畜禽有机肥氮素生物转化与促效机制的研究开题报告

全文总字数：5430字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

水稻和小麦作为世界上最重要的俩种粮食作物，为全球人口提供所需能量的45%和所需蛋白质的30%，同时也为畜牧业提供生产饲料［1］，其产量及品质对全球粮食安全意义巨大。

在中国，稻麦轮作种植区域大约有1300万公顷，主要田地位于长江中下游地区，对我国谷类作物生产的贡献率达30％左右［2-3］。

为满足庞大人口所带来的粮食需求，我国农户长期采用大量施用化肥的策略来保持产量。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：(1)探究长期有机肥施用模式下的稻麦轮作区水稻的产量和养分动态变化(2)阐明长期有机肥替代下土壤肥力变化特征(3)通过测定水稻籽粒品质，分析有机替代对水稻品质的影响研究内容：(1)不同施肥处理对水稻产量及产量构成因子的影响以江苏省稻麦轮作区为例,调查分析该区域下长期有机肥替代对水稻产量及产量构成因子的影响，并与不施肥及常规施肥进行对照分析探究其作用机制。

(2)不同施肥处理对水稻地上部生物量累积和氮累积量及氮肥利用率的影响以江苏省稻麦轮作区为例,调查分析该区域下长期有机肥替代对水稻地上部生物量累积和氮累积量的影响，并与不施肥及常规施肥进行对照分析探究其作用机制。

(3)不同施肥处理对水稻籽粒品质的影响以江苏省稻麦轮作区为例,调查分析该区域下长期有机肥替代对水稻籽粒品质的影响，并与不施肥及常规施肥进行对照分析探究其作用机制。

3. 研究的方法与方案

在江苏省溧阳市南渡镇钱家圩村冬梅农场建立养分管理定位试验田，试验设10个处理，4个重复，共40个小区，随机区组排列。小区间田埂用防水布覆盖，隔离防渗。四周设保护行。小区面积66.7m2(12*5.56)。每个小区均单设进、排水口。施肥包括10个处理：不施氮处理（CK）、农民习惯施肥（FFP）、化肥优化施肥（OPT）、优化施肥基础上猪粪替氮20%处理（PMSN20%）、优化施肥基础上鸡粪替氮20%处理（ChMSN20%）、优化施肥上牛粪替氮20%处理（CMSN20%）、优化施肥基础上猪粪增氮20%处理（PMIN20%）、优化施肥基础上鸡粪增氮20%处理（ChMIN20%）、优化施肥上牛粪增氮20%处理（CMIN20%）、优化基础上猪粪有机肥替氮20%化肥氮运筹同FFP。猪粪、鸡粪、牛粪为经过发酵腐熟的商品有机肥。田间管理按照当地管理模式，农民习惯施氮量为350 kg/hm2，化肥优化处理的施氮量为240 kg/hm2，磷钾肥分别为90 kg/hm2、90 kg/hm2。磷肥、有机肥全部基肥施入，钾肥基施：追施为45：45。氮肥运筹模式如表。下面具体施肥说明见表3—1：

3.2.2 试验方法各处理小区分别在水稻最大分蘖期（7月25-30日）、拔节孕穗期（8月15-20日）、开花期（9月1-5日）和成熟收获期（10月25-30日）采集长势一致的2穴植株的地上部植株样品，在成熟收获期采集土壤样品。植株样去根后用自来水洗，再用去离子水洗净后分为茎、叶、穗三部分（生育前期无穗），于105 ℃杀青30 min，75 ℃烘至恒重。冷却后称重各器官重量，并根据取样穴数或株数、穗数或基本苗数计算每公顷该器官重量，用于计算养分的总累积量。用不锈钢样品粉碎机粉碎样品后，用于养分含量测定。土壤样品挑除残根和小石砾，风干后分别过20目和100目筛子，保存用于分析测定。在水稻成熟收获后获得足量水稻籽粒，晾干后进行品质分析。具体操作参照中华人民共和国农业部部标准米质测定方法。氮肥利用率计算公式：氮肥农学利用率（AEN）=（施用氮肥作物的产量—不施用氮肥作物的产量）/氮肥投入量氮肥偏生产力（PFPN）=施用氮肥作物的产量/氮肥投入量氮肥回收利用率（REN）=（施用氮肥后的地上含氮量—不施用氮肥的地上含氮量）/氮肥投入量技术路线：

可行性分析：(1)前人大量研究表明，有机无机配合施用既有利于作物稳产、高产，又有利于作物氮素利用率的增长和农业废弃物资源的综合利用。(2)实验设计合理，试验设10个处理，4个重复，共40个小区，随机区组排列。小区间田埂用防水布覆盖，隔离防渗，四周设保护行。充分考虑了无关因素对实验的影响，设计了多个处理，多个对照组，减小了实验误差。(3)本实验所需仪器及实验材料充足，方法简单易操作，可行性强。

4. 研究创新点

(1)完善长江中下游流域小麦水稻养分资源综合管理技术综合体系；(2)有机肥替代试验综合考虑了不同源畜禽粪便有机肥料及化肥氮运筹两个方面，考虑更加全面；(3)通过测定有机肥施用下水稻品质变化，来探究有机肥对水稻品质的影响。

5. 研究计划与进展

2019年3月前完成水稻采样工作；2019年3月至4月完成水稻植株理化性质测定，完成水稻籽粒品质测定对其地上生物量、地上含氮量进行统计分析并统计各区的作物产量；2019年4月底整理实验结果。