印度东部水稻锌营养管理优化:基于SSNM和RCM的田间试验评估与改进

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决印度东部水稻锌(Zn)缺乏导致的产量下降问题,国际水稻研究所(IRRI)联合印度科研团队开展了为期2年的339个田间试验,评估了不同锌管理方案(育苗期施用50-100 kg ZnSO4 ha-1或移栽期施用12.5-25 kg ZnSO4 ha-1)结合基于Rice Crop Manager(RCM)的SSNM技术。研究发现育苗期施用50 kg ZnSO4 ha-1比传统堆肥处理增产0.48-0.92 t ha-1,净收益提高84-118 US$ ha-1,同时降低温室气体排放,为区域精准营养管理提供了实践依据。

  在印度东部地区,锌(Zn)缺乏已成为制约水稻产量的第四大营养限制因素,约48.5%的土壤存在锌缺乏问题。随着边际土壤的持续开发,预计到2025年缺锌土壤比例将升至63%,可能导致水稻减产25-50%。更严峻的是,在以稻米为主食的亚洲地区,锌缺乏还构成重大健康风险。奥里萨邦作为印度东部主要稻米产区,平均单产仅为1.74 t ha-1,远低于全国平均水平(2.57 t ha-1),亟需通过精准营养管理提升产量。

国际水稻研究所印度办公室联合比哈尔农业大学的研究团队,在2018-2020年期间跨越5个地区、4个农业气候带开展了339个田间试验,系统评估了锌肥不同施用方式和剂量对水稻生产的影响。研究采用基于Rice Crop Manager(RCM)的精准营养管理(SSNM)技术,结合Cool Farm Tool计算温室气体排放,通过SPSS进行统计分析。

研究设计包含5种处理:T1(育苗期施用堆肥4 t ha-1);T2(育苗期施用50 kg ZnSO4 ha-1);T3(育苗期施用100 kg ZnSO4 ha-1);T4(移栽期施用12.5 kg ZnSO4 ha-1);T5(移栽期施用25 kg ZnSO4 ha-1)。所有处理均采用RCM推荐的氮磷钾施肥方案。

研究结果显示,育苗期施用50 kg ZnSO4 ha-1(T2)处理表现最优,比传统堆肥处理(T1)增产0.48-0.92 t ha-1,净收益提高84-118 US$ ha-1。而育苗期加倍锌肥用量(T3)或移栽期施用锌肥(T4-T5)并未带来额外收益。值得注意的是,Rabi季(旱季)的产量、籽粒锌含量和温室气体排放均高于Kharif季(雨季),其中育苗期施用100 kg ZnSO4 ha-1处理的温室气体排放最低。

在农业气候带差异方面,西部中央台地的施肥量最高,而西北部高原最低。不同处理间的氮磷钾施用量无显著差异,但锌肥施用策略显著影响产出效率。经济效益分析表明,T5处理的单位氮肥生产力(PFP)达到50.2 kg grain kg-1 N,显著高于传统堆肥处理。

该研究证实了锌肥与SSNM技术协同应用的优越性,为印度东部水稻生产提供了经济高效的锌管理方案。通过优化锌肥施用时机和剂量,不仅能够提升产量和经济效益,还能减少环境足迹。研究结果为RCM决策工具的算法优化提供了重要依据,有助于推动区域农业可持续发展。

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