不同氮肥用量下稻油轮作系统作物产量、稳定性和氮素利用特征

　　

摘要：

【目的】通过研究氮肥用量对水稻-油菜轮作系统周年作物氮素吸收、产量及其稳定性的影响，探究水稻及油菜的周年氮肥适宜用量的变化趋势，为长江中游区域稻油轮作合理施肥提供理论依据。【方法】定位试验位于湖北省武穴市，始建于2016年，本研究选取2016—2024年连续8年的田间定位试验，稻油轮作中两季作物均设置0、90、180、270、360 kg N·hm^-2共5个氮肥用量处理，对稻油轮作系统产量及其稳定性、氮素积累量、氮肥利用效率、氮素表观盈余及适宜氮肥用量趋势进行分析。【结果】氮肥施用显著提高稻油轮作系统作物产量。相比于不施氮处理，各施氮处理中水稻平均每年增产1 035—1 769 kg·hm^-2，增幅为19.4%—33.2%；冬油菜平均每年增产1 041—2 208 kg·hm^-2，产量增长了1.3—2.8倍。随着氮肥用量的增加，水稻及油菜的地上部氮素积累量逐步增加，与不施氮处理相比，水稻及油菜的地上部氮素年平均积累量分别增加36.8—108.2和43.4—139.3 kg·hm^-2。在经过连续稻油轮作种植后，各氮肥处理中水稻及油菜的氮素积累量和氮肥回收利用率呈现逐年上升趋势。水稻季中随着氮肥用量递增，相比于上一年，每年的氮素积累量平均增幅由2.6%上升至9.8%；油菜季中不施氮处理在年份间氮素积累量增幅不明显，每年施用氮肥后氮素积累量相比前一年平均增长3.4%—5.1%。水稻季各氮肥处理中氮肥回收利用率在前3年趋势平稳，从第4年起逐渐呈抛物线式上升；油菜季在施氮量为90—270 kg N·hm^-2时，氮肥利用率呈现逐年平均增长5.6%的趋势，而在施氮量为360 kg N·hm^-2时周年无明显上升幅度。轮作周年间不施氮处理表观氮素平衡始终处于亏缺状态，各施氮处理的水稻及油菜的表观氮素盈余量年均分别下降3.6%—8.3%和2.4%—6.7%。进一步分析发现，水稻季氮肥适宜用量每年平均增长2.3%，周年氮肥适宜用量平均为146.8 kg N·hm^-2；油菜季氮肥适宜用量呈平均每年增长0.9%的趋势，周年氮肥适宜用量平均为198.0 kg N·hm^-2。【结论】在连续稻油轮作种植模式中，需根据轮作系统作物氮素吸收特征以适宜的氮肥用量进行施肥，并根据土壤氮素状况来动态调整周年氮素分配用量。