獲指數(shù)HI(%)=籽粒養(yǎng)分累積量/植株養(yǎng)分累積總量氮肥偏生產(chǎn)力NPP(kg.kg-1)=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；氮肥農(nóng)學(xué)利用率NAE(kg.kg-1)=(施氮區(qū)產(chǎn)量－氮空白區(qū)產(chǎn)量)/施氮量；氮肥表觀利用率NAUE(%)=(施氮區(qū)植株氮積累量－氮空白區(qū)植株氮積累量)/施氮量×100%；氮肥生理利用率PE(kg.kg-1)=(施氮區(qū)產(chǎn)量－氮空白區(qū)產(chǎn)量)/(施氮區(qū)植株氮積累量?氮空白區(qū)植株氮積累量)。土壤養(yǎng)分收支平衡=肥料投入量-作物收獲養(yǎng)分支出量2.4.4土壤樣品采集與測(cè)定方法水稻于2020年5月3日移栽，2020年8月26日收獲，于五個(gè)具有代表性的時(shí)期，即拔節(jié)期、幼穗分化期、齊穗期、灌漿期、成熟期采集土樣。油菜于2020年9月28號(hào)直播，2021年4月26號(hào)收獲，于五個(gè)具有代表性的時(shí)期，即苗期、蕾薹期、花期、角果期、成熟期采集土樣。每個(gè)小區(qū)以“S”形選取5個(gè)樣點(diǎn)用土鉆在耕層0-20cm處均勻取樣，用自封袋封好。取回實(shí)驗(yàn)室后，剔除殘余根茬，將土壤充分混勻，立即分出一部分作鮮土樣于4℃冰箱進(jìn)行冷藏，并于10天內(nèi)完成土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、微生物量氮的測(cè)定，再將另一份于通風(fēng)陰涼處自然風(fēng)干，過2mm篩后用于全氮，有機(jī)質(zhì)等土壤理化性質(zhì)的測(cè)定。（1）土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定土壤的基本理化性質(zhì)參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》常規(guī)方法測(cè)定。土壤pH值采用酸度計(jì)法測(cè)定（液：土比為2.5:1），土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，土壤堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，土壤有效磷采用Olsen法測(cè)定，土壤速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定。（2）土壤氮指標(biāo)測(cè)定土壤全氮（TN）：采用凱氏定氮法測(cè)定。土壤銨態(tài)氮（NH4+-N）和硝態(tài)氮（NO3--N）：采用氯化鉀溶液-流動(dòng)注射分析法進(jìn)行測(cè)定。稱取10g鮮土于三角瓶中，按水土比10：1加入50ml2mol/L的KCl，震蕩過濾后，采用自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定。土壤微生物量氮（MBN）：采用氯仿熏蒸-K2SO4提取法，提取液使用TOC-VCPH自動(dòng)析儀測(cè)定。微生物量氮MBN（mg.kg-1）=EN/KEN，其中EN為熏蒸土壤浸提的全N與未熏蒸土樣之間的差值，單位mg.kg-1，KEN=0.54.2.4.5考種與測(cè)產(chǎn)水稻成熟期各小區(qū)取10窩用于考種，測(cè)定每穗粒數(shù)、有效穗數(shù)和千粒重、生物量、籽粒產(chǎn)量、稻草產(chǎn)量等，各小區(qū)全部收獲計(jì)產(chǎn)，用水分測(cè)定儀測(cè)量水分，計(jì)實(shí)際產(chǎn)量。油菜成熟期采集代表性樣品10株，測(cè)定株高、有效分枝、單株角果數(shù)、千粒重等，成熟期單打單收，用水分測(cè)定儀測(cè)量水分，計(jì)實(shí)際產(chǎn)量。2.4.6品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定水稻取各處理小區(qū)籽粒樣品，水稻籽粒粗蛋白采用H2SO4-H2O2-凱氏定氮法測(cè)定，水稻籽粒游離氨基酸采用水合茚三酮比色法測(cè)定，水稻籽粒直鏈淀粉含量依照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)（NY/T83-88），以干基表示。油菜取各處理小區(qū)籽粒樣品，用近紅外光譜儀測(cè)定油菜籽粒含油率、脂肪酸組成、硫甙葡萄糖苷含量、粗蛋白含量。2.5數(shù)據(jù)處理采用MicrosoftExcel2016和SPSS19.0等統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)處理分析，采用單因素方差分析（P<0.05），LSD法進(jìn)行多重比較。結(jié)果與分析3.1結(jié)果在水稻-油菜輪作體系中，化肥配施有機(jī)肥處理水稻季和油菜季功能葉片氮素含量明顯提高，同時(shí)供氮水平的變化還影響到水稻季和油菜季功能葉氮素生理特性隨生育期的推進(jìn)變化趨勢(shì)。這與前人的研究基本一致。本文研究結(jié)果顯示，養(yǎng)分綜合管理措施可顯著提高作物主要生育時(shí)期功能葉氮素生理特性，且隨著生育期的推進(jìn)，各生理指標(biāo)整體均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)樽魑镉蔂I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)，作物氮代謝水平逐漸降低，葉片中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移和再分配。與CK相比，F(xiàn)FP處理和養(yǎng)分綜合管理措施增加了水稻季和油菜季功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸、葉綠素含量。主要是因?yàn)榈屎侠磉\(yùn)籌為作物提供了充足的氮素營(yíng)養(yǎng)，而氮素是植物體內(nèi)氨基酸和蛋白質(zhì)重要組分，也是植物進(jìn)行光合作用起決定作用的葉綠素的組成部分。可溶性蛋白是植物體內(nèi)總體代謝的重要指標(biāo)，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育中起著十分重要的作用。本文研究還表明，水稻季和油菜季功能葉可溶性蛋白含量在各生育期均以Z4處理顯著高于CK，且水稻孕穗期，Z4處理的可溶性蛋白顯著高于FFP處理。主要是因?yàn)閆4處理有利于增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)光合產(chǎn)物的形成和蛋。水稻季和油菜季功能葉游離氨基酸含量在各生育期均以Z4處理最優(yōu)，水稻季在拔節(jié)期、孕穗期、成熟期均以Z4處理游離氨基酸顯著高于FFP處理，油菜季在苗期和花期也均以Z4處理顯著高于FFP處理。這主要是因?yàn)閆4處理同化氮素的能力較強(qiáng)，能為作物提供充足的氮源[118]。水稻功季能葉葉綠素含量在拔節(jié)期至成熟期Z4處理均顯著高于CK，且Z1、Z2、Z3、Z4處理和FFP處理間差異不顯著。油菜季葉綠素含量在角果期FFP和Z2處理葉綠素含量顯著高于CK。有研究結(jié)果表明，在均衡合理施用氮磷鉀肥的前提下，適量的秸稈還田和有機(jī)肥施用，同時(shí)注重補(bǔ)充微量元素，能阻礙水稻和油菜功能葉葉綠素的下降，延緩作物葉片衰老和葉色變黃，促進(jìn)更多同化物質(zhì)的形成，有利于水稻和油菜產(chǎn)量的提高。硝酸還原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）是植物體內(nèi)氮代謝的關(guān)鍵酶。本文研究表明，與CK相比，氮肥合理運(yùn)籌提高了水稻季和油菜季主要生育時(shí)期NR、GS活性，且隨著生育期的推進(jìn)，NR、GS活性整體均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。可見，通過肥料合理調(diào)控，可促進(jìn)水稻季和油菜季對(duì)氮素的吸收與累積，提高葉片的氮代謝能力。葉片是NO3-還原的主要場(chǎng)所。從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期到生殖生長(zhǎng)期，植物“源”器官開始衰老，光合能力下降，植物在葉片和莖稈等儲(chǔ)存器官累積合成的新蛋白運(yùn)往“庫(kù)”器官。所以在植物生育后期，氮代謝活性減弱，不同養(yǎng)分綜合管理措施對(duì)作物NR、GS活性提高不明顯。本文研究還表明，水稻季各處理NR活性自齊穗期至成熟期一直呈下降趨勢(shì)，油菜季各處理NR活性自蕾薹期至角果期一直呈下降趨勢(shì)，說明水稻季在齊穗期前后，油菜季在蕾薹期前后為葉片氮素同化的關(guān)鍵時(shí)期。在此期間，水稻季以Z2處理NR活性最強(qiáng)，其次是Z4處理；油菜季以Z4處理NR活性最強(qiáng)，其次是Z3處理。因此，Z4處理同化氮素能力最強(qiáng)，能累積較多的氮素，為籽粒合成蛋白質(zhì)提供充足的氮源[118]。養(yǎng)分綜合管理措施在整個(gè)生育期內(nèi)對(duì)水稻季和油菜季GS活性提高效果不是很明顯。由于生理指標(biāo)測(cè)定環(huán)境，藥品批次間差異等因素的制約，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)定得出的數(shù)值和真實(shí)值有細(xì)微的差異，該結(jié)論有待進(jìn)一步驗(yàn)證。不同處理下水稻季和油菜季主要生育時(shí)期功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸、葉綠素、NR活性、GS活性與N濃度均存在顯著或極顯著關(guān)系，這與葉利庭的研究結(jié)果相一致。3.2小結(jié)（1）與CK相比，養(yǎng)分綜合管理措施能顯著提高水稻季和油菜季功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量。對(duì)于水稻季和油菜季功能葉而言，其可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量均呈現(xiàn)作物生長(zhǎng)前期高于生育后期，水稻季以拔節(jié)期最高，而油菜季以苗期或蕾薹期最高。總體上看，Z4處理的可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量最優(yōu)，且較FFP處理均有不同程度的提高。（2）與CK相比，養(yǎng)分綜合管理措施提高了水稻季和油菜季功能葉NR和GS活性。Z4處理可顯著提高水稻生育前期NR活性，Z3和Z4顯著提高了油菜季整個(gè)生育期內(nèi)NR活性。養(yǎng)分綜合管理措施對(duì)水稻季和油菜季整個(gè)生育期內(nèi)GS活性提升效果不是很明顯。（3）不同處理下水稻季和油菜季主要生育時(shí)期功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸、葉綠素、NR活性、GS活性與N濃度均存在顯著或極顯著關(guān)系。第4章結(jié)論與展望4.1結(jié)論（1）與CK相比，養(yǎng)分綜合管理措施能顯著提高水稻和油菜功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量以及氮代謝關(guān)鍵酶的活性。從總體上來看，Z4處理的可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量最高，且較FFP處理均有不同程度的提高；Z4處理可顯著提高水稻生育前期NR活性，Z3和Z4處理顯著提高了整個(gè)生育期內(nèi)油菜NR活性。養(yǎng)分綜合管理措施對(duì)水稻和油菜整個(gè)生育期內(nèi)GS活性提升效果不明顯。不同處理水稻和油菜主要生育時(shí)期功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸、葉綠素、NR活性、GS活性與N濃度均存在顯著或極顯著關(guān)系。（2）Z4處理的干物質(zhì)積累量和氮素積累量?jī)?yōu)于FFP處理，為水稻和油菜高產(chǎn)奠定了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。Z3和Z4處理對(duì)水稻和油菜氮肥利用效率提升效果最明顯。養(yǎng)分綜合管理措施能明顯提高水稻季和油菜季營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)至生殖生長(zhǎng)期氮磷鉀的轉(zhuǎn)運(yùn)量與轉(zhuǎn)運(yùn)率，降低莖稈中的養(yǎng)分殘留，促進(jìn)養(yǎng)分向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)，增加成熟期籽粒中養(yǎng)分含量。（3）養(yǎng)分綜合管理對(duì)水稻和油菜作物產(chǎn)量均有不同程度的提高，且均以Z4處理最好。產(chǎn)量構(gòu)成因子回歸方程表明，水稻產(chǎn)量主要決定于有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，油菜產(chǎn)量主要決定于單株角果數(shù)和每角粒數(shù)。與FFP處理相比，Z3和Z4處理對(duì)對(duì)水稻籽粒粗蛋白和直鏈淀粉含量均有不同程度提高，Z4處理對(duì)油菜籽粒含油率有明顯增加作用。4.2展望（1）水稻-油菜輪作是我國(guó)長(zhǎng)江流域最典型的種植方式之一。通過本試驗(yàn)的研究結(jié)果可初步確定Z4(復(fù)合肥+硅鋅肥+硼肥+生物有機(jī)肥+秸稈還田)處理為稻油輪作區(qū)內(nèi)最佳養(yǎng)分綜合管理措施。但由于本試驗(yàn)僅實(shí)施了一年，還存在許多不足之處，比如鉀肥補(bǔ)充及硼素補(bǔ)充不夠等，因此還需要進(jìn)一步試驗(yàn)修正和驗(yàn)證，從而更全面更系統(tǒng)地探究養(yǎng)分綜合管理技術(shù)的施用效果和作用機(jī)理，從而為長(zhǎng)江上游地區(qū)水稻-油菜輪作的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。（2）作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，土壤退化嚴(yán)重。培肥地力和綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展尤為重要。氮磷鉀平衡施肥、中微量元素補(bǔ)充、有機(jī)無機(jī)配施使得土壤的養(yǎng)分更加全面、穩(wěn)定。秸稈還田不僅使農(nóng)業(yè)廢棄物資源化，同時(shí)為農(nóng)田地力培育、化肥零增長(zhǎng)和有機(jī)肥替代提供了重要技術(shù)和物質(zhì)保障。目前，農(nóng)民對(duì)養(yǎng)分綜合管理措施采用率低。因此，水稻-油菜輪作的增產(chǎn)增效潛力巨大。為此，我們需要不斷地完善養(yǎng)分綜合管理技術(shù)，并且對(duì)農(nóng)戶和基層農(nóng)業(yè)科技工作者進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，改變他們傳統(tǒng)單一技術(shù)的施肥觀念和方法，從而大幅度推廣養(yǎng)分綜合管理技術(shù)。參考文獻(xiàn)[1]范明生.水旱輪作系統(tǒng)養(yǎng)分資源綜合管理研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2021.[2]范明生,江榮風(fēng),張福鎖,等.水旱輪作系統(tǒng)作物養(yǎng)分管理策略[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(2):424-432.[3]易時(shí)來.稻-麥/油輪作體系中氮素淋失與利用研究[D].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)西南大學(xué),2021.[4]宋艷霞,朱剛,李卓璽,等.稻油輪作效益分析及高產(chǎn)高效栽培技術(shù)[J].四川農(nóng)業(yè)科技,2020(11):26-27.[5]袁月明,馬旭.水稻種植機(jī)械化的現(xiàn)狀及芽播機(jī)械化的展望[J].農(nóng)機(jī)化研究,2019(1):41-43.[6]陳溫福，徐正進(jìn)，張龍步，等.北方粳型稻超高產(chǎn)育種理論與實(shí)踐[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,40(5)