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单词 水稻营养平衡
释义

【水稻营养平衡】
 

拼译:nutritive equilibrium of rice plants
 

它是指从“气候-土壤-作物-措施-系统”角度研究水稻各种营养物质的组成、数量及比例关系对水稻的生长发育和产量形成的影响,通过施肥等人为措施,既实现水稻高产条件下各种养分的供需平衡,又保证稻田土壤养分的收支平衡。它是作物营养平衡的重要组成部分。由于水稻一般在水层条件下栽培,基本以连作为主,稻田土壤一些养分消耗严重,因此,研究水稻营养平衡的机理,是水稻营养生理和平衡施肥(或配方施肥)的理论基础。

从1804年索秀尔(T.De Saussure)的水培研究算起,人类逐步明确了碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、钼等为水稻及其它高等植物的必需营养元素。水稻一生吸收大量的硅。硅的吸收量增多能提高水稻对一些环境障害及病虫害的抗性。

水稻营养平衡研究,随着生物试验法、化学提取法和物理化学法的发展而不断发展。1843年,李比希(J.Liebig)提出了最少营养定律,认为作物生长要求多种养分,当土壤中某种养分缺乏时,作物产量即受其制约,只有提高这种养分数量,产量才能提高。1909年,密采里希(E.A.Mitscherlich)提出了作物施肥量与增产量的肥料效应函数,即在施肥量低时作物增产幅度大,随着施肥量的递增产量增加量递减,这就是后来人们常说的施肥报酬递减律。1948和1958年,勃莱(R.H.Bray)对密氏定律又提出两次改进,使其精度更为提高。1943年,木村等根据溶液培养试验结果,指出了稻谷和稻草的氮肥部分生产效率与氮肥供应时期、氮素浓度的关系。1954~1961年,田中等研究了水稻各生育期植株体内的氮、磷、钾含有率的动态变化。1961年,丁颖等总结了中国水稻栽培中N、P2O5、K2O的吸收比例约为2∶1∶2.5,后来也有一些研究者认为约为2∶1∶3。

水稻营养平衡研究,一类以水稻产量与各种必需营养元素施用数量之间的函数关系为基础,或结合土壤肥力等级,指导施肥,由此产生的施肥技术为肥料效应函数;一类根据土壤养分测定结果,分析土壤中各种养分的有效性及其动态平衡规律对水稻产量的作用,指导施肥,由此形成的施肥技术为测土施肥;另一类在以产定肥基础上,把植株营养分析、土壤测定结合起来,进行营养诊断,或与生理及株型诊断结合,进行生育调节,由此制定的施肥技术为诊断施肥。其中,前两类属于产前的以产定肥,后一类属于产中的调整施肥。

协调水稻养分吸收与土壤养分供应的关系,实现高产,保持土壤养分平衡,是达到水稻营养平衡的主要标志。1979年,吉田根据多年的研究结果,分析了水稻矿质营养元素的作用、有效度、临界含量及各生育时期养分含量的变化规律,代表品种IR8、Peta的各种养分含量及总吸收量:在热带,生产lt稻谷所需的养分,N为19~24kg,P2O5为9~14kg,K2O为42~60kg,并介绍了由于各种养分缺乏或中毒引起的营养失调症状及诊断方法。安徽省农科院土壤肥料研究所则研究了氮、磷、钾化肥对水稻的增产效益及适宜施用比例,N∶P2O5∶K2O,中稻为1∶0.25∶0.5,早稻和晚稻为1∶0.15∶0.70。

水稻产量与营养元素含量之间关系的模拟,70年代以来主要应用联合国粮农组织(FAO)所倡导的二次多项式,各营养元素施用量与产量之间一般存在最低点、最适点、最高点,这类模型近年来较多。1985和1988年,周鸣铮结合国内外的研究资料,论述了作物必需营养元素的种类、数量及适用范围,评价了几种回归模型的历史意义及局限性,并提出土壤中养料的动态平衡和可衡量性。

由于品种、气候、密度、灌溉等因素的影响,单纯的水稻营养研究结果往往波动较大,因此,水稻营养平衡与其它因素关系的研究日益受到重视。1982年庄郁华等的水稻规范化栽培技术研究,1984年戚昌瀚等的水稻高产、优质、低耗栽培技术体系数学模型研究,已把平衡施肥与播种量、插秧基本苗(或穴数)等结合在一起。1987年王伯伦等的水稻模式化栽培研究,还把氮肥分配比例纳入试验,并把产量及经济效益函数图形抽象成四维。

随着系统工程原理在作物研究中的应用,水稻营养平衡研究正向动态平衡方向发展。1975~1977年,萨姆纳(M.E.Sumner)和博菲尔斯(E.R.Beaufils)提出了诊断与推荐施肥综合系统(DRIS),指导作物施肥。1985年,丘星初证明在水稻上应用DRIS系统,增产效果显著。1989年,北京市农林科学院作物所等单位从营养平衡探索水稻高产之路,营养平衡状况通过营养平衡指数来进行诊断。营养平衡指数既考虑各种营养元素之间的比例关系,又考虑各个营养元素的含量,可以克服其他营养平衡研究方法的不足。

1985年,黄继茂提出水稻高产定氮(氮调)技术,采用综合、动态、平衡的观点研究高产水稻需氮指标、土壤供氮模式及供氮容量等,计算出各阶段的氮肥施用量。1988年,上野等提出氮素营养诊断法。1989年,金安世等研究了电子计算机专家咨询系统,内容主要为配方施用氮、磷肥技术,并涉及土壤条件、水稻品种特性、温光状况、秧苗及栽培情况、生长状态和施用其它肥料情况6方面的27项指标。

根据1988年国际平衡施肥学术讨论会文献及水稻高产研究动向,该领域20世纪内的研究热点为:(1)气候-土壤-水稻-措施系统营养平衡机理的研究;(2)水稻营养平衡规律的动态模拟;(3)促进水稻营养平衡的施肥技术及其它栽培技术研究;(4)肥料中的养分平衡及水稻专用复合肥的开发。

【参考文献】:

1 Sumner M E.Commun Soil Sci.,pl Anal.,1977,8:251~268

2 吉田昌一,厉葆初译.稻作科学原理.杭州:浙江科学技术出版社,1984.134~237

3 周鸣铮.土壤肥力学概论.杭州:浙江科学技术出版社,1985.22~54

4 丘星初.土壤学报,1985,22(2):191~197

5 黄继茂.中国农业科学,1985,6:46~52

6 上野正夫.ら农业れょひ园芸,1988,63(11):37~40

7 北京市农林科学院作物所,等.北方农垦稻作学术及生产技术经验交流会文集,1989,39~49

8 安徽省农科院土壤肥料研究所.安徽农业科学,1990,2:175~182

9 金安世.辽宁农业科学,1990,1:4~8

10 王伯伦.水稻优化栽培.北京:农业出版社,1993.5~185

(沈阳农业大学王伯伦副教授撰;金耀青审)

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