水氮耦合对黑土稻作产量与氮素吸收利用的影响

秦子元 张忠学 孙 迪 宋 健 张作合 李铁成

(1.东北农业大学水利与土木工程学院， 哈尔滨 150030；2.东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室， 哈尔滨 150030；3.绥化学院农业与水利工程学院， 绥化 152061)

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水稻是我国主要粮食作物，2021年我国水稻总产量预计达到2.14亿t，约占我国粮食总产量的1/3[1]。在耕地数量有限、人口持续增长的背景下，到2030年，我国水稻产量需提高20%，才能满足国内粮食需求[2]。农民通常施用高量氮肥，以求最大限度地提升水稻产量，但持续的高量投入水氮资源也带来了诸多负面影响[3]。一方面，由于过量施用氮肥、施肥方式不当以及田间水分管理不协调等因素，使得我国氮肥利用率仅为30%～35%，大量氮肥通过氨挥发、硝化与反硝化、地表径流和淋溶等方式损失，导致土壤酸化、河流湖泊富营养化、地下水污染、温室气体排放加剧等环境问题[4]；另一方面，我国水资源短缺严重，而有约70%的农业用水用于稻田灌溉，传统淹水灌溉模式不断增加耗水，随着水资源供应紧缺，稻田生态系统生产力将受到严重威胁[5]。目前，我国正在引导农业生产从单纯追求高产向稳定生产且注重资源节约和环境友好的新型农业发展，因此，推进节水灌溉和优化施肥技术的研究，对我国农业可持续发展具有重要意义。

近30年，我国东北平原稻田平均施氮量为159 kg/hm2，远高于99.5 kg/hm2的世界平均水平，减氮潜力巨大[6]。同时，随着我国粮食生产重心北移，黑龙江省逐渐成为我国主要粮食生产基地和粮食战略储备基地，农业水资源消耗日益增加不仅加重了潜在旱灾风险而且削弱了水体自净能力[7]。……