不同氮肥水平對寒地水稻氮素利用的影響

李建輝+蒼真名+焦峰+王秋菊+翟瑞常

摘 要：通過田間試驗的方法，研究了黑龍江省水稻主產區氮肥水平對氮素利用的影響。結果表明，水稻植株中氮含量以分蘗期最高，隨著水稻生長發育的進行，植株氮含量逐漸降低；2個水稻品種的REN隨N肥投入水平的增加，表現出先提高后下降的趨勢，當N肥投入水平不斷增大時，PEN表現出了逐漸下降的趨勢。

關鍵詞：水稻；氮肥水平；氮素利用效率

中圖分類號 S143.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）08-15-02

氮是作物必須的營養元素，對其生長及產量形成有著重要影響[1-4]。目前，國內外評價作物氮素吸收與利用的指標及計算方法有多種，不同學科領域研究的側重點不同。利用氮素評價指標，對水稻生產中氮素吸收和利用等方面問題進行深入研究，有利于對水稻生長發育的深層次理解和調控。本研究利用田間小區試驗與室內分析相結合的方法，研究黑龍江省水稻主產區2個主栽品種不同施氮處理的植株氮素吸收與利用規律，旨在進一步為黑龍江省水稻主產區科學合理的施用氮肥和水稻栽培過程中的氮營養管理提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種及土壤 供試水稻品種為水稻新品種龍粳31和黑龍江水稻主產區常規品種空育131。田間試驗在黑龍江省八五八農場科技園區內進行，土壤類型為草甸白漿土，試驗前土壤的基礎理化狀況為：有機質31.13g·kg-1、堿解氮163.51mg·kg-1、有效磷31.14mg·kg-1、速效鉀116.65mg·kg-1、pH為6.02。

1.2 試驗設計 試驗根據不同施氮水平設5個處理，分別記為：N0、N1、N2、N3、N4，各處理純氮施用量分別為：0、90、150、210、270kg·hm-2，施入氮肥40%作基肥、30%作分蘗肥、30%作穗肥，比例為4∶3∶3。氮肥的氮源為尿素（N，46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O5，17%），施入量為P2O5 60kg·hm-2；鉀肥為硫酸鉀（K2O，50%），施入量為K2O90kg·hm-2。磷肥作基肥一次施入，鉀肥60%作基肥施入、40%作穗肥施入。試驗田5月15日插秧，其他試驗過程中的田間管理方式同大田。

1.3 樣品采集及分析 在水稻分蘗、拔節、開花和成熟期等4個關鍵生育期，每處理小區取具有代表性的水稻植株3穴，成熟期分為籽粒和秸稈、其他時期整株，用清水和去離子水多次清洗，于105℃殺青30min后，75℃烘干至恒重并稱重后粉碎過1mm篩，進行植株養分含量分析。植株氮含量的測定采用凱氏法[5]，利用BUCHI公司生產的KjelFlex K360定氮儀測定。

1.4 數據處理與統計分析 氮素的農學利用率（AEN）、生理利用率（PEN）、吸收利用率（REN）和偏生產力（PFPN）的計算參考田昌玉等總結[6]的方法。全部試驗數據采用Excel 2003進行處理，利用SAS 9.2進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻植株氮含量的影響 從各關鍵生育期水稻植株氮含量可以看出：（1）水稻植株中氮含量以分蘗期最高，隨著水稻生長發育的進行，植株氮含量逐漸降低；（2）不同氮肥水平對水稻的N含量產生了極為明顯的影響，N0處理中的植株N含量低于與其他處理，盡管不同器官氮含量不同，但是均隨著施氮水平的增加而增加；（3）當植株達到生理成熟時，本試驗中不同品種收獲器官N含量表現為龍粳31高于空育131，2個水稻品種莖部N含量的差異達到了極顯著水平（見表1）。

表1 不同生育時期的水稻植株N含量

[品種＼&處理＼&分蘗期＼&拔節期＼&開花期＼&成熟期＼&籽粒＼&秸稈＼&龍粳31＼&N0＼&2.29a＼&1.79d＼&1.46d＼&1.23c＼&0.70d＼&N1＼&2.37a＼&2.10c＼&1.77c＼&1.37c＼&0.91c＼&N2＼&2.39a＼&2.19bc＼&1.95b＼&1.58b＼&1.06b＼&N3＼&2.48a＼&2.37a＼&1.99ab＼&1.70a＼&1.15ab＼&N4＼&2.53a＼&2.19ab＼&2.12a＼&1.81a＼&1.19a＼&＼&空育131＼&N0＼&2.29a＼&1.69b＼&1.39c＼&1.26d＼&0.68d＼&N1＼&2.40a＼&1.88b＼&1.79b＼&1.36c＼&0.85c＼&N2＼&2.36a＼&2.16a＼&1.79b＼&1.49b＼&0.89b＼&N3＼&2.50a＼&2.19a＼&1.96ab＼&1.58b＼&1.10a＼&N4＼&2.53a＼&2.26a＼&1.99a＼&1.71a＼&1.18a＼&]

注：小寫字母表示α=0.05顯著水平。

2.2 不同處理對水稻氮肥利用率的影響 作物對氮素吸收利用效率（REN）和農學利用效率（AEN）這2個指標是反映水稻對N素吸收利用效果的重要參數。由表2可知：（1）試驗中2個水稻品種的REN隨著處理中N肥投入水平的增加，都表現出先提高后下降的趨勢，當N投入水平超過一定量以后（本試驗中為N3處理），不同品種間卻存在明顯不同，表現為龍粳31的REN要略高于空育131；（2）2個品種的水稻的AEN在變化上表現出與REN同樣的趨勢，但是龍粳31的AEN與空育131水稻品種相比卻極顯著的增大。因此可以判斷，當N肥施用水平發生變化時，水稻對其的反應能力是在一定的范圍內發生變化的，龍粳31超過N3處理、空育131超過N4處理時，水稻對施入N素的水平的反應能力會極大及降低。從不同品種上分析，龍粳31對N肥的施入水平的反應能力要強于空育131。（3）作物對N素的生理上的利用效率用PEN來表示，一般PEN能夠真實地反映出作物對N素的應用效率。本試驗中當N肥投入水平不斷增大時，PEN表現出逐漸下降的趨勢。（4）PFPN則表示N素的偏生產力，這一指標能夠表達出作物吸收的不同來源的N素，即土壤中的N素和施入的肥料中的N素所產生的額外的效應，本試驗中也表現出了與PEN相同的趨勢。從不同品種來看，水稻品種龍粳31的PEN和PFPN均大于空育131。

表2 不同處理下的水稻氮素利用效率

[品種＼&處理＼&N積累量（kg·hm-2）＼&REN（%）＼&AEN（kg·kg-1）＼&PFPN（kg·kg-1）＼&PEN（kg·kg-1）＼&龍粳＼&N0＼&126e ＼&＼&＼&＼&＼&N1＼&170d＼&44.0b ＼&14.2a ＼&83.1a ＼&33.7a ＼&N2 ＼&222c ＼&63.6a ＼&15.4a ＼&61.4b ＼&26.0b ＼&N3＼&249b ＼&61.5a ＼&12.8ab ＼&47.4c ＼&22.3bc ＼&N4＼&270a ＼&57.4a ＼&9.6b ＼&37.2d ＼&17.5c ＼&Mean＼&207 ＼&56.6 ＼&13.0 ＼&57.3 ＼&24.9 ＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&空育131＼&N0＼&134e ＼&＼&＼&＼&＼&N1＼&169d ＼&34.9b ＼&6.8a ＼&79.0a ＼&21.1a ＼&N2 ＼&203c ＼&45.3a ＼&6.9a ＼&55.0b ＼&16.2ab ＼&N3＼&237b ＼&51.5a ＼&7.3a ＼&43.5c ＼&14.9ab ＼&N4＼&261a ＼&50.5a ＼&5.6a ＼&34.4d ＼&11.7b ＼&Mean＼&201 ＼&45.5 ＼&6.7 ＼&53.0 ＼&16.0 ＼&]

注：小寫字母表示α=0.05顯著水平。

3 結論

以往的研究結果[7]顯示，水稻籽粒灌漿結束時，田間單位面積氮素吸收量隨著氮素施入水平的提高而逐漸增大直至恒定不變。根據本研究結果可以看出，在水稻的不同生長發育時期，不同品種在N3和N4這2個高氮處理下單位面積水稻N素吸收量差異并不明顯。此外，龍粳31的莖部器官中氮素積累較少，而獲得了較高的氮收獲指數。大量的氮素不能向收獲器官轉移，直接導致了較多吸收的氮素不能通過籽粒收獲利用而發生氮的損失，氮素收獲指數的降低不利于水稻產量的提高，同時也會加重因氮素環境殘留而導致的污染。

參考文獻

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[2]焦峰，賀海霞，魏賢斌，等.不同氮水平對馬鈴薯塊莖增長、產量和維生素含量的影響[J].黑龍江八一農墾大學學報，2013，25（4）：1-3.

[3]潘圣剛，黃勝奇，翟晶，等.氮肥用量與運籌對水稻氮素吸收轉運及產量的影響[J].土壤，2012，44 （1）： 23-29.

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[5]張志良.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，2010：35-36.

[6]田昌玉，林治安，左余寶，等.氮肥利用率計算方法評述[J].土壤通報，2011，42（6）：1530-1535.

[7]曹洪生，黃王生，謬寶山.兩種類型中粳稻吸氮分析及施肥技術研究[J].蘇州科技學院學報（社會科學版），1992，9（l）：35-41.

（責編：張宏民）