齊曉磊　鄢繼偉　劉碩然

（吉林農業大學資源與環境學院，吉林長春130118）

緩控釋肥在水稻生產中的應用研究

齊曉磊鄢繼偉劉碩然

（吉林農業大學資源與環境學院，吉林長春130118）

為推動緩控釋肥在水稻生產中的應用，實現水稻高產高效，該文總結了國內有關緩控釋肥在水田的研究與應用文獻資料，介紹了緩控釋肥對水稻產量和氮肥利用率的影響。結果表明，緩控釋肥與等養分含量常規化肥相比，均表現出不同程度增產、增效。并且展望了緩控釋肥在水稻上應用前景，大力推廣緩控釋肥和水稻專用肥對農業生產勢在必行。

水稻；緩控釋肥；增產；應用

2013年我國水稻產量為20 361.2萬t，2014年我國水稻產量為20 650.7萬t，相比2013年產量提高1.42%（2015年中國統計年鑒）。水稻產量高，需肥量大，施用肥料對提高作物單產起著至關重要的作用。據報道，我國每年的肥料使用量約5 000萬t（折純），占全世界肥料消耗量的35%，但平均利用率不到30%，遠低于發達國家55%的水平。其中，稻田氮肥的消耗量占中國總化肥用量的30%以上［1］，肥料利用率低意味著大量肥料浪費在環境生態系統中，同時也帶來了一系列的問題，如資源浪費，環境污染，土壤板結，補施肥料增加的勞動強度，補施過程中對作物的機械損傷以及不能持續滿足作物生長對養分的需求等。當前水稻生產存在重施氮肥、肥料用量大、肥料浪費嚴重、產量徘徊不前、施肥不平衡等諸多問題［2］。水稻對氮素吸收是呈階段性的，主要在生長中期，氮素占全生育期吸收氮素的50%以上。水稻生育后期追肥極為不便，勞動強度大，勞動成本高，加之高溫多雨的天氣，致使追施肥料反硝化、淋溶、揮發和徑流，對環境產生壓力。隨著國家對肥料研究工作的大力投入，在這個背景下研發出來的緩控釋肥，具有肥效長、氮肥利用率高、溫室氣體排放少的特征［3-4］，同時對作物生長和產量有一定的積極作用［5-6］。本文探討了緩控釋肥應用中存在的問題及前景，旨在推動其在稻田上廣泛使用，實現水稻簡化施肥。

1　緩控釋肥定義與分類

國際標準化組織（ISO）對緩/釋肥料作出如下定義：一種肥料所含的養分是以物理的或以化合某種形態存在，使其養分對植物的有效性延長［7］，但它不能達到一種控制釋放的效果。緩釋肥料的高級形式為控釋肥料，其外表面涂一層低水溶性的物質作為包衣，或通過化學方法將肥料均勻地融入分解在聚合物中，形成多孔網絡體系，再通過聚合物的降解情況來促進或延緩養分的釋放，實現肥料的養分釋放速度與作物的養分需求速度一致，使肥料的利用率達到最高［8］。

根據生產工藝和農業化學性質，可以把緩控釋肥料分為以下幾種類型：（1）化學合成緩溶性有機氮肥，如脲甲醛等［9］；（2）包膜（包裹）型緩控釋肥料，如最常見的是包硫尿素，是生產量最大的緩效肥［10］，控釋肥多為聚合物包膜肥料如日本Chisso-Asahi生產的MEISTER包膜尿素［11］；（3）穩定劑改良的緩控釋肥料。

2　施用緩控釋肥對水稻生長發育的影響

施用緩控釋肥后，返青期后分蘗數迅速增加，拔節期4個控釋氮肥處理最高分蘗數接近并介于空白處理和習慣施肥之間而成穗率最高，表明控釋氮肥提高成穗率［12］。水稻分蘗期與成熟期，等氮條件下一次性施用脲甲醛比常規施肥植株干物質積累量22.9%，而齊穗期差異不明顯［13］。在生長前期對葉色觀察緩/控釋肥處理葉色淡綠色，SPAD值成上升趨勢，到灌漿期緩控釋肥處理的SPAD值比習慣施肥與空白對照處理高［14］。比較開花期地上部生物量得出：3種緩釋肥生物量比對照高出46.9%、43.8%、39.3%，差異顯著［15］。

3　施用緩控釋肥對水稻產量及產量構成的影響

國內一些學者對樹脂包膜尿素、硫包膜、控釋肥和脲甲醛施肥效果有研究，如孫永紅［16］、彭玉［17］和張木［18］在2006-2016年間對樹脂包膜尿素的研究表明：等量條件下施用樹脂包膜尿素比普通尿素產量增加了6.39%～22%，有效穗數增加6.88%～36%；鄭磊［19］和彭玉［17］等在2009年和2013年對硫包膜緩釋肥研究表明：等量條件下施用硫包膜緩釋肥比常規施肥產量增產11.89%和4.60%，硫包膜處理的秸稈重顯著高于其他處理而且與其他處理相比差異顯著；秦道珠［20］、張超［12］等對控釋肥研究試驗結果得出當控釋肥用量為常規施肥的52%～87%時，產量比常規施肥的高出6.72%～12.86%，相比常規施肥處理成穗率提高4.5%～11.61%；劉彥伶［13］等對脲甲醛研究表明：在早稻上脲甲醛一次性基施與普通尿素相比增產達12%以上，有效穗數增加8.1%～16.0%，且經濟效益增加達2 400元/hm2以上。以上研究結果表明，緩/控釋肥不僅能節肥，而且增加產了產量和收益。

4　施用緩控釋肥對水稻氮利用率的影響

就肥效而言，由于緩/控釋肥肥效長，減少了施肥次數，提高肥料利用率，學者們研究表明田間試驗施用緩/控釋肥后，肥料利用率都出現不同程度增加。例如，孫永紅等［16］研究表明，施用樹脂包膜尿素比普通尿素氮肥利用率高出39.1%；紀熊輝［21］和呂玉虎［14］等研究表明：施用緩/控釋肥后，水稻氮素利用率達到69.3%～81.4%，比等氮量尿素高。胡春花等［22］研究表明，富島脲甲醛緩釋肥和富島包膜尿素比小顆粒尿素氮肥利用率提高6.67%～15.12%；在不同生育期控釋肥氮利用率也不一樣。鄭圣先等［23］研究表明：在水稻生育前期控釋肥料氮的利用率為48.4%，在生育中期利用率為85.6%；在成熟期，其利用率為72.3%，而尿素的利用率各生育期平均只有35.5%。國外也有對緩控釋肥氮素利用率的研究，Stutterheim［24］等總結了新型肥料試驗在10a間超過30個水稻試驗點，得出結論：控釋肥氮素利用率比傳統肥料利用率高出26%～37%。

5　施用緩控釋肥對稻田溫室氣體等的排放的影響

稻田生態系統是主要的CH4、N20和NH3排放源，氮肥是影響稻田溫室氣體排放的重要因素。林匡飛［25］等在華中地區對早、晚稻的觀測發現，包膜控釋肥處理比施用尿素處理的CH4排放量減少48.6%；2013年易瓊［26］等在華南地區對晚稻的觀測試驗發現，控釋肥比常規尿素CH4排放量減少11.3%；李方敏［27］等在華南也觀測到一次性施用控釋肥具有一定的CH4減排效果。但是Majumdar［28］認為施用控釋肥的CH4排放量與傳統尿素差異不顯著。國內外學者對稻田N20排放的關注也日益增多，大多數研究者（Shoji［29］，李方敏［30］，紀洋［31］）認為控釋肥能顯著而高效地降低稻田N20排放，與施用尿素對比減排幅度能達到40%以上。張文學［32］等與單施尿素相比施用新型氮肥后稻田氨揮發峰值降低27.04%，累積氨揮發損失量降低21.65%。鄭圣先［33］等的研究表明：農民習慣處理17d內的累積氨揮發量為4.23kg/hm2，占施入氮量的4.7%；而水稻控釋肥料處理的累積氨揮發量為1.98kg/hm2，只占施入氮量的2.2%。以上研究結果表明，緩/控釋肥能減少稻田溫室氣體排放，降低環境污染。

6　施用緩控釋肥對養分淋溶的影響

肥料被認為是造成水污染現狀的主要因素之一。施用緩控釋肥，可以有效減少地下水的濃度，對緩減水體富營養化有一定的效果。工小治［34］等研究一次性施用包膜尿素（MEISTER）后淋溶液中-N濃度最高為0.83mgN/L，表明通過徑流損失的可能性很小。紀雄輝［35］等比較控釋肥和普通尿素-N、-N濃度變化動態，得出施用控釋肥能降低徑流液中氮的濃度，從而減少徑流量。

7　水稻生產中施用緩控釋肥存在問題與前景

當前限制緩控釋肥在稻田大面積推廣應用主要存在以下幾個問題：農資市場上優質的緩/控釋肥料是常規肥料的3～5倍，這是限制農民在稻田等大田作物上使用緩/控釋肥料的主要因素；同一種緩/控釋肥在不同地點不同作物上同時使用。沒有認識當地作物所需水分、養分、溫度不同；沒有認識外部條件如土壤養分、降雨量等差異，使用的結果是緩/控釋肥增產效果不明顯。

經過科研工作者的不懈努力，農民傳統觀念正在改變，緩控釋肥正在逐漸被認可［35］，研發專用緩/控釋肥市場潛力巨大。從環境友好、降低成本、增產增效等角度出發，篩選更豐富，成本更低的緩控釋肥包膜材料［36］，將包膜與多種方法結合開發新型緩控釋肥料是今后的必然趨勢。水稻專用緩/控釋肥料的應用不僅能滿足水稻對養分的需求，更重要的是能降低肥料損失，提高肥料利用率，將會對水稻的高產、優質、高效生產發揮重要作用。

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（責編：張宏民）

S511

A

1007-7731（2016）09-80-03

齊曉磊（1986-），男，吉林長春人，研究方向：植物營養學。

2016-04-19