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AES | 湖南农业大学:侧深施肥通过优化土壤养分条件调整水稻生长策略以提升谷物产量

  • 2026-10-16 23:13:04
AES | 湖南农业大学:侧深施肥通过优化土壤养分条件调整水稻生长策略以提升谷物产量
PART.01
摘要

侧深施肥(SDF)是提高肥料利用率和作物产量的关键策略。然而,关于水稻如何响应侧深施肥带来的土壤养分变化而调整生长策略的研究却鲜有报道。为完善水稻侧深施肥技术,本研究设置了四个处理:不施肥(CK)、表层施肥(D0)、5 cm侧深施肥(D5)和10 cm侧深施肥(D10)。研究比较了不同处理下土壤中肥料养分和水稻根系的空间分布特征,以及光合与生长性状、产量和肥料利用效率。结果表明,与D0相比,SDF显著改变了土壤氮(N)和磷(P)的分布,提高了其在耕作层内的含量。在根系方面,SDF在一定程度上减少了深根的分布,根重和根茎比分别下降了0.2%–28.2%和5.0%–15.9%。就冠层而言,SDF使分蘖数增加了8.42%–25.6%,净光合速率提高了0.18%–16.86%。SDF处理下对根系和冠层的战略性调整促进了水稻干物质的积累和产量的形成。与D0相比,SDF使生物量增加了10.6%–36.3%,产量增加了5.77%–21.35%。此外,它还提高了20.0%–36.7%的氮素利用率(NRE)和0.01%–22.0%的磷素利用率(PRE)。然而,D10与D5处理组在地上部生物量、NRE和PRE方面均无显著差异。但与D5相比,D10表现出更强的养分保留能力,同时其根系在较深土壤层的分布较少,且具有更大的减肥潜力。

PART.02
核心亮点
  • 与地表施肥相比,侧深施肥能显著提高水稻产量和地上部生物量。

  • 侧深施肥能显著提高土壤养分含量,并提高肥料利用效率。

  • 侧深施肥会显著改变养分在土壤中的空间分布,并抑制深层根系生长。

  • 与5 cm侧深施肥相比,10 cm侧深施肥更能保留肥料养分,在减少施肥量方面具有更大的潜力。

PART.03
结论

与地表施肥相比,SDF 营造了更优的土壤养分环境,诱导了根系休眠生长现象,从而提高了NRE/PRE,并降低了根冠比(R/S)。这使得植物能够将更多的光合产物和能量用于地上部生长,从而在营养生长期促进了分蘖。随着分蘖数的增加,叶面积和光能利用率随之提高,光合速率也随之增加,这些因素共同促进了光合产物的积累和地上部干重的增加;在生殖生长阶段,分蘖数的增加导致有效穗数的增加,从而推动了产量的整体提高。在当前实验条件下,10 cm侧深施肥被认定为水稻产量和肥料利用效率的最佳施肥深度,而5 cm侧深施肥在产量或养分吸收方面未显示出显著优势,且土壤养分保持能力较低。对于实际田间应用,建议采用10 cm的施肥深度,以提高养分利用效率,并实现水稻高产和稳产。

团队简介

第一作者

侯坤,湖南农业大学资源学院博士研究生,研究方向为施肥原理与技术,以第一/共同作者在Bioresource Technology、Agriculture, Ecosystems & Environment、Land Degradation & Development、Land、PeerJ等期刊发表论文9篇,参与地方标准制定1项。邮箱:xiaokunhou2025@163.com

通讯作者

荣湘民,二级教授,博士生导师,中国植物营养与肥料学会理事,湖南省土壤肥料学会常务理事,国家十三五重点研发项目首席专家。主要从事施肥原理与技术、农业废弃物资源化利用、农田污染防控等方面的研究。

韩永亮,副教授,博士生导师,中国植物营养与肥料学会生态环境专业委员会委员,湖南省土壤肥料学会理事,主要从事养分高效利用、农业废弃物资源化利用、植物营养生理等方面的研究。

团队简介

湖南农业大学作物养分高效利用与绿色生产团队,依托土肥高效利用国家工程研究中心这一国家级平台,以及农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室、植物营养湖南省普通高校重点实验室等多个省部级科研平台,聚焦湖南稻油轮作体系下化肥施用失衡、养分利用效率偏低、农业面源污染突出等生产问题,开展了绿色肥料研发、绿色施肥技术、农田污染防控、养分高效利用等方面研究。近五年,先后获批国家重点研发计划、国家自然科学基金区域创新发展联合基金、国家自然科学基金青年项目、湖南省重点研发计划及国家重点研发子课题等各级科研项目10余项,发表学术论文30余篇。

责任编辑:耿悦

校对丨审核:张阳  王农

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