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太湖地区是我国经济的快速发展区,又是粮食作物—水稻的主要产区,但是,由于当地农田过量施用氮肥,其环境问题已非常严重。
本文以该地区黄泥土水稻.小麦轮作体系为主要研究对象,采用连续气流密闭室法研究了不同等级施肥量下水稻基肥、分蘖和孕穗期以及小麦基肥、返青和拔节时期施用尿素后的氨挥发过程,并对影响稻田氨挥发的因素(田面水中NH4+-N浓度、pH值等)进行了分析研究。结果表明,水稻施用尿素后的氨挥发率(氨挥发损失量占施肥量的百分数)为3.7%~11.7%,其中以分蘖肥时期损失最大,其次为穗肥,基肥氨挥发率最小。氨挥发的主要时期是在施肥后7天内,田面水中的NH4+-N浓度和pH值与氨挥发量有极显著的相关关系(相关系数分别为0.79**,0.44**)。小麦试验结果表明氨挥发率为1.5%~3.1%,不同生育期施肥,氨挥发率大小为基肥>拔节肥>返青肥,氨挥发主要时期是在施肥后10~12天内;小麦试验的氨挥发率显著低于水稻。该研究结果可为减少该地区氮肥氨挥发损失,提高氮肥利用率提供理论依据。
此外,在每个试验小区设置施肥量等同的15N微区试验,对植株各部分的吸收量、土壤残留量以及损失量进行了研究,以计算15N平衡;并结合小区试验的氮肥吸收规律、氮肥利用效率以及产量等结果进行氮素施用的综合评价。在此研究数据基础上,引入数学的微积分原理和环境经济学的Coase原理,对该地区稻麦轮作体系下氮肥施用的经济效益和环境效益进行评价。研究结果表明,在目前生产条件下,太湖地区黄泥土上兼顾生产、生态和经济三效益比较合理的水稻施肥量为219kg hm-2~255kg hm-2,相应的经济、生态适宜产量为8601kg hm-2~8662kg hm-2,而比较合理的小麦施肥量为210kg hm-2~236kg hm-2,相应的经济、生态适宜产量为5074kg hm-2~5127kg hm-2。