论文摘要
我国的基本国情决定中国农业必须走高产高效之路。氮素是作物生产最重要的限制因素。氮肥的大量施用对我国乃至世界粮食生产贡献巨大。然而,过量施用氮肥已经造成了严重的环境问题,并且对人类健康构成了极大的威胁。稻麦复种系统在我国粮食生产中占有重要地位。特别是太湖流域,自古以来便是我国重要的粮食主产区。同时,该区域也是我国农业氮肥用量最高的地区之一。长期过量施氮已经对该流域水环境和人民生活造成了严重的危害。因此,研究稻麦复种系统农业生产力和氮素利用效率具有重要意义。本研究以丹阳市为代表,分析了该市粮食生产、化肥施用以及土壤肥力的动态变化。通过田间试验,研究了不同土壤肥力水平下精确施肥对水稻产量和氮素利用效率的影响和不同土壤类型及肥力水平下精确施肥对小麦产量和氮素利用效率的影响。以期为实现稻麦复种系统生产力和氮素利用效率的协同提高提供科技依据。本研究所得主要结论为：（1）丹阳市粮食总产量自1997年以来,一直处于下降趋势。2005年,全市粮食总产量为39.2万吨,比1997年降低了28.8%。2005年,全市小麦总产量为10.2万吨,比1997年下降了30.8%。2005年,小麦播面单产达到4020.0 kg ha-1,比1997年下降了12.4%。2005年全市水稻,总产量下滑到整个考察期的最低点,达到27.6万吨,比最高点1998年时降低了30.5%。2005年水稻播面单产为7590.0 kg ha-1,仅是最高值1998年时的78.9%。氮肥、磷肥和钾肥用量均大幅上升,到2005年,分别是其1980年水平的1.2、2.7和7.6倍。与1982年相比,20多年后丹阳市农田土壤总氮、有机碳和速效磷的平均含量均有所增加。其中,速效磷的增幅最大,2005年比其1982年时的平均水平上升了63.3%。总氮增加了16.6%,有机碳的增幅较小,达到9.3%。土壤pH无明显变化。而土壤速效钾含量下降幅度较大,2005年与1982年相比,下降了25.4%。（2）与无N区相比,精确施肥和常规施肥处理均显著提高了水稻的产量。精确施肥处理水稻产量也显著高于常规施肥。与常规施肥相比,精确施肥在中、低肥力土壤上的增产幅度较大,分别达到9.9%和9.3%。而高肥力土壤的增产幅度较小,仅为3.2%。总体上,本研究水稻对所施氮肥的吸收效率平均为25.3%。精确施肥处理水稻对氮肥的吸收效率显著高于常规施肥。并且,不同肥力土壤增幅不同。低肥力土壤吸收效率提高幅度最大,达到27.9%。中、高肥力土壤增幅较小,分别为14.1%和16.5%。精确施肥处理氮肥农学利用效率达到8.4kgkg-1,比常规施肥高56.7%。而且,不同肥力土壤增幅不同,中肥力土壤增幅最大,达到71.9%,高肥力土壤最小。无氮处理拥有最高的氮素生理效率。研究表明,低肥力土壤上精确施肥的增产效果较高肥力土壤高。且氮肥吸收效率和农学效率的增加幅度在高肥力土壤上均小于低肥力土壤。这表明,加强对低肥力农田的管理和利用可能是实现稻田生态系统增产增效的有效途经。（3）与无N区相比,精确施肥和常规施肥处理均显著增加了小麦的产量,增幅分别达到103.0%和88.9%。而二者之间差异不显著。精确施肥和常规施肥小麦产量比无N区增加的幅度在中、低肥力土壤上均高于高肥力土壤。本研究小麦对所施氮肥当季的吸收效率平均达到25.6%。精确施肥处理氮肥吸收效率平均为28.4%,显著高于常规施肥。精确施肥的农学效率平均为13.1kgkg-1,比常规施肥增加了35.4%。不同土壤类型和肥力水平对氮肥吸收效率和农学效率均无显著影响。无N区小麦氮素生理效率显著高于精确施肥和常规施肥处理。同时,氮素生理效率还受土壤类型的影响。粉砂土氮素生理效率平均达到51.1 kgkg-1,显著高于黄泥土。