菜－稻輪作對菜田氮、磷利用特性和富集狀況的影響

章明清，李 娟，孔慶波，姚寶全，陳燕花

(1福建省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所，福州350013;2福建省農(nóng)田建設與土壤肥料技術站，福州350003)

過去20多年來，我國蔬菜產(chǎn)業(yè)得到巨大發(fā)展。然而在蔬菜栽培中過量施肥現(xiàn)象非常普遍。黃東風等［1］研究表明，福州市郊蔬菜基地以施用化肥為主，每茬蔬菜平均施肥量(N+P2O5+K2O)在493.6～1212.2 kg/hm2之間，氮磷鉀比例平均為1∶0.77∶0.75，磷肥用量明顯偏高;每年菜田平均施肥量(N+P2O5+K2O)達到2002.3～3455.2 kg/hm2之間。長期過量施肥不僅使許多菜田出現(xiàn)土壤環(huán)境質(zhì)量惡化［2－4］，而且菜田中過高的氮、磷富集導致大量養(yǎng)分淋溶流失，已嚴重影響到部分地區(qū)的水體水質(zhì)［4－5］。為此，眾多學者提出了許多解決方法，如蔬菜與旱糧輪作［6］、不同旱生蔬菜品種間輪作［7］、旱生蔬菜與水生蔬菜輪作［8］等栽培制度，以及科學的灌溉技術［8］和土壤管理方法［9－13］等。

曹志洪等［14－15］的研究結果顯示，稻田生態(tài)系統(tǒng)具有吸納和消解氮、磷污染物的生態(tài)功能。水稻是我國南方的主要糧食作物，菜－稻輪作是近年來發(fā)展起來的一種重要種植制度，但菜－稻輪作的養(yǎng)分利用特性及其環(huán)境效應的研究明顯滯后。王強等［16］對大棚茄子－水稻輪作試驗、章婧虹等［17］對大棚四季豆－瓢瓜－早稻輪作試驗的研究表明，菜－稻輪作可在一個輪作周期中取得最佳經(jīng)濟效益，且明顯提高氮、磷、鉀化肥表觀利用率，減輕菜田氮、磷過度積累;與四季豆與瓢瓜連作相比，顯著降低了土壤滲漏水中的氮、磷濃度。沈明星等［18］對大棚番茄－水稻輪作模式常規(guī)施肥的研究也表明，菜－稻輪作具有降低氮素面源污染的正向作用。但不同氮、磷肥施用量對菜－稻輪作的產(chǎn)量、經(jīng)濟效益以及氮、磷肥利用特性和土壤速效氮、磷含量影響的定位試驗研究報道還很少。為此，在福建省平和縣山格鎮(zhèn)蔬菜生產(chǎn)基地的灰泥田上設置菜－稻輪作不同氮、磷肥施用量的田間定位試驗，旨在為當?shù)丶s化菜田氮、磷養(yǎng)分管理提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 田間試驗設計

2008年8 月在平和縣山格鎮(zhèn)蔬菜生產(chǎn)基地，選擇當?shù)卮硇缘闹苣贻喿髦贫燃此募径?Phaseolus vulgaris)－瓢瓜(Lagenaria siceraria)－水稻輪作，設置田間定位試驗。其中，四季豆每年種植時間為9月初，11月中旬收獲;瓢瓜每年種植時間為12月初，第2年4月底收獲;輪作水稻在每年5月初插秧，8月中旬收獲。氮、磷各設5個水平，共10個處理(表1)，各處理施肥水平以蔬菜推薦施肥量的研究結果［19］為依據(jù)，設定施肥量范圍和間隔幅度。小區(qū)之間用水泥田埂隔開，隨機區(qū)組排列，3次重復，每個小區(qū)面積10 m2，供試土壤為灰泥田。

表1 四季豆－瓢瓜－早稻輪作制田間定位試驗設計Table 1 Field orientation experimental design for the gourd ladle melon rotating system

試驗中氮肥用尿素，磷肥用過磷酸鈣，鉀肥用加拿大氯化鉀，試驗地不施有機肥。過磷酸鈣全部做基肥，氮、鉀肥則分基肥和追肥施用，基肥中氮、鉀肥各占50%。剩余的氮、鉀肥在四季豆做追肥平分2次施用，瓢瓜的追肥則平分3次施用。表2的基礎土壤主要肥力指標的常規(guī)法［20］測定結果表明，試驗田的基礎土壤速效氮、磷、鉀含量已超過早稻高產(chǎn)臨界指標［21］，因而第一輪作周年的早稻不再施肥，同時考慮到每茬蔬菜均施用氮、磷、鉀化肥，故第2和第3輪作周年的早稻亦不再施肥。供試四季豆品種為白珍珠，瓢瓜品種為杭州長瓜，早稻品種為金優(yōu)明100(雜交稻)，均為當?shù)卮竺娣e種植的良種。試驗區(qū)周圍設置1 m寬以上的保護行，其它的栽培管理措施與大田生產(chǎn)一致。

表2 試驗前土壤基礎肥力狀況Table 2 Basic fertility conditions of soils at the beginning of the experiment

1.2 樣品采集與測定

在試驗實施前，按規(guī)范采集基礎土樣2 kg。每季作物收獲時，每個小區(qū)單收單稱，記錄每個小區(qū)的莖葉產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量;按各處理和重復分別取莖葉樣品和農(nóng)產(chǎn)品樣品。在定位試驗的第3年，對前2個周年取得最高經(jīng)濟效益的處理小區(qū)的供試四季豆、瓢瓜和早稻，分別在其生育周期內(nèi)間隔15 d至30 d采集1次植株樣品，每個作物一個生育期共采集6次植株樣品。在每個輪作周期的瓢瓜和早稻收獲時，按各處理小區(qū)取混合土樣各2 kg。植株樣品用常規(guī)方法［20］測定氮、磷含量，即用 H2SO4－H2O2消煮，蒸餾法測氮，釩鉬黃比色法測磷。土壤樣品分別用常規(guī)法［20］和 ASI法［22］測定主要肥力指標。其中基礎土樣的ASI法測定結果見表2。

1.3 數(shù)據(jù)分析與計算

考慮到定位試驗是連續(xù)種植作物和施肥，由于氮、磷肥存在后效，計算氮、磷肥利用率則以3個輪作周年為基礎。即:四季豆的氮肥或磷肥利用率等于相應施肥區(qū)的氮或磷吸收量與對照區(qū)氮或磷吸收量之差除以四季豆氮或磷投入量;四季豆和瓢瓜的氮或磷肥綜合利用率等于兩季蔬菜的氮或磷吸收量與對照區(qū)兩季蔬菜相應氮或磷吸收量之差除以四季豆和瓢瓜氮或磷投入量;四季豆、瓢瓜和早稻的氮或磷肥綜合利用率等于三季作物的氮或磷吸收量與對照區(qū)三季作物相應氮或磷吸收量之差除以三季作物氮或磷投入量;施用氮肥或磷肥的產(chǎn)量效益等于作物產(chǎn)量乘以產(chǎn)品價格減去化肥成本;施用氮肥或磷肥的凈增收等于氮肥或磷肥處理產(chǎn)量效益減去對照區(qū)產(chǎn)量效益。試驗結果采用MATLAB軟件進行統(tǒng)計分析，并用MATLAB語言編程繪圖。

1.4 蔬菜和水稻氮、磷吸收動態(tài)模型

章明清等［23］在研究水稻一個生育期的氮、磷、鉀吸收動態(tài)時，建立了如下模型:

式中:U表示養(yǎng)分吸收量(g/m2)，t表示種植時間(d)，k表示根系養(yǎng)分吸收常數(shù)［g/(d(n+3)·m2)］，n、m為調(diào)節(jié)系數(shù)(無量綱)，Tc是與最大養(yǎng)分吸收量時間有關的參數(shù)(d)。本文應用該模型研究供試四季豆、瓢瓜和早稻的氮、磷吸收動態(tài)及其吸收特征參數(shù)。

2 結果與分析

2.1 不同氮、磷水平對菜－稻輪作產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響

3年定位試驗表明，不施肥處理的四季豆、瓢瓜和早稻的平均產(chǎn)量分別為13483±2051 kg/hm2、40017±2991 kg/hm2和 5710±551 kg/hm2，分別只有四季豆和瓢瓜最高產(chǎn)量的63.9%和65.5%以及早稻最高產(chǎn)量的80.3%，表明土壤對蔬菜產(chǎn)量的貢獻率明顯低于早稻，施肥對蔬菜產(chǎn)量的增產(chǎn)效果顯著高于早稻。

表3的試驗結果顯示，盡管供試土壤的速效氮磷含量較高，但氮、磷肥當季施用量與四季豆和瓢瓜產(chǎn)量均呈現(xiàn)出拋物線型關系。與對照區(qū)相比，四季豆和瓢瓜的鮮重產(chǎn)量都有顯著水平的增產(chǎn)效果;兩季蔬菜連續(xù)施用氮肥或磷肥，氮、磷后效使早稻產(chǎn)量亦呈現(xiàn)拋物線型關系。結果表明，在試驗設計的氮、磷肥施用范圍內(nèi)，四季豆和瓢瓜均可達到最高產(chǎn)量，同時氮肥或磷肥后效也能夠使輪作早稻獲得該試驗地條件下的最高產(chǎn)量水平。其中，早稻最高產(chǎn)量達到7107 kg/hm2，與福建早稻平均產(chǎn)量相近［24］。

以每公斤N 4.3元、P2O55元、四季豆和瓢瓜1元、稻谷2元的當?shù)仄骄袌鰞r計算施肥效益(表3)。與氮或磷肥對照區(qū)相比，增施氮肥或磷肥對四季豆和瓢瓜都具有顯著水平的凈增收作用;氮、磷肥后效對輪作早稻的凈增收效果亦達到顯著水平。在一個輪作周期中，凈增收的絕大部分都來自兩季蔬菜。表3的結果還表明，在該菜稻輪作中，N2和P2水平處理使供試蔬菜和早稻均可取得較高產(chǎn)量和最佳經(jīng)濟效益。氮肥和磷肥在一個輪作周年的最高凈增收分別達到15769元/hm2和16253元/hm2，比其他施氮水平和施磷水平分別高出1.6%～37.5%和14.9%～46.8%。

表3 不同氮、磷肥用量對四季豆－瓢瓜－早稻輪作制產(chǎn)量和凈增收的影響Table 3 Effects of different N and P rates on the yields and net incomes in the kidney beangourd ladle melon-early rice rotating system

盡管根據(jù)表3的產(chǎn)量結果可建立氮或磷的一元二次肥效模型，但定位試驗中連續(xù)種植作物和施用不同用量氮、磷肥，由于肥料存在后效，不能根據(jù)當季施肥量和產(chǎn)量建立的肥效模型，得到該輪作制的作物經(jīng)濟施肥量。因此，采用陶其驤等［25］提出的輪作制肥效模型建模和推薦施肥方法，分別建立本試驗的輪作制氮肥和磷肥肥效模型，得到四季豆氮肥肥效模型:Y=15637+61.004N －0.1825N2，F(xiàn)=36.6*;四季豆和瓢瓜氮肥綜合肥效模型:Y=63007+78.390N － 0.09224N2，F(xiàn)=759.3＊＊; 四季豆磷肥肥效模型:Y=17435+87.880P－0.5233P2，F(xiàn)=33.5*;四季豆和瓢瓜磷肥綜合肥效模型:Y=65757+144.01P －0.3327P2，F(xiàn)=92.6*，其中，Y 表示產(chǎn)量，N、P分別表示 N、P2O5施肥量，單位為kg/hm2。因此，該試驗條件下的氮、磷肥經(jīng)濟施肥量分別為:四季豆 N 155 kg/hm2和 P2O579 kg/hm2;瓢瓜N 247 kg/hm2和P2O5130 kg/hm2;早稻不施肥。

2.2 菜－稻輪作對氮、磷養(yǎng)分利用率的影響

根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品和莖葉產(chǎn)量及其樣品氮、磷含量測定結果計算供試蔬菜和早稻的氮、磷吸收量，用差減法分別計算四季豆的氮、磷利用率，四季豆－瓢瓜連作以及四季豆－瓢瓜－早稻輪作的氮、磷肥綜合利用率，結果見表4和表5。

表4 不同氮肥用量對四季豆－瓢瓜－早稻輪作制的氮素吸收及其利用率的影響Table 4 Effect of different N application rates on the N uptakes and its recoveries in the kidney beangourd ladle melon－early rice rotating system

結果表明，在不同氮、磷施用水平下，與四季豆－瓢瓜連作相比，四季豆－瓢瓜－早稻輪作明顯提高了氮、磷肥利用率。在 N1、N2、N3和 N4水平下，氮肥綜合利用率分別比四季豆－瓢瓜連作提高了24.5、20.5、17.5 和12.0 個百分點; 在 P1、P2、P3和P4水平下，磷肥綜合利用率則分別提高了11.5、8.6、7.9和5.6個百分點。但是，無論是四季豆氮、磷利用率還是兩季或三季作物的氮、磷綜合利用率，與氮肥或磷肥施用量均呈現(xiàn)負相關關系。高量施用氮、磷肥如N4或P4水平的氮、磷肥處理無論是四季豆、四季豆－瓢瓜連作還是四季豆－瓢瓜－早稻輪作，氮肥利用率均低于 30%，磷肥利用率則低于10%。

取得最佳經(jīng)濟效益的N2和P2施肥水平，氮肥利用率從當季四季豆和四季豆－瓢瓜連作的44.9%和45.1%提高到四季豆－瓢瓜－早稻輪作的65.5%，比兩季蔬菜連作提高了20.4個百分點;磷肥利用率從四季豆和四季豆－瓢瓜連作的15.0%和17.9%提高到四季豆－瓢瓜－早稻輪作的26.5%，比兩季蔬菜連作提高了8.6個百分點。因此，與四季豆－瓢瓜連作相比，四季豆－瓢瓜－早稻輪作促進了氮、磷養(yǎng)分高效利用。

表5 不同磷肥用量對四季豆－瓢瓜－早稻輪作制的磷素吸收及其利用率的影響Table 5 Effect of different P application rates on P uptakes and its recoveries in the kidney beangourd ladle melon－early rice rotating system

2.3 供試蔬菜和早稻氮、磷吸收特性的差異

表3的試驗結果表明，在土壤堿解氮 204.6 mg/kg和有效磷110.8 mg/kg的菜田上，施用氮、磷肥對秋季四季豆和冬春季瓢瓜均具有顯著增產(chǎn)效果，但輪作早稻僅靠吸收利用殘留于菜田的氮、磷養(yǎng)分，就可達到該試驗地的最高產(chǎn)量水平，表明供試蔬菜和早稻在氮、磷需肥特性上有明顯差異。

根據(jù)式(1)養(yǎng)分吸收動態(tài)模型，建立平衡施肥條件下的四季豆、瓢瓜和早稻的氮、磷吸收動態(tài)(圖1)，分別得到氮、磷的最大吸收速率和最大吸收量等養(yǎng)分吸收特征參數(shù)(表6)。結果表明，供試四季豆和瓢瓜的氮、磷需肥強度明顯高于早稻。四季豆的氮、磷最大吸收速率分別是早稻的25.1倍和2.5倍，瓢瓜則分別是早稻的18.4倍和1.2倍;四季豆的氮、磷最大吸收量分別是早稻的1.7倍和2.2倍，瓢瓜則分別是早稻的2.5倍和1.9倍。根系養(yǎng)分吸收CDE機理模型［26］的研究表明，由于田間條件下土壤溶液養(yǎng)分濃度一般都較低，根系養(yǎng)分吸收速率與土壤溶液養(yǎng)分濃度成正相關。表明種植四季豆和瓢瓜時要求土壤溶液有較高的氮、磷濃度，因而需要施用較多的肥料;而水稻的需肥強度較低，殘留于菜田土壤的氮、磷養(yǎng)分(例如，本試驗田)就可滿足生長需要。因此，正是蔬菜和早稻氮、磷需肥特性的這種差異，構成了菜－稻輪作實現(xiàn)氮、磷高效利用的植物營養(yǎng)學基礎。

2.4 菜－稻輪作對土壤速效氮、磷含量的影響

在輪作制中，瓢瓜和早稻收獲時各處理土樣速效氮、磷含量測定結果(表7)表明，由于連續(xù)施用N1～N4處理水平的氮肥或P1～P4處理水平的磷肥，與基礎土壤相比，四季豆和瓢瓜連作的土壤硝態(tài)氮和有效磷均出現(xiàn)明顯積累。其中，N2和P2施肥水平在瓢瓜收獲時的土壤硝態(tài)氮和有效磷含量比基礎土壤分別提高了131.9%和7.8%，表明兩季蔬菜連作既使采用經(jīng)濟施肥量，也不足以降低菜田氮、磷積累和流失潛力。但是，菜－稻輪作體系中通過早稻對土壤中速效氮、磷養(yǎng)分的吸收利用，明顯降低了土壤硝態(tài)氮和有效磷含量。其中N2和P2施肥水平在早稻收獲時土壤硝態(tài)氮和有效磷含量分別只有瓢瓜收獲時的27.5%和87.0%，為基礎土壤硝態(tài)氮和有效磷含量的63.7%和93.9%。

圖1 四季豆－瓢瓜－早稻輪作制氮、磷吸收動態(tài)Fig．1 N and P uptakes in the kidney bean－gourd ladle melon－early rice rotating system

表6 平衡施肥對四季豆、瓢瓜和早稻氮、磷吸收動態(tài)及其對特征參數(shù)的影響Table 6 Effects of the balanced fertilization on N and P uptakes and their characteristic parameters in the kidney bean and gourd ladle melon and early rice

表7 菜－稻輪作對土壤硝態(tài)氮和有效磷含量的影響Table 7 Effects of the vegetable and early rice rotating system on soil NO3－-N and available P in soils

3 討論與結論

3.1 菜－稻輪作對作物產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響

菜田氮、磷過度積累是由于不合理的栽培制度和過量施肥引起的。為此，眾多學者提出了諸如蔬菜與旱糧輪作［6］、不同旱生蔬菜品種間輪作［7］、旱生蔬菜與水生蔬菜輪作［8］等合理的栽培制度等。但是，蔬菜生產(chǎn)模式的選擇不但要適應當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，而且還要適應當?shù)厥袌鰲l件。水稻是我國南方的主要糧食作物，菜－稻輪作具有普遍適用性。

王強等［16］和章婧虹等［17］的試驗研究表明，推薦施肥可使菜稻輪作實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。3年定位田間試驗表明，氮、磷肥施用量與四季豆和瓢瓜產(chǎn)量均呈現(xiàn)拋物線型關系，施于兩季蔬菜的氮、磷肥后效對輪作早稻產(chǎn)量亦表現(xiàn)出拋物線型關系。在推薦施肥量時，菜稻輪作可取得較高產(chǎn)量和最佳經(jīng)濟效益，凈增收比其他氮、磷施用水平分別提高1.6% ～37.5%和14.9%～46.8%。經(jīng)濟施肥量分別為四季豆N 155 kg/hm2和 P2O579 kg/hm2、瓢瓜 N 247 kg/hm2和P2O5130 kg/hm2和早稻不施肥。

3.2 菜－稻輪作對氮、磷肥利用率的影響

治理菜田氮、磷流失導致面源污染的難度在于，既要限制過高的化肥投入量，防止氮、磷面源污染，又要充分考慮當?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟條件和現(xiàn)有種植結構，最大限度地照顧菜農(nóng)經(jīng)濟利益。在這一兩難矛盾中，最佳解決途徑是提高化肥利用率。王強等［16］對大棚茄子－水稻輪作制研究表明，茄子季不同氮肥用量的表觀利用率在9.98% ～13.62%之間，水稻季則分別為19.9% ～24.9%;章婧虹等［17］對四季豆－瓢瓜－早稻輪作制試驗表明，在推薦施肥下，四季豆和瓢瓜的兩季蔬菜氮、磷肥綜合利用率分別為52.2%和28.5%，四季豆－胡瓜－早稻輪作的3季作物則分別提高到59.1%和34.9%。氮、磷肥不同用量的3年定位試驗表明，四季豆－瓢瓜－早稻輪作在施用N1至N4水平氮肥時，四季豆和瓢瓜連作的氮肥綜合利用率為16.8% ～50.5%，四季豆－瓢瓜－水稻輪作則提高到28.8% ～75.0%;在施用P1至P4水平的磷肥時，四季豆和瓢瓜連作的磷肥綜合利用率為3.1% ～27.7%，四季豆－瓢瓜－水稻輪作則提高到8.7% ～39.2%。在取得最佳經(jīng)濟效益(N2、P2處理)的前提下，氮肥利用率從兩季蔬菜連作的45.1%提高到四季豆－瓢瓜－水稻輪作的65.6%，磷肥利用率從兩季蔬菜連作的17.9%提高到四季豆－瓢瓜－水稻輪作的26.5%。

氮、磷吸收特性分析表明，四季豆的氮、磷最大吸收速率分別是早稻的25.1倍和2.5倍，瓢瓜則分別是早稻的18.4倍和1.2倍;四季豆的氮、磷最大吸收量分別是早稻的1.7倍和2.2倍，瓢瓜則分別是早稻的2.5倍和1.9倍。表明種植蔬菜時需要施用較多的肥料，而菜－稻輪作模式利用了蔬菜和早稻在氮、磷營養(yǎng)特性上的差異，促進了氮、磷養(yǎng)分高效利用。

3.3 菜－稻輪作對消減土壤氮、磷積累的作用

大棚茄子－水稻輪作研究結果［16］表明，在茄子季由于高施肥量，導致土壤中速效養(yǎng)分大量積累，耕層土壤堿解氮比試驗前提高了17．0% ～32.4%，有效磷和速效鉀含量也明顯增加，但與早稻輪作后土壤速效氮、磷、鉀分別比茄子季后下降了18.1% ～25.9%、2.1% ～34.6%和64.6% ～76.2%。推薦施肥在四季豆－瓢瓜－早稻輪作制中，四季豆季后土柱滲漏水硝態(tài)氮和總磷濃度分別比基礎土壤提高了3.3%和177.8%，胡瓜季后則分別提高了55.6%和192.6%，但早稻季后土柱滲漏水硝態(tài)氮和總磷濃度分別比基礎土壤下降了14.9%和7.4%［17］。不同氮、磷肥用量定位試驗表明，取得最佳經(jīng)濟效益的N2和P2施肥水平，在四季豆和瓢瓜連作后，土壤硝態(tài)氮和有效磷含量分別提高到基礎土壤的2.32倍和1.08倍。但四季豆－瓢瓜－早稻輪作后土壤硝態(tài)氮和有效磷含量分別降低到30.5 mg/L和128.1 mg/L，只有瓢瓜季后的27.5%和87.0%，為基礎土壤的63.7%和93.9%。

結果表明，四季豆和瓢瓜連作即使采用經(jīng)濟施肥量，也不足以削減菜田氮、磷積累數(shù)量，四季豆－瓢瓜－早稻輪作則有利于削減菜田土壤氮、磷過度累積，降低土壤氮、磷流失潛力。

3.4 “菜稻輪作結合推薦施肥”技術模式的應用

施肥是提高蔬菜產(chǎn)量和增加菜農(nóng)收入的不可缺少的生產(chǎn)措施，但在當前的蔬菜生產(chǎn)中超高量施用氮肥和磷肥是普遍現(xiàn)象，不僅浪費了肥料資源，造成蔬菜減產(chǎn)和降低產(chǎn)品品質(zhì)，而且對農(nóng)業(yè)環(huán)境構成威脅。在防治氮、磷面源污染和最大限度地照顧菜農(nóng)經(jīng)濟利益的兩難矛盾中，提高化肥利用率是最佳解決途徑。研究表明，“菜稻輪作結合推薦施肥”技術模式在取得最佳經(jīng)濟效益的同時，促進了氮、磷養(yǎng)分高效利用，顯著降低因種植蔬菜施用氮、磷肥造成土壤過高的氮、磷積累，起到了控制菜田氮、磷流失的作用，在我國南方具有廣闊的推廣應用前景。

由于蔬菜種類繁多，種植結構復雜，菜－稻輪作模式的推廣應用還需在以下幾方面進行深入研究。首先要進一步深入研究菜－稻輪作技術模式的氮、磷高效利用機理與潛力;其次在蔬菜方面，要以獲得較高產(chǎn)量和最佳經(jīng)濟效益為目標，研究和提出不同蔬菜品種在不同產(chǎn)量和土壤肥力水平下的配套施肥技術;在輪作水稻方面，要以獲得較高產(chǎn)量和氮、磷養(yǎng)分損失最小化為目標，探討在什么條件下輪作水稻可以不施氮、磷肥和在什么條件下需要施用適量氮、磷肥。同時考慮到我國人多地少，為保證糧食安全，菜－稻輪作周期以一個周年為佳。這樣，有利于在菜農(nóng)的經(jīng)濟收入(種菜)、口糧安全(種稻)和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(菜－稻輪作)等三個方面實現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

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