优化施肥距离与行配置提升直播稻产量、经济效益及环境可持续性的整合策略研究

为解决传统多分次撒施氮肥(CSB)导致的直播稻产量下降和氮利用效率(NUE)降低问题，研究人员开展了一次性根区靶向施肥(ORZTF)技术研究。通过两年田间试验，发现14 cm施肥距离结合交替行(AR)配置可提高产量6.8%、净经济效益12.6%，同时减少NH3挥发39.5%。该研究为水稻可持续生产提供了兼具经济效益与环境效益的解决方案。

　　

在保障粮食安全与生态环境平衡的双重挑战下，中国作为全球最大的水稻生产国，正面临传统施肥方式带来的严峻问题。常规多分次撒施氮肥(CSB)不仅耗费大量劳动力，更导致氮肥利用率仅36-52%，大量活性氮(Nr)通过NH₃挥发、淋溶等途径流失，造成严重的环境污染。与此同时，直播稻种植因其省工高效的特点在中国快速推广，但缺乏针对性的施肥技术制约了其潜力发挥。

江苏省黄海农场的研究团队通过2012-2023年的系统研究，创新性提出一次性根区靶向施肥(ORZTF)技术。这项发表在《Environmental Technology》的研究揭示了施肥距离与行配置对直播稻生产体系的综合影响。研究人员采用双实验设计：首先评估10-22 cm不同施肥距离效应，继而开发交替行(AR)配置方案，结合¹⁵N示踪、根系三维成像等技术，全面解析了ORZTF的农学-环境-经济协同效益。

关键实验方法
研究在江苏黄海农场(34°16′N)的盐渍土上进行，采用"华粳0098"品种，设置CSB对照与ORZTF处理。通过智能化学分析仪(SmartChem 200)测定土壤NH₄⁺-N/NO₃^--N，WinRHIZO系统量化根系形态，通风法监测NH₃挥发通量，同位素比值质谱仪(Delta V Advantage)追踪¹⁵N去向。

生物量与关键农艺性状
14 cm施肥距离(D14)表现最优，两年平均增产8.3%，穗数和千粒重分别提升11.2%和5.8%。SPAD值(叶绿素相对含量)提高17.5%，延缓叶片衰老。根系扫描显示，ORZTF使根长密度增加46.7%，形成更高效的养分吸收网络。

氮素利用与环境效应
D14处理下氮表观回收效率(NARE)达42.6%，较CSB提高31%。¹⁵N示踪显示ER处理使植株¹⁵N积累量增加76.9%，土壤残留量提升48.9%，总损失率降至37.2%。更关键的是，ORZTF将田面水TN浓度控制在1.2 mg/L以下，NH₃累积排放量(1.8 kg/hm²)接近不施氮处理。

经济可行性突破
交替行(AR)配置在保持90%增产效果的同时，减少50%施肥行数。三年数据显示，AR使净收益增加2246元/hm²，劳动力成本降低900元/hm²，为规模化应用提供可能。

这项研究开创性地构建了直播稻"精准位点-优化配置"施肥理论体系。14 cm施肥距离创造了氮素"高浓度缓释"微域环境，配合交替行配置实现养分空间精准调控。该技术使长江三角洲稻区在维持7500 kg/hm²高产的同时，将氮损失降低至传统方法的60%，为应对农业劳动力老龄化提供了省力化解决方案。研究团队特别指出，未来需研发配套的大颗粒肥料成型设备，并深入探究根区施肥对土壤氨氧化古菌(AOA)的调控机制，以进一步完善技术体系。这项兼具科学创新性与实践推广价值的研究，为中国农业绿色转型提供了关键技术支撑。