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Effects of Chemical Fertilizer Reduction Combined with Slow (Controlled) Release Fertilizers on Rice Production and Soil Nutrients
LIUYonghong, XIEWei, CHENXiang, ZHANGZelin, NIZhongying
Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (14) : 47-51.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effects of Chemical Fertilizer Reduction Combined with Slow (Controlled) Release Fertilizers on Rice Production and Soil Nutrients
The study aimed to explore the application effects of different fertilization modes for reduction and efficiency with fertilizer quota system on single-cropping late rice and its influence on soil fertility in the mid-low hilly areas of western Zhejiang Province. Using the rice variety ‘Yongyou 1540’ as the experimental material, four different fertilization treatments were set up to carry out the experiment for combined applications of slow (controlled) release fertilizers. The results showed that: under the premise that the total nutrient content of chemical fertilizers was reduced by 15.5%, applying slow (controlled) release fertilizers (T1), and under the premise that the total nutrient content of chemical fertilizers was reduced by 23.7%, applying slow (controlled) release fertilizers combined with organic fertilizers (T2), compared with conventional fertilization (CF), the yields of single-cropping late rice increased by 12.1% and 15.8%, respectively, the partial factor productivity from fertilizers increased by 32.8% and 51.9%, respectively, the agronomic use efficiency of fertilizers increased by 60.8% and 92.3%, respectively, and the profits increased by 25.6% and 13.1%, respectively. The contents of available phosphorus, available potassium, organic matter and the pH under the fertilization patterns of T1 and T2 were all significantly higher than those under conventional fertilization (CF). The soil fertility improvement ability and soil acidification improvement ability of T2 were stronger than those of T1. The results of this study could provide technical support for fertilizer reduction and efficiency increase and agricultural green development in the mid-low hilly areas of western Zhejiang Province.
fertilizer reduction / slow (controlled) release fertilizer / organic fertilizer / single-cropping late rice / economic benefit
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张俊伶, 张江周, 申建波, 等. 土壤健康与农业绿色发展:机遇与对策[J]. 土壤学报, 2020, 57(4):783-796.
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黄晶, 刘立生, 马常宝, 等. 近30年中国稻区氮素平衡及氮肥偏生产力的时空变化[J]. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(6):987-998.
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张卫峰, 马林, 黄高强, 等. 中国氮肥发展、贡献和挑战[J]. 中国农业科学, 2013, 46(15):3161-3171.
【目的】氮素是生命活动的必需元素，也是生态系统变化的主要因子。定量氮素的来源和贡献，并确定未来的发展方向是协调中国资源、环境与粮食安全的重要内容。【方法】通过食物链模型分析中国陆地生态系统中氮素来源的构成、特点和变化，以及氮素投入变化对农业生产、人体营养改善的贡献，并通过国内外综合比较提出了未来中国氮素管理的重点方向。【结果】中国已是世界上最大的氮肥生产和消费国，对近二十年全球氮肥产用量增长的贡献达61%和52%。氮肥已占中国陆地生态系统氮素输入量的72%，中国人蛋白质消费量中有56%来自于氮肥，氮肥等新技术的增产作用相当于将人均耕地面积从0.08 hm2提高到了0.52 hm2，扩大了6.5倍，这是中国以全球10%的土地资源、21%的灌溉面积养活20%的人口并不断提高生活水平的关键。但目前中国氮肥生产量超过了消费量、而消费量超过作物最高产量需求量，农业系统中的氮肥盈余量已经达到175 kg•hm-2，成为环境污染因子。【结论】中国需要尽快转变发展方式，从鼓励施肥转向控制施肥，以同时实现增产和环保；从满足化肥供应数量转向提高质量，加强节能和产品优化工作；从单一促进农业管理转向能源、农业和环境管理的同步。
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杨东, 刘晓霞, 陈红金, 虞轶俊, 等. 定额制施肥对土壤及生态环境影响的研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(32):91-98.
定额制施肥是提升土壤质量和保障粮食安全的关键举措。在化肥减量增效和农业绿色发展的政策背景下，系统探究定额制施肥对土壤生态环境的影响及内在调控机制，总结现有耕地质量保护与提升的关键技术，有助于客观评价、全面理解定额制施肥对耕地质量建设的重大意义。因此，本文综述了定额制施肥内涵、政策演变及其技术创新，总结了定额制施肥对土壤质量关键性指标的影响与调控机制，探讨了如何通过定额制施肥措施来提升土壤质量水平，并提出了未来定额制施肥在土壤质量保护方面的研究重点，旨在为更深层次推进耕地质量建设提供参考。
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潘建清, 毛晓梅, 麻万诸. 基于肥料偏生产力的芦笋化肥定额制施肥技术模式探讨[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(5):937-939.
根据田间肥料试验和实地调查,依据肥料偏生产力,测算出长兴县芦笋在当前生产水平下化肥定额制限量标准值为:纯氮量420 kg·hm<sup>-2</sup>,纯化量总量974 kg·hm<sup>-2</sup>;提出商品有机肥替代化肥技术模式、有机肥(蚕沙)替代化肥技术模式、缓释肥替代普通复合肥技术模式和“水肥一体化”技术模式4种施肥技术模式作为长兴县芦笋化肥定额制减量增效技术模式。
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邱子健, 申卫收, 林先贵. 化肥减量增效技术及其农学、生态环境效应[J]. 中国土壤与肥料, 2022(4):237-248.
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何跃华, 薛占奎, 徐晶晶, 等. 不同缓释肥料用量及运筹方式对杂交晚稻农艺性状及产量的影响[J]. 浙江农业科学, 2024, 65(1):37-40.
为筛选出适合晚稻生产的肥料运筹方式,减少肥料成本、增加经济效益,以籼粳杂交晚稻甬优7850为试验材料,研究不同缓释肥料用量及运筹方式对产量、农艺性状及氮素效率的影响。结果表明,等养分处理下,有机无机缓释肥有利于提高有效穗、每穗粒数,667 m<sup>2</sup>基肥使用30 kg加适量分蘖肥较常规施肥增产4.80%,氮肥农学效率最高;等成本情况下,缓释肥处理氮素减少,产量仍较常规施肥增加1.53%,且氮肥农学效率明显高于常规施肥。双季晚稻有机无机缓释肥以667 m<sup>2</sup>基肥用量30 kg、总氮量在10.7~12.0 kg为宜。
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程爽, 车阳, 田晋钰, 等. 水稻缓控释氮肥应用研究现状与展望[J]. 扬州大学学报(农业与生命科学版), 2020, 41(2):1-8.
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秦方锦, 葛超楠, 郑振浩, 等. 宁波市化肥减量增效技术集成模式及示范应用效果[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(4):981-984.
近年来,宁波市深入推进化肥减量增效行动,化肥用量实现连续5 a负增长,肥料结构不断优化,化肥利用效率增加,农业节本增效效果明显。本文结合测土配方施肥项目成果,根据化肥定额施用标准,集成了测土配方施肥、有机肥替代化肥、缓控释肥应用、水稻侧深施肥和水肥一体化等化肥减量增效技术模式,并加以示范推广。示范应用结果表明,在保证稳产的前提下,主要粮经作物可实现减肥10%以上,节本增效明显,以期为区域农业绿色高质量发展提供技术支持。
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沈兴连, 莫红华, 楼玲. 不同缓控释肥对新垦水田水稻生长和产量的影响[J]. 中国稻米, 2022, 28(6):122-124.
在化肥总养分减量18%的前提下，比较2种不同缓释肥在新垦水田水稻上的应用效果。结果表明，在新垦水田上施用缓控释肥对水稻产量影响不大，但可大幅提升化肥偏生产力，化肥减量效果明显。与常规施肥（施用45%三元复合肥）相比，施用缓释肥可增加水稻生长前期叶绿素含量，增加每穗实粒数，提高千粒重，弥补了有效穗数的不足，达到稳产的目标。相比较而言，有机缓释肥的施用效果较掺混肥料要好，较常规施肥增产1.1%、增效350.4元/hm<sup>2</sup>、化肥偏生产力提升23.2%。建议可将“好乐耕”有机缓释肥作为余杭地区主要水稻缓控释肥品种之一推广应用。
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余贵龙, 刘祥臣, 张强, 等. 不同缓释肥组配对豫南再生稻生长及产量的影响[J], 中国农学通报, 2023, 39(36):22-27.
通过使用不同组配的缓控释肥，探讨豫南再生稻轻简化栽培技术的可行性及产量形成原因。结果表明：不同处理下，头季稻增产的主要因素是通过穗粒肥提高了头季稻总颖花量；再生季增产的主要因素是通过促芽肥提高了再生季的叶面积指数和干物质量来提高再生率。精确定量施肥条件下，由于肥料施入及时合理，两季总产量、氮肥贡献率均为最高。新型再生稻专用肥在头季稻生长期分两次施肥，分别作基蘖肥和穗芽肥施入，少施2次肥，两季总产量为13.9 t/hm<sup>2</sup>，较精确定量施肥产量减少1055 kg/hm<sup>2</sup>，人工及肥料成本较精确定量施肥减少990元/hm<sup>2</sup>，净收入较精确定量施肥减少1478元/hm<sup>2</sup>，较精确定量施肥仅低3.5%。可根据当地的用工情况使用新型再生稻套餐肥，最终达到稳产增收的目的。
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楼玲, 袁杭杰, 李丹, 等. 不同缓(控)释肥对水稻化肥减量增效和土壤肥力及酶活性的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(20):73-77.
本研究旨在评估不同缓（控）释肥在水稻栽培中的化肥减量增效效果及对土壤肥力和酶活性的影响。通过设立4个不同的施肥处理：常规施肥、有机缓释肥、掺混肥料和永笑缓释肥，对各小区水稻产量及土壤化学性质测定，并结合土壤酶活性等指标进行了综合分析。经过2年的连续试验，结果显示，在养分投入减少15%的条件下，施用缓（控）释肥能够实现成本节约和效率提升，其中以永笑缓释肥的效果最为显著。水稻籽粒中的氮、磷、钾含量与各处理中相应肥料的投入量呈正相关。4种处理实施后，土壤有机质和碱解氮含量均有所增加，且3种缓（控）释肥处理的增加幅度超过了常规施肥处理。然而，土壤有效磷和速效钾的含量有所下降。值得注意的是，与常规施肥相比，施用缓（控）释肥后的土壤脲酶、蛋白酶、磷酸酶和脱氢酶活性均有明显提高，这表明缓（控）释肥的使用有助于提升土壤酶活性，从而改善土壤的生物学特性。
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沈兴连, 莫红华, 楼玲, 等. 不同缓控释肥对新垦水田水稻生长和产量的影响[J]. 中国稻米, 2022, 28(6):122-124.
在化肥总养分减量18%的前提下，比较2种不同缓释肥在新垦水田水稻上的应用效果。结果表明，在新垦水田上施用缓控释肥对水稻产量影响不大，但可大幅提升化肥偏生产力，化肥减量效果明显。与常规施肥（施用45%三元复合肥）相比，施用缓释肥可增加水稻生长前期叶绿素含量，增加每穗实粒数，提高千粒重，弥补了有效穗数的不足，达到稳产的目标。相比较而言，有机缓释肥的施用效果较掺混肥料要好，较常规施肥增产1.1%、增效350.4元/hm<sup>2</sup>、化肥偏生产力提升23.2%。建议可将“好乐耕”有机缓释肥作为余杭地区主要水稻缓控释肥品种之一推广应用。
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高静, 李建华, 张强, 等. 黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素[J]. 土壤学报, 2024, 61(3):674-686.
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丛萍. 秸秆高量还田下东北黑土亚耕层的培肥效应与机制[D]. 北京: 中国农业科学院, 2019.
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公华锐, 李静, 马军花, 等. 秸秆还田配施有机无机肥料对冬小麦土壤水氮变化及其微生物群落和活性的影响[J]. 生态学报, 2019, 39(6):2203-2214.
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邵士梅, 马丙菊, 常雨晴, 等. 水氮互作对水稻产量形成的影响研究进展[J]. 中国稻米, 2019, 25(3):21-25.
协同利用水分和氮素这两个相互促进、相互制约的因子是提高作物产量与水氮利用效率的重要途径。本文从水氮互作的效应、水氮互作对水稻产量形成的影响以及高产高效栽培技术等方面进行了综述，并总结了存在的问题，提出了研究展望，以期为水稻高产、优质、高效栽培提供理论参考。
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彭术, 王华, 张文钊, 等. 长期氮肥减量深施对双季稻产量和土壤肥力的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(6):999-1007.
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刘红江, 郑建初, 郭智, 等. 太湖地区氮肥减量对水稻氮素吸收利用的影响[J]. 生态学杂志, 2016, 35(11):2960-2965.
为了明确太湖地区高产稻田适宜施氮量，以提高水稻氮素利用效率，减少稻田氮素流失对农业生态环境的影响，本研究在调查当地农户稻田氮肥施用量的基础上，通过秸秆还田和基肥机械深施，设置不施氮肥（N0）为空白对照，当地习惯施氮水平360 kg·hm<sup>-2</sup>（N1），以及在此基础上减少氮肥施用量的10%（N2）、20%（N3）、30%（N4）等5个处理，研究其对水稻氮素利用率的影响。结果表明：氮肥减量使水稻不同生育时期稻田土壤速效氮含量明显下降；在当地习惯施氮量水平的基础上，减少10%的氮肥施用量，使水稻产量增加1.9%；与当地习惯施氮量水平相比较，N2处理水稻氮素累积量差异不明显，N3和N4处理则表现为显著下降；随着氮肥减量幅度的增加，水稻氮素籽粒生产效率逐渐增高；在当地习惯施氮量水平的基础上，通过基肥机械深施和秸秆还田等技术的应用，减少10%的氮肥施用量，能够保证水稻高产稳产，并使水稻氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、生理利用率以及氮肥偏生产力均得到明显提高。
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张璐, 黄晶, 高菊生, 等. 长期绿肥与氮肥减量配施对水稻产量和土壤养分含量的影响[J]. 农业工程学报, 2020, 36(5):106-112.
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许海敏, 虞鹏程, 冯敏谢. 不同化肥减量模式对甬优1540产量和肥料利用率的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(6):1438-1441.
本研究通过田间试验,探究不同化肥减量模式对籼粳杂交稻甬优1540的产量和肥料利用率的影响,在化肥减量模式下为甬优1540高效、高产栽培提供理论依据和技术支撑。本研究试验设计包括CK(对照不施肥)、CF(常规施肥)、T1(基肥减氮15%)、T2(追肥减氮15%)、T3(基肥减氮至椒江区化肥定额制)、T4(追肥减氮至椒江区化肥定额制)。结果表明,在不同化肥减量模式下水稻的产量和肥料利用率均有显著提升;其中T1处理效果最好,水稻产量相比常规施肥提高8.6%,氮肥利用率是常规施肥的1.22倍;T2处理下水稻产量提高5.2%,氮肥利用率是常规施肥的1.18倍;T3处理下水稻产量提高3.4%,氮肥利用率提高3.9百分点;T4处理下水稻产量提高1.7%,氮肥利用率提高2.3百分点。与常规施肥相比不同化肥减量模式下籽粒和秸秆中的氮元素含量降低,籽粒和秸秆中的磷元素含量增高,钾元素无明显规律;在同种减氮水平下,基肥减氮处理下的水稻产量和肥料利用率优于追肥减氮处理。因此,浙东沿海籼粳杂交稻甬优1540双季稻地区宜推广基肥减氮15%模式,纯氮投入量在174 kg·hm<sup>-2</sup>左右。
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赵秉强, 张福锁, 廖宗文, 等. 我国新型肥料发展战略研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2004(5):536-545..
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李泽丽, 刘之广, 张民, 等. 控释尿素配施黄腐酸对小麦产量及土壤养分供应的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(4):959-968.
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辛海滨, 杨绪清, 徐瑞衡, 等. 3种缓控释肥不同施肥模式对小麦产量及经济效益的影响[J]. 浙江农业科学, 2024, 65(3):505-512.
为了解不同缓控释肥对小麦生产节本、增产、增效的应用效果,探索不同的施肥模式对产量和效益的影响,研究不同缓控释肥在江都区小麦生产中的配套应用技术,以中筋小麦品种扬辐麦4号为材料,分别选用3种小麦缓控释肥,设置2个播期,进行了缓释肥不同配比试验。结果表明:小麦生产中缓控释肥有缓、控释放养分的能力,可改变传统的多次施肥习惯,3种缓控释肥作基肥与追肥二次施用,合理配比均可省工节本,增产增效。在等氮的前提下,缓控释肥+尿素基施、复合肥+尿素孕穗期追施比常规施肥增产增效,不建议缓释肥在小麦生产中一次性基施,虽可省工,但不节本,由于小麦生育期长,后期肥效接不上,易缺肥早衰,影响产量。在适期播种中汉枫缓控释肥增产增效最明显,汉枫缓控释肥+尿素基施、复合肥+尿素孕穗期追施处理,产量第二,效益第一;在晚播中,茂施缓控释肥增产增效略胜汉枫,茂施缓控释肥+尿素基施、复合肥+尿素孕穗期追施处理,产量第一,效益第一。不同播期在等氮量的前提下,基肥用缓控释肥与速效尿素配比施用,可明显降低成本,提高经济效益。
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邱子健, 申卫收, 林先贵, 等. 化肥减量增效技术及其农学、生态环境效应[J]. 中国土壤与肥料, 2022(4):237-247.
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