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摘要：四川盆地丘陵区受季节性干旱和低温的影响，水稻产量低而不稳，氮肥利用率低。采用水稻覆膜综合管理（IRM）能显著提高水稻产量，进一步探讨IRM对氮肥利用率的影响，可為该区域制定高产、资源高效利用的可持续水稻管理技术提供科学依据。基于对传统氮肥利用率（NUEtra）计算方法的质疑和讨论，国内外已有许多改进的氮肥利用率计算方法。结合15N同位素示踪方法，选择有广泛影响的氮肥有效率（NFAR）和肥料养分真实利用率计算方法，多维度地对四川盆地丘陵区采用IRM的水稻氮肥利用效率进行了探讨，为更科学地认识氮肥利用率、筛选出更能指示氮肥利用状况的指标提供依据。结果表明，采用IRM后，NUEtra、15N利用率（15Nuse）、NFAR、RNUE15N和RNUElong-term均显著提高，15N损失率（15Nloss）在相同施氮量下减少7.9～11.8百分点。相对于NUEtra，NFAR、RNUE15N和RNUElong-term综合考虑了土壤氮、肥料氮和作物吸收氮，更准确地反应了氮肥的实际利用效果。IRM显著提高水稻产量的同时，也显著提高了氮肥利用率，降低了氮肥对环境的潜在污染。通过不同氮肥利用率计算方法的综合比较，本研究认为在采用15N示踪法情况下，用RNUE15N计算方法更能准确反映出当季氮肥利用率;在未采用15N示踪法的情况下，用RNUElong-term计算方法更能指示多年累积施肥的氮肥利用率，但需要长期定位试验结果来准确定量土壤氮库的变化。
关键词：水稻覆膜栽培;氮肥利用率;氮肥有效率;肥料真实利用率;四川盆地丘陵区
中图分类号： S143.1;S511.06文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2021）05-0085-07
四川盆地丘陵区水稻产量不高且受气候环境影响波动较大，季节性干旱和生长前期低温是关键限制因子。水稻覆膜综合管理（integrated plastic mulch rice management，简称IRM）集旱育秧、起垄开厢、地膜覆盖和三角形栽培等为一体，相对于传统水稻管理（traditional rice management，TRM），能够增产达30%[3]。这和IRM能够合理地调节水稻生育期的水热状况密切相关[7]。IRM在提高水稻产量的同时，也进一步提高了氮肥利用率。以更低的资源环境代价来实现粮食安全至关重要。IRM能够不同程度地提高地温，加速土壤矿化促进养分释放，使得土壤速效氮含量显著高于TRM[13];还能增强水稻根系活力，促使水稻从土壤中吸收更多养分。可见IRM有提高氮肥利用率的潜力，但目前四川盆地丘陵区长期采用IRM对氮肥利用率影响的研究还处于空白。本研究基于田间定位试验，用氮肥利用率的不同计算方法多维度探讨了IRM对水稻氮肥吸收利用效率的影响，以期为四川盆地丘陵区制定高产、资源高效利用的可持续水稻管理技术提供科学依据。
通常用传统氮肥利用率（差减法，NUEtra）来评价氮肥利用情况，但其对氮肥实际利用效果的反映，受到越来越多的质疑。第一，NUEtra在作物吸收氮相同时，其大小取决于分母的不同，即当季施氮量的多少。差减法中被减部分受土壤基础肥力、作物生长情况等因素的影响，在作物吸收相同肥料氮的情况下，土壤基础肥力越高，被减部分值越大，而NUEtra越低;第二，NUEtra没有将肥料-作物-土壤中氮的途径和变化统一分析，没有反映出残留在土壤中那部分肥料氮的作用，而这部分肥料氮能够补偿作物所吸收带走的土壤氮，是对土壤氮库消耗的补偿[15];第三，NUEtra并不能准确反映出肥料养分的损失率，不能正确评价施肥措施的正确性。目前，国内外已有许多关于NUEtra改进的研究。沈善敏提出了比值法，认为作物吸氮量应该包括对土壤氮的吸收，用作物吸收氮量除以土壤有效养分和肥料养分之和[17]。Brentrup等提出了平衡法计算氮肥利用率，即用氮素输出与输入率来比较区域或国家尺度上的氮肥利用率[18]。田昌玉等认为NUEtra在施氮量小的情况下成立，在施氮量大的情况下，应乘以一个
关键词：水稻覆膜栽培;氮肥利用率;氮肥有效率;肥料真实利用率;四川盆地丘陵区
中图分类号： S143.1;S511.06文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2021）05-0085-07
四川盆地丘陵区水稻产量不高且受气候环境影响波动较大，季节性干旱和生长前期低温是关键限制因子。水稻覆膜综合管理（integrated plastic mulch rice management，简称IRM）集旱育秧、起垄开厢、地膜覆盖和三角形栽培等为一体，相对于传统水稻管理（traditional rice management，TRM），能够增产达30%[3]。这和IRM能够合理地调节水稻生育期的水热状况密切相关[7]。IRM在提高水稻产量的同时，也进一步提高了氮肥利用率。以更低的资源环境代价来实现粮食安全至关重要。IRM能够不同程度地提高地温，加速土壤矿化促进养分释放，使得土壤速效氮含量显著高于TRM[13];还能增强水稻根系活力，促使水稻从土壤中吸收更多养分。可见IRM有提高氮肥利用率的潜力，但目前四川盆地丘陵区长期采用IRM对氮肥利用率影响的研究还处于空白。本研究基于田间定位试验，用氮肥利用率的不同计算方法多维度探讨了IRM对水稻氮肥吸收利用效率的影响，以期为四川盆地丘陵区制定高产、资源高效利用的可持续水稻管理技术提供科学依据。
通常用传统氮肥利用率（差减法，NUEtra）来评价氮肥利用情况，但其对氮肥实际利用效果的反映，受到越来越多的质疑。第一，NUEtra在作物吸收氮相同时，其大小取决于分母的不同，即当季施氮量的多少。差减法中被减部分受土壤基础肥力、作物生长情况等因素的影响，在作物吸收相同肥料氮的情况下，土壤基础肥力越高，被减部分值越大，而NUEtra越低;第二，NUEtra没有将肥料-作物-土壤中氮的途径和变化统一分析，没有反映出残留在土壤中那部分肥料氮的作用，而这部分肥料氮能够补偿作物所吸收带走的土壤氮，是对土壤氮库消耗的补偿[15];第三，NUEtra并不能准确反映出肥料养分的损失率，不能正确评价施肥措施的正确性。目前，国内外已有许多关于NUEtra改进的研究。沈善敏提出了比值法，认为作物吸氮量应该包括对土壤氮的吸收，用作物吸收氮量除以土壤有效养分和肥料养分之和[17]。Brentrup等提出了平衡法计算氮肥利用率，即用氮素输出与输入率来比较区域或国家尺度上的氮肥利用率[18]。田昌玉等认为NUEtra在施氮量小的情况下成立，在施氮量大的情况下，应乘以一个