蘇州市吳中區(qū)土壤地力評(píng)估及適宜氮肥投入量估算

韓雪梅 張蓉蓉 俞映倞

摘要：確定稻田的適宜氮肥投入量是保障耕地持續(xù)生產(chǎn)力和減少農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)鍵，而土壤地力直接影響著作物產(chǎn)量與氮投入關(guān)系。以江蘇省蘇州市吳中區(qū)稻田系統(tǒng)為對(duì)象，調(diào)查了當(dāng)前水稻的氮肥投入現(xiàn)狀及產(chǎn)量水平，并對(duì)土壤地力進(jìn)行了定量評(píng)估。在此基礎(chǔ)上，因地制宜地設(shè)定針對(duì)不同土壤地力的生產(chǎn)目標(biāo)，給出了不同土壤地力下的適宜氮肥推薦用量及氮肥施用類(lèi)型，并估算出吳中區(qū)現(xiàn)有土壤條件下，高地力田塊推薦產(chǎn)量為7.50～9.00 t/hm2，對(duì)應(yīng)適宜氮肥投入量為140～240 kg/hm2;中地力田塊推薦產(chǎn)量為6.00～8.25 t/hm2，對(duì)應(yīng)適宜氮肥投入量為130～230 kg/hm2;低地力田塊推薦產(chǎn)量為5.25～7.50 t/hm2，對(duì)應(yīng)適宜氮肥投入量為130～200 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：稻田;土壤地力;水稻產(chǎn)量;氮肥投入量;估算

中圖分類(lèi)號(hào)： ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）07-0256-05

氮肥施用帶來(lái)了新中國(guó)成立后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的飛增，1949—1998年我國(guó)糧食年總產(chǎn)量與化肥氮年使用量呈顯著相關(guān)性。然而，將近30年的肥料投入數(shù)據(jù)以10年為1個(gè)計(jì)算單位進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)效率邊際遞減現(xiàn)象顯著，即糧食總增產(chǎn)比例明顯下落而化肥用量卻依舊增長(zhǎng)迅速[1]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年我國(guó)化肥氮平均施用量高達(dá)346.1 kg/hm2，遠(yuǎn)超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)置的安全上限225 kg/hm2[2];而氮肥的當(dāng)季表觀利用率不足40%[3]，與發(fā)達(dá)國(guó)家高達(dá)60%的化肥利用率相差甚遠(yuǎn)。過(guò)量的化肥投入在增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、造成資源浪費(fèi)的同時(shí)，也帶來(lái)了面源污染等環(huán)境問(wèn)題[4]。研究數(shù)據(jù)表明，十一五期間，長(zhǎng)江、黃河和珠江水體中無(wú)機(jī)氮輸入量達(dá)到97.5萬(wàn)t，其中90%來(lái)自農(nóng)業(yè)，而氮肥貢獻(xiàn)占了50%[5]。由此可見(jiàn)，農(nóng)田氮肥的過(guò)量投入是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一。

江蘇省蘇州市吳中區(qū)陸地面積近750 km2，是聞名遐邇的“魚(yú)米之鄉(xiāng)”，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)歷史可上溯千年。現(xiàn)該區(qū)域多數(shù)稻田為國(guó)家永久性保護(hù)耕地，因此，稻田土壤生產(chǎn)力的持續(xù)性對(duì)該區(qū)域糧食生產(chǎn)有著極為重要的意義。吳中區(qū)位于長(zhǎng)江三角洲平原水網(wǎng)區(qū)，境內(nèi)河道湖泊眾多，水網(wǎng)密布，縱橫交錯(cuò)，位于東太湖之出口。吳中區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與河網(wǎng)以及太湖水環(huán)境息息相關(guān)。對(duì)此，吳中區(qū)將農(nóng)業(yè)面源污染治理寫(xiě)進(jìn)了“十三五”農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中，推進(jìn)“兩減六治三提升”專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案，從“種-養(yǎng)-生”多個(gè)途徑實(shí)施農(nóng)業(yè)面源污染治理。據(jù)2018年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，吳中區(qū)現(xiàn)有水稻種植涉及9大鎮(zhèn)、43個(gè)行政村，面積達(dá)1 493 hm2，占吳中區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土地面積的一半以上。因此，確定稻田的適宜氮肥投入量成為落地“兩減”工作的關(guān)鍵。

由于吳中區(qū)水稻種植面積大，土壤地力均一性較差，僅用一個(gè)氮肥建議投入量容易出現(xiàn)減產(chǎn)或者面源污染削減不到位的風(fēng)險(xiǎn)，如氮肥建議量偏高，則高地力田塊可能依然氮流失嚴(yán)重，如氮肥建議量偏低，則低地力地塊水稻產(chǎn)量潛力不能發(fā)揮，影響產(chǎn)量。按照《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》中“3414”實(shí)驗(yàn)對(duì)每個(gè)地塊進(jìn)行實(shí)測(cè)、估算[6-7]，由于工作量大，實(shí)際操作起來(lái)比較困難。而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者最想得知的信息是，依據(jù)田塊的現(xiàn)階段條件施用多少氮肥是適宜的。針對(duì)這一問(wèn)題，本研究以因地制宜、一域一策為導(dǎo)向，通過(guò)對(duì)吳中區(qū)典型稻田系統(tǒng)土壤養(yǎng)分含量以及作物地上部分養(yǎng)分吸收量的測(cè)定，劃分土壤地力等級(jí)，并由此確定不同地力等級(jí)條件下作物對(duì)當(dāng)季氮肥的利用情況，針對(duì)不同目標(biāo)（產(chǎn)量及環(huán)境目標(biāo)），在考慮到不同肥料品種有效性的前提下，估算適宜氮肥投入量，從而切實(shí)解決“以什么為標(biāo)準(zhǔn)去估算氮肥需求”“現(xiàn)狀條件下，各生產(chǎn)目標(biāo)分別能減多少氮肥”等問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以江蘇省蘇州市吳中區(qū)為研究區(qū)域，該區(qū)域地處長(zhǎng)江三角洲腹地太湖流域，擁有60%的太湖水域面積（約 1 459 hm2），降水充沛（年降水量超過(guò)1 100 mm以上），四季分明。該區(qū)域稻田土壤多為湖積土，耕作層厚15～20 cm。研究主要以2018年水稻收獲后土壤樣品的相關(guān)指標(biāo)為數(shù)據(jù)依據(jù)，為下一季的氮肥投入提供理論支持。

1.2 樣品的采集與分析

1.2.1 樣品采集區(qū)域的選擇 本研究選取吳中區(qū)具有較大水稻種植面積的5個(gè)鎮(zhèn)2個(gè)街道（車(chē)坊鎮(zhèn)、甪直鎮(zhèn)、金庭鎮(zhèn)、胥口鎮(zhèn)、臨湖鎮(zhèn)、橫涇街道、越溪街道），對(duì)其下屬的32個(gè)行政村進(jìn)行代表性稻田系統(tǒng)土壤樣品及作物樣品的采集。采樣涉及區(qū)域2018年水稻種植面積超過(guò)28 350畝，涵蓋吳中區(qū)水稻種植面積的95.6%，能夠全面反映吳中區(qū)的稻田現(xiàn)況。共采集土壤樣品73個(gè)，其中車(chē)坊鎮(zhèn)19個(gè)（1個(gè)無(wú)氮處理）、甪直鎮(zhèn)19個(gè)、金庭鎮(zhèn)3個(gè)、胥口鎮(zhèn)3個(gè)、臨湖鎮(zhèn)5個(gè)（1個(gè)無(wú)氮處理）、越溪街道13個(gè)、橫涇街道11個(gè)（1個(gè)無(wú)氮處理）;采集植株樣品26個(gè)，其中車(chē)坊鎮(zhèn)8個(gè)（1個(gè)無(wú)氮處理）、甪直鎮(zhèn)10個(gè)、臨湖鎮(zhèn)5個(gè)（1個(gè)無(wú)氮處理）、橫涇街道2個(gè)（1個(gè)無(wú)氮處理），南粳46樣品22個(gè)，蘇香粳100樣品1個(gè)，武運(yùn)粳樣品2個(gè)，嘉33樣品1個(gè)。

1.2.2 代表性稻田氮肥投入數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì) 分別向生產(chǎn)者詢(xún)問(wèn)每個(gè)涉樣田塊2018年稻季氮肥的施用情況，包括投入肥料的種類(lèi)以及投入量。對(duì)于養(yǎng)分含量不確定的肥料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣、帶回，烘干并記錄含水量后，用凱氏定氮法[8]測(cè)定其氮含量，以便用于氮投入總量的計(jì)算。

1.2.3 土壤樣品的采集與分析 樣品采集于2018年水稻收獲季節(jié)10月下旬至11月上旬。土壤樣品采集按照梅花形采樣方法，在典型地塊選擇5個(gè)點(diǎn)位采集耕作層（表層15～20 cm）土壤，形成大于1 kg混合土壤樣品1個(gè)。所有土壤樣品分為2份：一份自然風(fēng)干至恒質(zhì)量后，過(guò)100目篩（0.149 mm 孔徑），用于土壤pH值、總氮含量、有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定[8];一份4 ℃冷藏，以備后續(xù)驗(yàn)證。

1.2.4 植株樣品的采集與分析 為保證樣品的對(duì)應(yīng)性，植株樣品與土壤樣品同時(shí)采集。在對(duì)應(yīng)田塊選取1 m2樣方，收割后脫粒用于計(jì)算產(chǎn)量。將籽粒和秸稈分開(kāi)，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別稱(chēng)質(zhì)量計(jì)算其各部分生物量與含水量，再研磨過(guò)100目篩，用凱氏定氮法測(cè)定各部分氮素含量。

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算與處理

1.3.1 植株氮肥利用效率的計(jì)算

NUE=Nplant÷Ninput×100%。

式中：NUE為植株氮肥利用效率，Nplant為植株樣品氮吸收量（kg/hm2），Ninput為氮肥投入量（kg/hm2）。

1.3.2 產(chǎn)量吸收關(guān)系的計(jì)算

RNP=Nplant÷Y;RNI=Ninput÷Y。

式中：RNP為單位水稻產(chǎn)量所需作物養(yǎng)分吸收量（kg/t）;Y為每公頃水稻產(chǎn)量（t/hm2）;RNI為單位水稻產(chǎn)量所需氮肥投入量（kg/t）。

1.3.3 適宜氮肥投入量的計(jì)算 以推薦產(chǎn)量為計(jì)算基準(zhǔn)，以純氮投入為計(jì)算考量。采用養(yǎng)分平衡法，即將作物目標(biāo)產(chǎn)量與地力產(chǎn)量間差量部分的需肥量視為需求量，通過(guò)施肥來(lái)填補(bǔ)土壤養(yǎng)分供應(yīng)不足的問(wèn)題。計(jì)算公式為：

Napp=（Ya-Ys）×R′N(xiāo)P÷NUE′。

式中：Napp為適宜氮肥投入量（kg/hm2）;Ya為推薦產(chǎn)量（t/hm2）;Ys為無(wú)氮地塊產(chǎn)量（t/hm2）;R′N(xiāo)P為某種土壤地力條件下的單位水稻產(chǎn)量所需作物養(yǎng)分吸收量范圍;NUE′為某種土壤地力條件下的植株氮肥利用效率范圍。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 研究中土壤及植株相關(guān)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、制圖。分級(jí)后原為標(biāo)定的影像圖片采用ArcGIS Pro進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤地力的評(píng)估

土壤地力評(píng)估以土壤大量養(yǎng)分含量為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，選取土壤有機(jī)質(zhì)、總氮以及pH值作為評(píng)估因素。按照第二次土壤普查養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，分別對(duì)土壤樣品的有機(jī)質(zhì)、總氮以及pH值進(jìn)行等級(jí)劃分并賦分。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)累計(jì)得分進(jìn)行土壤養(yǎng)分屬性的綜合等級(jí)劃分，確定土壤地力等級(jí)，并以此分析各行政鎮(zhèn)乃至全區(qū)養(yǎng)分不同等級(jí)分布情況。

2.1.1 土壤有機(jī)質(zhì)、總氮含量及pH值 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，能直接提供作物所需的大量元素和微量元素等多種養(yǎng)分，并對(duì)土壤水、熱、氣等因素起著重要的調(diào)節(jié)作用，提高土壤緩沖以及保肥、保水能力，是評(píng)估地力的重要指標(biāo)。如圖1所示，吳中區(qū)土壤樣品的有機(jī)質(zhì)平均含量為22.30 g/kg，分布在6.90～49.17 g/kg之間，變異系數(shù)為42%。

各行政鎮(zhèn)間土壤有機(jī)質(zhì)含量差異較大。其中，車(chē)坊鎮(zhèn)、甪直鎮(zhèn)及橫涇街道土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值超過(guò)20 g/kg，金庭鎮(zhèn)則不足15 g/kg。土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到Ⅰ和Ⅱ級(jí)的樣品數(shù)量占總采樣樣本的42%，Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)的占44%（表1）。

氮素作為作物生長(zhǎng)最為重要的營(yíng)養(yǎng)元素，主要來(lái)源于土壤和肥料的供給。雖然土壤中氮形態(tài)多變，但土壤氮庫(kù)容量反映了土壤的供養(yǎng)能力，是衡量土壤地力的重要指標(biāo)。如圖1所示，本次所取土壤樣品總氮平均含量1.33 g/kg，分布在0.49～2.65 g/kg之間，變異系數(shù)為39%。本研究涉及行政鎮(zhèn)中總氮平均值均低于2 g/kg，其中車(chē)坊鎮(zhèn)、甪直鎮(zhèn)及橫涇街道土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值超過(guò)1.5 g/kg，金庭鎮(zhèn)則不足 1 g/kg。土壤總氮含量達(dá)到Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)的樣本數(shù)量占總采樣樣本的40%，Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)的占52%（表1）。土壤總氮基本和有機(jī)質(zhì)含量趨勢(shì)保持一致。

土壤pH值是土壤環(huán)境酸堿度的直接體現(xiàn)，它的高低影響土壤中微生物的種群、養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運(yùn)與貯存以及大量元素形態(tài)間的轉(zhuǎn)化過(guò)程。如圖1所示，本次所取土壤樣品平均pH值6.07，分布在4.89～7.87之間，變異系數(shù)為12%。行政鎮(zhèn)間差異并不大，車(chē)坊鎮(zhèn)及橫涇街道土壤出現(xiàn)了一定程度的酸化。

2.1.2 土壤地力等級(jí)的劃分 在土壤有機(jī)質(zhì)、總氮及pH值分級(jí)的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)樣品對(duì)應(yīng)等級(jí)進(jìn)行賦分，并根據(jù)綜合得分重新劃分等級(jí)，實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分等級(jí)的綜合評(píng)估。結(jié)果如圖2所示，本次所取土壤樣品中76%分布在Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)上，整體農(nóng)田土壤養(yǎng)分狀況良好。由行政鎮(zhèn)區(qū)來(lái)看，多個(gè)鎮(zhèn)區(qū)土壤地力等級(jí)跨度在3個(gè)以上，表明土壤地力空間差異較大。其中，車(chē)坊鎮(zhèn)、甪直鎮(zhèn)、越溪街道及臨湖鎮(zhèn)均發(fā)現(xiàn)少量Ⅰ級(jí)較高地力土壤（共占7%），甪直鎮(zhèn)、胥口鎮(zhèn)和金庭鎮(zhèn)則存在少量Ⅳ級(jí)低地力土壤。

2.2 現(xiàn)有氮肥投入現(xiàn)狀

本次研究發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)者對(duì)肥期肥料施用量均有詳細(xì)記錄，但生產(chǎn)者習(xí)慣性在打藥除草時(shí)不定期增加肥料量，卻并不把這部分肥料記錄在案（表2部分?jǐn)?shù)據(jù)可能存在偏低現(xiàn)象），存在一定盲目性。其次，由于生產(chǎn)者對(duì)當(dāng)前農(nóng)田土壤地力情況不了解，對(duì)肥料種類(lèi)的選擇較為隨意，對(duì)不同肥料所對(duì)應(yīng)的氮投入情況并不清楚。如，施用有機(jī)肥的農(nóng)戶(hù)并未考慮有機(jī)肥本身氮含量較低的情況，僅自我判定投入量已經(jīng)近千斤了;而施用全化肥（尿素或配方肥）的生產(chǎn)者則從量上認(rèn)為自己的肥料投入量是不夠的，時(shí)常進(jìn)行不定期補(bǔ)用。在管理大力提倡減投減排的大環(huán)境下， 部分以高產(chǎn)為目的的生產(chǎn)者與管理部門(mén)在肥料施用問(wèn)題上存在矛盾，全區(qū)在肥料投入管理方面尚存很大改善空間。

2.3 產(chǎn)量及植株養(yǎng)分利用情況

2.3.1 產(chǎn)量及氮肥利用效率 水稻產(chǎn)量與當(dāng)季肥料投入情況無(wú)顯著關(guān)系（數(shù)據(jù)未展現(xiàn)），但與地力情況密切相關(guān)，高地力條件更容易產(chǎn)生較高的水稻產(chǎn)量。如表3所示，Ⅰ級(jí)地力條件下的平均產(chǎn)量較Ⅱ、Ⅲ級(jí)提高了10%以上。臨湖鎮(zhèn)、橫涇街道以及車(chē)坊鎮(zhèn)的無(wú)氮處理數(shù)據(jù)分別體現(xiàn)了低地力（臨湖鎮(zhèn)）、中地力（橫涇街道）以及高地力（車(chē)坊鎮(zhèn)）條件下的基礎(chǔ)地力產(chǎn)量，數(shù)值分別為2.85、3.35、3.90 t/hm2。可見(jiàn)地力情況對(duì)產(chǎn)量起到了決定性作用。另一方面，植株樣品地上部分對(duì)當(dāng)季氮肥的利用效率在42%～54%區(qū)間，且Ⅰ級(jí)地力條件下的當(dāng)季氮肥利用率最低，Ⅳ級(jí)地力條件下其次（表3）。

2.3.2 產(chǎn)量吸收關(guān)系 單位產(chǎn)量氮肥投入量隨著地力的降低而降低， 說(shuō)明氮肥投入在地力低時(shí)較地力高對(duì)產(chǎn)量的促進(jìn)作用更顯著（圖3）。另一方面，單位產(chǎn)量作物氮吸收量數(shù)值雖然也有隨著地力降低而降低的趨勢(shì)，但總體相對(duì)穩(wěn)定，這與本次所取水稻樣品80%以上為同一品種有關(guān)。

2.4 適宜氮肥投入量的估算

調(diào)查顯示，吳中區(qū)現(xiàn)有水稻肥料種類(lèi)主要有純化肥、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥以及純有機(jī)肥3種。

2.4.1 生產(chǎn)目標(biāo)、肥料種類(lèi)及對(duì)應(yīng)推薦產(chǎn)量范圍的確定 根據(jù)不同肥料種類(lèi)對(duì)土壤地力以及養(yǎng)分有效性貢獻(xiàn)的不同。在現(xiàn)階段調(diào)查結(jié)果基礎(chǔ)上，3年內(nèi)，推薦高地力區(qū)域以高產(chǎn)為主要目標(biāo)兼顧養(yǎng)分減投，以純化肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥為主要肥料種類(lèi);中地力區(qū)則以穩(wěn)產(chǎn)為主要目標(biāo)兼顧養(yǎng)分減投和土壤培肥，3種肥料種類(lèi)均可選用;低地力區(qū)更為強(qiáng)調(diào)培肥土壤和穩(wěn)產(chǎn)，推薦有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥和純有機(jī)肥交替施用的方式。各肥料種類(lèi)及生產(chǎn)目標(biāo)下推薦產(chǎn)量范圍如表4所示。

2.4.2 基于推薦產(chǎn)量對(duì)應(yīng)適宜氮肥投入量的估算 在確定地力、肥料種類(lèi)的條件下，以高/穩(wěn)產(chǎn)及減排2個(gè)目的為落腳點(diǎn)，分別計(jì)算其適宜氮肥投入量范圍。結(jié)果如表5所示，高地力條件下，考慮到肥料種類(lèi)中速效成分的損失差異，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥的氮投入量可以較低于純化肥形式;中地力條件下，純化肥及有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥的推薦施肥范圍與高地力條件下相同，而純有機(jī)肥模式下，由于肥料當(dāng)季有效性較低，推薦適當(dāng)提高氮肥投入量;低地力條件下，則主要以培肥土壤為主要目的。

3 討論與結(jié)論

吳中區(qū)稻田土壤普遍存在土壤有機(jī)質(zhì)和總氮含量較低的現(xiàn)象，部分土壤已呈現(xiàn)酸化趨勢(shì)。稻田作為淹水厭氧體系，理論上氮肥投入對(duì)土壤酸化的推動(dòng)作用不如旱地顯著[9-10]。然而，不少耕作時(shí)間較長(zhǎng)的老田不僅土壤有機(jī)質(zhì)和總氮含量較低，土壤也同時(shí)呈現(xiàn)弱酸化現(xiàn)象，這說(shuō)明此前的耕作帶來(lái)了土壤養(yǎng)分的虧空，很可能伴隨著養(yǎng)分的不適宜投放[11]。研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)生產(chǎn)者在每次打藥除草時(shí)，會(huì)再次添加尿素用于養(yǎng)分補(bǔ)給。然而，補(bǔ)給養(yǎng)分后的水分管理卻較為粗放。這一過(guò)程不僅帶來(lái)了大量氮肥發(fā)生流失，更使得土壤中鹽基離子易隨水流失[10]，土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞[12]。前期也有研究報(bào)道長(zhǎng)期施化肥易導(dǎo)致土壤地力呈下降趨勢(shì)[13]。近年吳中區(qū)通過(guò)填塘等行為恢復(fù)出一部分稻田，然而這些稻田耕作層土壤多來(lái)自于荒地的外運(yùn)土，土壤有機(jī)質(zhì)和總氮含量自然不高。因此，邊生產(chǎn)邊進(jìn)行土壤培肥，顯得十分重要。

近年來(lái)政府大力推廣的秸稈還田及有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施[14-15]能夠較好地滿(mǎn)足生產(chǎn)培肥兩手抓的目的。研究數(shù)據(jù)顯示，作物地上對(duì)當(dāng)季化肥氮的吸收利用比例在42%～54%之間，而秸稈的持氮量占到近一半，若有效實(shí)施全量秸稈還田，可進(jìn)一步歸還當(dāng)季18%～27%的氮肥回到土壤。雖然還田秸稈中的養(yǎng)分并非作物直接吸收利用的速效形態(tài)，但卻為農(nóng)業(yè)耕作的持續(xù)發(fā)展提供了“藏糧于地”的物料基礎(chǔ)[16]。

研究發(fā)現(xiàn)土壤地力較當(dāng)季氮肥投入對(duì)產(chǎn)量的影響更為顯著，與前人研究結(jié)果一致。李銳發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)地力對(duì)水稻的有效穗數(shù)量影響最大，而基礎(chǔ)地力較高的田塊往往分蘗數(shù)較多[17]。雖然合理有效的栽培措施能夠減少地力差異帶來(lái)的產(chǎn)量差異，但高地力耕地始終具有較高的產(chǎn)量潛力。基礎(chǔ)地力可以通過(guò)影響水稻氮肥利用效率影響著水稻產(chǎn)量。研究Ⅰ級(jí)地力等級(jí)土壤的氮肥利用效率并不高，而土壤處于Ⅱ和Ⅲ地力等級(jí)稻田的氮肥利用效率均超過(guò)了50%。此前研究認(rèn)為，高地力條件下如氮肥投入量過(guò)高，植株易發(fā)生奢侈吸收[17-18]，本研究采樣中確實(shí)也存在高地力區(qū)的水稻倒伏現(xiàn)象。中高地力及中地力條件下較高的氮肥利用效率則說(shuō)明，適宜氮肥投入量能夠有效提高肥料利用效率，而土壤地力條件是尋找適宜氮肥投入量的前提條件。

本研究以當(dāng)年土壤和植株數(shù)據(jù)作為測(cè)算依據(jù)，僅選取原有田間試驗(yàn)中的空白處理，利用當(dāng)年數(shù)據(jù)對(duì)各斑塊土壤地力水平進(jìn)行初步劃分，并將肥料種類(lèi)作為決定推薦產(chǎn)量的亞級(jí)條件，兼顧吳中區(qū)的“兩減”任務(wù)，根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)的不同（產(chǎn)量目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)）設(shè)置推薦產(chǎn)量區(qū)間范圍，使得估算過(guò)程對(duì)試驗(yàn)處理依賴(lài)較小（僅需空白處理相關(guān)數(shù)據(jù)），而估算結(jié)果更具可靠性，使用更為簡(jiǎn)易。當(dāng)然，對(duì)氮肥投入量的估算并不是一勞永逸的事，是一個(gè)需要不斷監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)調(diào)整的過(guò)程，單次估算，僅能作為3年內(nèi)的參考，仍需長(zhǎng)期不斷的定向監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握各斑塊土壤地力的演變趨勢(shì)，從而對(duì)適宜氮肥投入量進(jìn)行調(diào)整，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

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