水稻生產(chǎn)中低氮肥利用率形成原因的探討

李建輝++蒼真名++焦峰++王秋菊++翟瑞常

摘 要：該文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，從化肥投入量、土壤原始背景值、氮肥施用時(shí)期和品種選擇等4個(gè)方面，初步分析了水稻生產(chǎn)中氮肥利用率較低的原因。

關(guān)鍵詞：水稻；氮肥利用率

中圖分類號(hào) S143.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）09-42-02

近年來，研究人員圍繞著如何減少氮素在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的損失，進(jìn)一步提高施入氮素肥料的利用效率做了許多工作。目前，我國水稻生產(chǎn)氮素肥料利用效率仍然不高，總結(jié)起來存在以下幾方面的原因。

1 化肥施入量過大

化學(xué)肥料氮素過量施入農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，會(huì)導(dǎo)致水稻對氮素的過量吸收，極大地降低化學(xué)肥料生理利用效率。在我國水稻主產(chǎn)區(qū)，有人進(jìn)行了多個(gè)田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，在水稻田間氮肥施用量不斷增加時(shí)，氮肥的生理利用效率則不斷下降[1]，同時(shí)，過量的氮肥在水稻生育后期投入，比在植株生育前期投入使得氮肥利用效率降低的程度更大。另有研究顯示[2]，在我國南方地區(qū)水田的氮肥利用效率更低。國外的研究指出[3]，在菲律賓水稻生產(chǎn)中氮肥的農(nóng)學(xué)利用率也不高。我國早些時(shí)候的研究也顯示，氮肥的農(nóng)學(xué)利用效率一般也很低[4]。近些年，化學(xué)肥料氮素的投入量不斷增大，但是氮素的農(nóng)學(xué)利用效率仍不斷下降。綜上所述，過高的氮素投入可能是氮肥利用效率持續(xù)較低的重要原因之一。當(dāng)前，新水稻品種的不斷育成，極大地提高了水稻對高肥環(huán)境的忍耐能力，抵抗作物倒伏的能力也不斷增強(qiáng)，這更加劇了水稻生產(chǎn)者不斷增大氮肥的投入以獲得較高的水稻產(chǎn)量。同時(shí)，高劑量氮肥施入土壤提高了氮肥的損失率，更加劇了對環(huán)境的破壞程度，也導(dǎo)致水稻生產(chǎn)的收獲籽粒品質(zhì)下降。所以，降低水稻生產(chǎn)田間氮素的使用量，對環(huán)境的保護(hù)和恢復(fù)有重要意義，同時(shí)也能極大地提高水稻栽培的經(jīng)濟(jì)效益。

2 土壤原始背景氮含量高

有研究顯示，過量地和長期地在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中投入無機(jī)氮素和有機(jī)氮，我國水稻生產(chǎn)中的不施氮肥區(qū)域仍能獲得較高產(chǎn)量，甚至產(chǎn)量不斷增加，而在國外也有同樣的現(xiàn)象發(fā)生[5-6]。國際水稻研究所在水稻田間進(jìn)行了長期定位試驗(yàn)研究，結(jié)果顯示出，即使在不施用氮肥的情況下，水稻也能獲得較高的產(chǎn)量[7]，雖然在這項(xiàng)研究中，不施用氮肥的處理產(chǎn)量比在我國進(jìn)行的試驗(yàn)相同處理表現(xiàn)為較低，可是這一試驗(yàn)國際水稻所進(jìn)行了幾十年的研究，不但能獲得較理想的產(chǎn)量，而且還能觀察到土壤肥力的保持。同時(shí)，在這個(gè)試驗(yàn)中獲得的氮肥的利用效率較高，甚至高出我國的平均水平。所以，當(dāng)水稻栽培在土壤自身氮素含量較低的土壤上時(shí)，與土壤自身含氮量較高的土壤比較，水稻自身對氮肥的適應(yīng)性極大提高，且表現(xiàn)的較為敏感。如果栽培水稻的土壤的自身氮含量過高，此時(shí)提高化學(xué)肥料氮素的投入量，則這一土壤中的氮利用效率會(huì)極大地下降。也有研究顯示[8]，土壤具有過高的氮素含量可能直接導(dǎo)致農(nóng)田土壤氮素利用效率降低。同時(shí)，自身具有較高氮素含量的土壤如果進(jìn)行休閑處理，則會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的氮素的損失，即進(jìn)入環(huán)境中去[5]。可以看出，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中施入化學(xué)肥料后，盡量讓栽培的作物在當(dāng)年把施入的肥料最大量吸收，從而減少施入肥料在土壤中的殘留數(shù)量，進(jìn)而降低氮素的流失及淋失。

3 肥料氮素的施入時(shí)期

中國南方的1a2季水稻種植的區(qū)域里，氮肥的施入比較偏重作基肥施入，且作為分蘗肥的氮素也盡量提前施入，這種傳統(tǒng)的施肥方法對水稻插秧后的返青成活及分蘗的增加有很大的好處[9]。但是，有研究報(bào)道指出，獲得較高水稻總穗數(shù)的關(guān)鍵是增加有效分蘗的數(shù)量，也就是說降低分蘗后期分蘗的死亡率，這與增加水稻生長前期分蘗數(shù)量的方法不同，過早的增加氮素的投入，對水稻有效分蘗數(shù)量的增加是無效的，而水稻幼穗分化的生長時(shí)期進(jìn)行氮素的追施顯示出較好的效果[8]。在華中地區(qū)有人進(jìn)行了水稻氮素的相關(guān)研究[10]，通過固定氮素的投入總量，進(jìn)行不同時(shí)期施肥配比及分配的研究，結(jié)果顯示，水稻要想獲得高產(chǎn)，穗部發(fā)育時(shí)期對氮素需（下轉(zhuǎn)117頁）（上接42頁）求量較高，合理地減少基肥氮素與分蘗肥氮素的投入比例，對水稻田間群體質(zhì)量的優(yōu)化有利。還有研究[11]提出，降低50%水稻生產(chǎn)基肥數(shù)量的投入，而變?yōu)榉痔Y和穗部發(fā)育期施入，并形成了比較成熟的氮肥施用技術(shù)。同樣的研究結(jié)果顯示[12]，在水稻生育早期就將大量的氮素施入土壤中，這時(shí)水稻根系的生長還較弱，還沒有形成對氮素的強(qiáng)大需求力，導(dǎo)致土壤中和水稻灌溉的水中積累了較大量的氮素，直接增加了氮素在水稻生產(chǎn)中的損失。如果土壤自身氮含量較高，則在水稻生長前期就施入大量氮素，更會(huì)增加施入氮素的損失比例。

4 水稻生產(chǎn)中的品種選擇

為了不斷提高水稻產(chǎn)量，品種選育工作者主要著眼于培育稻穗較大、莖稈較為粗壯的水稻品種，同時(shí)在較高氮素供應(yīng)能力的土壤中選擇抗高肥用量的水稻品種材料，卻忽略了水稻自身對氮素的敏感程度高低品種材料的收集[12]。所以，很多新培育的水稻品種或者相應(yīng)的雜交組合在高氮環(huán)境中也具有較高的抵御倒伏的能力。此外，生產(chǎn)者在種植這些水稻品種的時(shí)候，也會(huì)降低栽培密度，減少田間單位面積的株數(shù)，以降低栽培過程中因密度過大而產(chǎn)生倒伏的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)較高產(chǎn)量所需要的稻穗數(shù)量，提高水稻生長前期和分蘗時(shí)期的氮肥量，以促進(jìn)水稻分蘗的增加。在實(shí)際情況中，水稻生長前期所施入的氮的利用效率與后期相比較低。所以水稻氮利用效率較低的另一個(gè)原因可能存在于新的水稻品種和品系或組合對氮的敏感程度不高。

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（責(zé)編：吳祚云）