種植方式變化下雙季稻田水氮流失與調(diào)控研究概述

劉現(xiàn)波 才碩 時(shí)紅 萬紹媛

摘要：隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國雙季稻種植方式已由傳統(tǒng)精耕細(xì)作的手工栽插逐步向直播、拋秧、機(jī)械插秧等輕簡化栽培方式轉(zhuǎn)變，雙季稻田的水氮需求和利用也因不同種植方式的技術(shù)特點(diǎn)而發(fā)生明顯變化。為探究基于種植方式變化下雙季稻田水氮利用與流失的變異特征，本文系統(tǒng)梳理了雙季稻種植方式的演變和現(xiàn)狀，比較了雙季稻田水氮吸收利用效率、氮素徑流和淋溶損失、氧化亞氮排放和氨揮發(fā)損失特征，總結(jié)了種植方式變化下節(jié)水灌溉、氮肥減施及有機(jī)物還田等措施對雙季稻田水氮減排的影響?；谏鲜鲅芯窟M(jìn)展，現(xiàn)就多元種植方式下雙季稻田氮素平衡與流失規(guī)律及調(diào)控措施進(jìn)行展望：綜合考慮雙季稻田系統(tǒng)中的氮素輸入、輸出及盈余，開展基于種植方式變化下氮素平衡特征研究；并根據(jù)雙季稻不同生育時(shí)期氮素平衡與流失規(guī)律進(jìn)行水氮調(diào)控，制定高效的節(jié)水減氮水肥管理措施，為雙季稻持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：雙季稻田；種植方式；水氮流失；調(diào)控

中圖分類號：S511.06? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）13-0017-07

水稻作為我國三大糧食作物之一，供養(yǎng)著70%以上的人口，在保障國家糧食安全方面發(fā)揮著重要作用。目前，我國水稻按照生長季節(jié)劃分，主要有雙季稻和單季稻2種，其中雙季稻占比超過水稻總面積的40%，江西省雙季稻面積達(dá)247.92萬hm2，占水稻種植面積的72.5%［1］。雙季稻的高產(chǎn)出來自于水肥的高投入，與單季稻相比，雙季稻的水肥需求量更大，水氮流失更為嚴(yán)重，稻田產(chǎn)生的甲烷、二氧化碳和氧化亞氮更多，對環(huán)境產(chǎn)生的危害也更為顯著［2］。水和氮素是影響雙季稻種植的重要因素，也是協(xié)調(diào)水稻生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因子，提高雙季稻田水氮的科學(xué)管理對雙季稻生產(chǎn)至關(guān)重要［3］。

隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的提高、農(nóng)村青壯勞動(dòng)力的輸出以及種植面積的不斷擴(kuò)大，我國雙季稻的種植方式已由傳統(tǒng)的手工栽插逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹辈?、拋秧和機(jī)械插秧等多種方式并存［4-5］。水稻種植方式的轉(zhuǎn)變，致使雙季稻田氮素吸收利用和損失也發(fā)生了變化，現(xiàn)有的水肥調(diào)控理論與技術(shù)能否滿足雙季稻生產(chǎn)的需求？雙季稻田水氮流失又呈現(xiàn)什么特征？與傳統(tǒng)的手工栽插有何異同？這些都需要進(jìn)行系統(tǒng)深入的探究。目前，針對不同種植方式下稻田水分管理和氮素吸收利用的研究大多基于傳統(tǒng)手工栽插方式開展的，其他種植方式下雙季稻田水氮流失與調(diào)控系統(tǒng)性的研究。鑒于此，本文分析了不同種植方式的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了其演變特征、水氮利用效率、氮素?fù)p失和調(diào)控途徑，提出了進(jìn)一步研究的方向，以期為雙季稻的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 雙季稻種植方式變化特征

1.1 水稻種植方式的演變

水稻種植方式的發(fā)展與國家的技術(shù)發(fā)展、水稻規(guī)模大小、勞動(dòng)力數(shù)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況等因素相關(guān)。其中，起決定性作用的是經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國際上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)水稻生產(chǎn)國正在經(jīng)歷從手工栽插向機(jī)械栽種的轉(zhuǎn)變［6］。在全球水稻生產(chǎn)中，機(jī)械種植主要有3種方式，一是以韓國和日本為代表的機(jī)械插秧，占比90%以上。二是以日本為代表的機(jī)械拋秧，自20世紀(jì)60年代日本學(xué)者就開始研究水稻拋秧技術(shù)，70年代開始研究水稻紙筒育苗拋秧栽培技術(shù)，后期又研制出塑料缽盤，1975年研制出塑料育苗軟盤，并將這種技術(shù)傳入我國、印度等地，后因勞動(dòng)力缺乏、注重綜合效益，逐漸停止了對拋秧的研究，轉(zhuǎn)而選擇了插秧技術(shù)研究［7］。三是以美國、澳大利亞、意大利等國家為代表的機(jī)械直播，美國水稻80%采用機(jī)械旱直播，20%采用飛機(jī)撒播，澳大利亞水稻種植80%采用飛機(jī)撒播，意大利在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化直播。此外，印度、泰國等亞洲國家也種有較大面積的直播稻，印度直播稻面積約占水稻總面積30%，泰國約占34%，且有持續(xù)增長趨勢［5-6，8］。

我國水稻種植歷史悠久，長達(dá)7 000年，是世界栽培稻的起源地之一，因而種植方式也隨著時(shí)代的更迭而發(fā)生轉(zhuǎn)變，直播方式是我國祖先留下來的最原始、最古老的種植方式，一直保留沿用至今，但由于直播存在苗難全、易倒伏、雜草多等缺點(diǎn)，所以隨著時(shí)代的發(fā)展逐漸采用手工栽插技術(shù)；我國于20世紀(jì)70年代后期開始進(jìn)行水稻拋秧研究，20世紀(jì)80年代吸收日本的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造出適合我國水稻生產(chǎn)的拋秧技術(shù)，并結(jié)合我國實(shí)際情況，發(fā)展了旱拋秧工藝［9］。20世紀(jì)90年代以后我國大力發(fā)展機(jī)械移栽技術(shù)，尤其2000年以來，政府更加注重引進(jìn)機(jī)械移栽技術(shù)，并且提供補(bǔ)貼，因此現(xiàn)在我國目前主要的種植方式有手工栽插、直播、拋秧和機(jī)械插秧［4，6，10-11］。我國手工插秧的比例由2000年的80%左右降到2007年的50%左右，2020年，我國水稻的機(jī)播率已經(jīng)達(dá)到56.3%，且農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出到2025年，我國水稻種植機(jī)械化率達(dá)到65%左右［12］。由此可見，我國采用手工栽插的比例正在穩(wěn)步下降，現(xiàn)在我國正處于由傳統(tǒng)的手工栽插到機(jī)械化插秧和直播的過渡時(shí)期，形成了手工栽插、拋秧、直播、機(jī)械插秧4種種植方式并存的局面。

1.2 雙季稻種植方式現(xiàn)狀

我國稻區(qū)可分為6個(gè)稻作區(qū)和16個(gè)亞區(qū)［13］。其中包含雙季稻的稻區(qū)有3個(gè)，第一是華南雙季稻稻作區(qū)，包括閩、粵、桂、滇的南部以及我國臺灣省、海南省和南海諸島全部；第二是華中雙季稻稻作區(qū)，包括蘇、滬、浙、皖、贛、湘、鄂、川8?。ㄊ校┑娜炕虼蟛亢完儭⒃?個(gè)省南部。第三是西南高原單雙季稻稻作區(qū)，主要包括云貴和青藏高原。其中華中雙季稻稻作區(qū)是最大的稻作區(qū)，水稻面積占比約為67%，也是我國雙季稻的主要分布區(qū)域，其中浙江、安徽、福建、江西、湖南等南方10個(gè)省份，自1949年至2011年，雙季稻面積占比均在85%以上，且大部分年份在95%以上［14］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，江西省2021年水稻種植面積為341.92萬hm2，產(chǎn)量為 2 073.94萬t，分別占全國水稻播種面積、總產(chǎn)量的11.4%、9.7%［15］。江西雙季稻在全國水稻生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用，早、晚稻因氣候特征和品種生育期的影響，種植方式也存在較大差異。

由圖1可知，江西省早、晚稻不同種植方式占比略有差異，早、晚稻手工栽插面積均呈遞減趨勢，早稻由1990年的90%多下降到2019年的不足15%，晚稻從1990年的接近100%下降到2019年的20%左右。早、晚稻機(jī)械插秧和拋秧面積占比總體上隨著年份的增加而穩(wěn)步增長。早稻直播面積占比呈逐年上升的趨勢，晚稻則先增長后下降再增長［16］。種植方式的多元化發(fā)展勢必會(huì)帶來雙季稻產(chǎn)量和稻田水氮利用率與排放流失等方面的變化。

2 不同種植方式下雙季稻水氮利用效率研究

2.1 雙季稻水分利用效率

種植方式的差異導(dǎo)致雙季稻的需水量和水分管理有所不同，直播稻相對于拋秧、機(jī)械插秧、手工栽插而言，可以節(jié)省大量水分，一是直播稻前期灌溉較少，田間也毋需水層，且直播稻無返青期，這相對于其他種植方式的雙季稻減少了本田期的淹水時(shí)間，也減少雙季稻田的滲漏、蒸發(fā)等途徑的損失，而其他種植方式的雙季稻本田期將從移栽到收割前保持淹水；二是除直播之外其他種植方式下的雙季稻田在移栽前均需要對本田用水進(jìn)行泡田，而直播稻在整田時(shí)需要的水分大大減少［17］。由此，直播稻的水分利用效率大于其他種植方式條件的移栽稻。Tao等指出干直播水稻的灌水量低于濕直播和傳統(tǒng)移栽稻，同時(shí)，旱直播水稻得到了與傳統(tǒng)移栽相近的糧食產(chǎn)量，用水量相近的濕直播產(chǎn)量則明顯高于傳統(tǒng)移栽，這表明2種直播水稻的水分利用率均高于移栽水稻［18］，這和彭少兵的研究結(jié)果［19］類似，該研究結(jié)果表明雙季稻直播因?yàn)闆]有育秧期，可以減少勞動(dòng)力和水的投入。綜上，前人對于水分管理的研究主要集中在直播稻和移栽稻，缺乏關(guān)于移栽稻中的機(jī)械插秧、手工栽插、拋秧等水分利用效率之間的研究，因而筆者認(rèn)為在此基礎(chǔ)上應(yīng)進(jìn)一步重點(diǎn)關(guān)注各移栽稻之間的水分利用效率比較，探究適合移栽稻的水分管理，為移栽稻的水分管理提供技術(shù)支持。

2.2 雙季稻氮素利用效率

氮素是雙季稻最重要的元素之一，在一定程度上，它決定著雙季稻的產(chǎn)量，但過量的氮肥會(huì)造成資源浪費(fèi)還會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生更大的危害，因此要合理施用氮肥，在保證雙季稻產(chǎn)量的同時(shí)提高氮素利用率。于飛等綜合2004—2014年的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)水稻氮肥利用率由施肥量<60 kg/hm2的52.5%降到施肥量>240 kg/hm2的36.1%［20］，由此可以看出，在一定施肥量下，水稻氮肥的利用率會(huì)隨著氮肥施用量的增加而降低，且我國的氮肥利用率平均較低，幅度波動(dòng)較大。

不同種植方式下氮素利用效率也存在差異。樊鵬飛等指出傳統(tǒng)手工栽插下，氮肥利用效率為25.6%～28.7%［21］；羅亢等指出直播雙季稻的氮素利用率為32.16%～38.72%［22］；對于機(jī)插雙季稻，王秀斌等和陳佳娜等指出氮素利用率分別為22.16%～44.68%、50.64%～63.02%，他們得出的機(jī)插稻氮素利用率雖有所差異，但和直播稻一樣高于傳統(tǒng)手工栽插［23-24］。王春雨等指出在不同種植方式下，機(jī)械插秧、直播、手工栽插的氮素利用率均為手工栽插>機(jī)械插秧>直播［25-27］。Xu等指出在早稻和晚稻中直播稻的氮素生理利用效率普遍低于手工栽插稻［28］，但陳志峰指出雙季稻直播的氮素利用率顯著高于移栽稻［29］。綜上，前人的研究結(jié)論大多集中在直播稻和機(jī)械插秧、手工栽插之中，且在氮素利用率上則有著不同的觀點(diǎn)，缺乏對拋秧的研究，拋秧作為我國主要的種植方式之一，其氮素利用率和其他種植方式差異如何，筆者認(rèn)為可以在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行深一步的研究，探究4種種植方式下雙季稻氮素利用率的差異。

3 不同種植方式下雙季稻田氮素?fù)p失研究

3.1 不同種植方式下雙季稻田氮素徑流和淋溶損失研究

徑流流失是農(nóng)田養(yǎng)分流失的主要途徑，并且我國南方雙季稻區(qū)的降水頻次和強(qiáng)度高，稻田徑流量大，易造成氮磷養(yǎng)分徑流流失［30］。不同種植方式具有不同的播種方式、水分管理，會(huì)造成徑流和淋溶損失的差異，因而需要關(guān)注不同種植方式下雙季稻氮素徑流和淋溶的損失。楊振宇等指出徑流損失中總氮、硝氮、氨氮濃度機(jī)械插秧均小于直播［31］，喬月等指出徑流損失量直播稻>機(jī)插稻［32］，Zhang等研究認(rèn)為與傳統(tǒng)移栽稻相比，直播稻生育前期氮素徑流損失顯著增加，氮素吸收降低，氮肥利用率下降［33］。前人研究中可以看出，直播稻相對傳統(tǒng)移栽稻徑流和淋溶損失較大，且其中氮素濃度較高，這是因?yàn)橹辈デ捌诘乃止芾砗鸵圃缘静町愝^大。前人研究大多數(shù)集中在直播稻和移栽稻之間，具體對于機(jī)插稻、手工栽插、拋秧等之間的研究較少，這3種種植方式間的徑流和淋溶量多少及氮素濃度大小缺乏系統(tǒng)性的研究，因此關(guān)于不同種植方式之間徑流和淋溶損失的比較還需進(jìn)一步研究。

3.2 不同種植方式下雙季稻田氧化亞氮的排放

氧化亞氮是三大溫室氣體之一，對全球變暖有重要的貢獻(xiàn)作用，主要來源于人類活動(dòng)，且施用無機(jī)氮肥產(chǎn)生的氧化亞氮占人類活動(dòng)的44%，土壤中氧化亞氮主要由硝化作用和反硝化作用產(chǎn)生，稻田中厭氧環(huán)境會(huì)促進(jìn)反硝化作用增加氧化亞氮的排放，而這正是大氣中氧化亞氮的主要排放源［34-35］。所以研究不同種植方式下雙季稻田氧化亞氮排放可以為減少溫室氣體排放提供理論支撐，減緩全球變暖的腳步。

不同水氮管理可以影響氧化亞氮的產(chǎn)生，因此不同種植方式產(chǎn)生的氧化亞氮存在差異。熊超等指出在整個(gè)生育期氧化亞氮通量高產(chǎn)拋秧>高產(chǎn)移栽［36］，但譚雪明等指出高產(chǎn)移栽>高產(chǎn)拋秧［37］，與熊超等的研究結(jié)果相反。林芳等指出不同種植方式氧化亞氮排放通量大小為直播>拋秧>機(jī)械插秧>手工栽插［38］，張?jiān)婪嫉戎赋鰴C(jī)械直播的氧化亞氮累積排放量顯著大于機(jī)械插秧和手工栽插，機(jī)械插秧較手工栽插略有增加［39］。由前人研究可知，總體上，直播稻的氧化亞氮排放量大于移栽稻，拋秧、機(jī)械插秧和手工栽插之間的氧化亞氮排放量存在不同結(jié)論，因此可以在前人的研究基礎(chǔ)上，著重研究各移栽稻之間的氧化亞氮排放量差異。

3.3 不同種植方式下雙季稻田氨揮發(fā)

氨揮發(fā)是農(nóng)業(yè)土壤氮素?fù)p失的主要途徑之一，尤其是化學(xué)氮肥的施用，使得雙季稻田的氨揮發(fā)損失嚴(yán)重，氨揮發(fā)的氮量占化肥氮量的1%～47%［40-42］。但在不同種植方式下的研究較少，在雙季稻田中，不同種植方式下的氨揮發(fā)存在差異，楊振宇等指出在減氮10%條件下直播稻的氨揮發(fā)大于機(jī)插稻［31］，喬月等指出氨揮發(fā)損失量直播稻大于機(jī)插稻［32］。前人的研究均指出直播稻的氨揮發(fā)大于機(jī)插稻，對于手工栽插和拋秧的氨揮發(fā)則缺乏研究，且4種種植方式之間的差異也未可知，針對此現(xiàn)狀，可以著重研究手工栽插、拋秧及4種種植方式間的氨揮發(fā)差異，探明不同種植方式的氨揮發(fā)差異規(guī)律。

4 種植方式變化下雙季稻田水氮減排調(diào)控研究

4.1 節(jié)水灌溉

我國是世界13個(gè)水資源貧乏國家之一，且農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，水分利用率低［43］。為緩解水資源匱乏對水稻生產(chǎn)的壓力，國內(nèi)外學(xué)者研究了水稻生育期的需水供水規(guī)律，探究在不同灌溉方式下不同種植方式雙季稻水氮積累及減排效果。周文濤等指出在節(jié)水條件下，生育期晚稻的氮素積累量機(jī)械插秧>手工栽插，拋秧>手工栽插［44］。成臣等指出傳統(tǒng)移栽稻的氧化亞氮周年累積排放量間歇灌溉比淹水灌溉增加10.2%～60.9%，且氧化亞氮排放主要集中在水分的干濕交替階段［45］。王利民等指出在節(jié)水灌溉下，總氮、氨氮、硝氮分別減少31.5%、29.9%、31.2%，氮肥的流失率降低了31.7%，在水分的干濕交替階段有利于土壤微生物固氮從而減少氮素徑流流失［46］。黃東風(fēng)等指出，在3年徑流試驗(yàn)中雙季稻田節(jié)水灌溉相比淹水灌溉總氮、硝氮、氨氮的年流失量分別減少了16.4%，18.6%，29.8%［47］。上述學(xué)者的研究表明，在對水量進(jìn)行調(diào)控的情況下均不同程度減少了氮素徑流排放，提高了氮肥利用率，但會(huì)增加氧化亞氮排放量。前人在節(jié)水灌溉條件下也研究了拋秧、機(jī)械插秧和手工栽插之間的氮肥利用率，但其中缺乏對直播的研究，更缺乏綜合評價(jià)直播、拋秧、機(jī)械插秧和手工栽插在雙季稻種植上的差異。且大部分研究針對氮素徑流損失，筆者認(rèn)為可以在此基礎(chǔ)上運(yùn)用15N示蹤技術(shù)開展雙季稻田在不同種植方式的氮素流失途徑研究，探究不同灌溉條件下不同種植方式氮素的遷移規(guī)律，通過測定植株、土壤及水體中的 15N豐度來選擇合理的灌溉和種植方式進(jìn)行雙季稻培育。

4.2 氮肥減施

增施化肥是提高水稻產(chǎn)量最直接的方式，但過多的增施氮肥則會(huì)造成更多氮肥浪費(fèi)。王秀斌等指出早、晚稻均在60 kg/hm2為基礎(chǔ)上隨氮肥用量增加，氮肥的利用率呈逐漸降低趨勢［48］，且呂偉生等指出，在早、晚稻施氮量分別超過180、195 kg/hm2 時(shí)植株吸氮量增加不顯著［49］，由此可知，過量施用氮肥會(huì)造成氮肥的浪費(fèi)，且經(jīng)濟(jì)效益不明顯。羅亢等指出在同一直播密度下，機(jī)直播雙季稻氮素吸收利用率和氮素農(nóng)學(xué)利用率隨施氮量的增加而下降，并且氮肥利用率均隨施氮量的增加而不斷降低［22］。由此可知，當(dāng)肥料用量超過農(nóng)民慣用施肥量（180 kg/hm2），帶來的植株吸氮量、經(jīng)濟(jì)效益并不明顯，且造成更多的肥料浪費(fèi)。

在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，為了平衡產(chǎn)量和氮素利用率，大量研究人員研究在氮肥減施條件下水稻的產(chǎn)量、氮素吸收、氮素?fù)p失等特征。陳志峰指出在直播雙季稻中，周年施氮量為我國平均施氮量的70%時(shí)，周年產(chǎn)量約為我國平均產(chǎn)量的2.36倍，而且在優(yōu)化氮肥管理下還可以提高氮素利用率［29］。王利民等也指出在習(xí)慣施肥減氮10%下，移栽早稻和晚稻的植株吸氮量分別增加3.8%和6.9%，氮肥利用率分別增加11.9%和18.3%［46］。楊振宇等指出在減氮10%的條件下，直播稻的氨揮發(fā)積累量顯著小于正常施肥，稻田田面水氮素濃度下降了18.74%～27.04%，由此可見，直播稻和移栽稻均在減氮條件下氮素利用率增加，損失率下降［31］。經(jīng)過總結(jié)分析前人的研究，在農(nóng)民慣用氮肥（180 kg/hm2）的條件下減施來進(jìn)行優(yōu)化，不同種植方式下的雙季稻可以降低氮素?fù)p失率。但前人的研究大多集中在直播稻、機(jī)插稻、手工栽插，對于拋秧研究較少，而且不同種植方式間氮素利用率孰高孰低也缺乏整體的研究，因此可以在前人的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，在現(xiàn)有施肥條件下進(jìn)行優(yōu)化探究不同種植方式下雙季稻的氮素利用率。

4.3 有機(jī)物還田

為了減少溫室氣體排放，減輕對環(huán)境的危害，部分地區(qū)開始采用秸稈、紫云英、動(dòng)物糞便等有機(jī)物還田［50-53］。Wang等指出有機(jī)肥顯著降低了水稻中水溶性無機(jī)氮的淋溶損失，同時(shí)改善了影響氮淋失的土壤表面物理和電化學(xué)性質(zhì)［54］，姜利紅等指出相比單施化肥，在有機(jī)物料替代20%氮肥下能夠降低徑流水中全氮、氨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量，表明有機(jī)代替部分無機(jī)肥條件下能夠減少氮素徑流和淋溶損失［55］。李桂花等指出早、晚稻在有機(jī)無機(jī)配施條件下氮肥農(nóng)學(xué)利用率和表觀利用率略有增加［56］，廖萍等指出秸稈還田顯著提高雙季稻產(chǎn)量和氮素吸收［57］，譚力彰等指出在有機(jī)肥、無機(jī)肥配施下早、晚稻氮肥吸收利用率分別比單施無機(jī)肥高1.63%～9.46%、3.57%～9.46%［58］，李超等指出在同一施氮水平下，有機(jī)肥部分替代化學(xué)氮肥基施能在一定程度上提高雙季稻后期氮素積累量，提高結(jié)實(shí)率［59］。上述4名學(xué)者的研究均表明在有機(jī)肥替代部分無機(jī)肥條件下可以提高氮素吸收和利用率，減少氮肥損失。但裴鵬剛等指出在水稻生育前期秸稈還田處理下的吸氮量低于秸稈不還田處理，生育后期的水稻氮素積累總量在秸稈還田與不還田無顯著差異［60］，這與前人研究略有沖突。

有機(jī)無機(jī)肥混施下早、晚稻的氮素利用率也存在差異。聶鑫等也指出在常規(guī)施肥條件下減氮20%并加紫云英翻壓，早稻和晚稻均顯著提高了水稻氮素積累量，早稻的氮素農(nóng)學(xué)利用率減小，晚稻則顯著提高了氮素農(nóng)學(xué)利用率［61］。陳靜蕊等也指出早稻和晚稻的氮素利用率不同，但和聶鑫的結(jié)果相反，早稻季氮素利用率增加，晚稻季無顯著差異［62］。由此可見，綠肥還田可以有效提高氮素利用率，但是早稻和晚稻卻存在差異，需要更進(jìn)一步的研究。在不同種植方式下，氮素利用率和氮素?fù)p失也存在差異，張?jiān)婪嫉戎赋鲈邴溄者€田下機(jī)械直播、機(jī)械插秧、手工栽插均比不還田減少氧化亞氮排放，且機(jī)械直播排放量顯著大于機(jī)械栽插和手工栽插［39］。綜上，在秸稈、紫云英或動(dòng)物糞便等有機(jī)肥還田條件下，雙季稻的氮素?fù)p失有所減少，但也有少部分研究表明無顯著差異，且早、晚稻規(guī)律存在差異。不同種植方式下雙季稻的氮素積累量有所增加，氮素利用效率均有不同程度的提升，能減少氮的淋溶損失、氧化亞氮等溫室氣體的排放，在產(chǎn)量不變甚至增加的情況下有機(jī)肥代替部分無機(jī)肥可以減少氮素?fù)p失，減少對環(huán)境的污染，但關(guān)于拋秧前人的研究較少，缺乏詳細(xì)的研究，下一步可以針對不同種植方式在有機(jī)肥還田的條件下研究氮素遷移規(guī)律。

5 存在問題與展望

本研究通過對手工栽插、機(jī)械插秧、直播、拋秧4種種植方式的發(fā)展、現(xiàn)狀、水氮利用、損失與調(diào)控的總結(jié)分析，探討了不同種植方式下雙季稻的氮素吸收、氮素?fù)p失在氮肥減施、有機(jī)無機(jī)肥料混施、節(jié)水灌溉條件下存在的差異。綜合前人的研究成果可知，以往針對不同種植方式下氮素利用和流失的研究大多集中某一種或2～3種種植方式上，但系統(tǒng)比較4種方式的研究相對較少。此外，針對不同種植方式下雙季稻田氮素調(diào)控的研究鮮有報(bào)道。因此，針對未來研究方向提出以下2個(gè)想法：

（1）不同種植方式的氮素平衡特征。已有研究大多針對不同種植方式間的氮素利用率或某一氮素?fù)p失途徑，忽略了稻田系統(tǒng)中的氮素平衡研究，即在稻田系統(tǒng)中的氮素輸入、輸出和盈余。目前，研究氮素平衡最常見的方法是 15N同位素標(biāo)記法，將 15N肥料施入土壤，通過追蹤 15N標(biāo)記的肥料去向，探明氮素在稻田系統(tǒng)的去向，采用這種方式可以說明 15N標(biāo)記肥料與系統(tǒng)各組分的相互作用和影響，明確稻田在不同生育期中氮素分配及土壤殘留。因此，可利用 15N同位素示蹤技術(shù)探究氮素遷移情況，分析不同種植方式下氮素分配規(guī)律，探明雙季稻田氮素去向，掌握雙季稻田不同生育期氮素平衡特征。

（2）不同種植方式的水氮減排調(diào)控研究。近年來，節(jié)水灌溉、氮肥減施、有機(jī)物還田等發(fā)展較快，這些措施均能在一定程度上減少氮肥的損失，減輕對環(huán)境的危害。目前，這些措施的研究在手工栽插上已經(jīng)較為成熟，且早、晚稻均有涉及。我國南方地區(qū)早、晚稻種植方式、環(huán)境條件不一，早稻季雨水多，晚稻季雨水少，由此造成的早、晚稻主要氮素?fù)p失形態(tài)也存在差異。針對上述問題，可以在早、晚稻季選用不同的水氮減排措施，以達(dá)到節(jié)氮減排的效果。通過研究不同水氮減排措施下雙季稻的水氮流失特征，探明不同生育時(shí)期的水氮損失特征，為雙季稻節(jié)氮減排和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。

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