配比施用緩釋肥與速效氮肥對機插水稻產量和氮肥利用率的影響

呂小紅++付立東++王宇

摘要：以水稻鹽豐47為材料，采用小區對比試驗方法，研究了緩釋肥大地豐與速效氮肥配比施用對水稻產量及氮肥利用率的影響。結果發現，在大地豐以施基蘗肥數量450 kg/hm2+150 kg/hm2的方式與速效氮肥配比施用時，1、2次蘗肥于5.5～6.0、6.5～7.0葉齡期施入的處理C4（47 ∶25 ∶15 ∶13 ∶0）的氮肥利用率達到46.58%，較同一施肥比例施肥時期不同的C3、C5處理分別高出4.27%、2.08%。結果表明，緩釋肥大地豐以基蘗肥形式施用條件下，適宜后移速效氮蘗肥的施入更有利于水稻產量及氮肥利用率的提高。此外，可以將100 kg籽粒吸氮量、氮肥農學利用效率、氮肥偏生產力作為衡量氮肥利用率高低的指標。

關鍵詞：緩釋肥；速效氮；產量；氮肥利用率

中圖分類號： S511.06文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0115-04

氮肥利用率低及其導致的環境污染一直是世界關注的焦點問題之一，我國的氮肥利用率只有30%左右，而發達國家平均已達50%～60%[1]。氮肥利用率低、大量氮素損失不僅造成了資源的浪費、增加了生產成本，還會導致一系列環境和健康問題[2-4]。目前，提高氮肥的利用率，減少氮素損失及其對環境的污染，進而提高農產品品質和經濟效益已成為我國農業可持續發展的關注熱點。從肥料本身入手，將尿素制成長效、緩釋和高利用率的肥料新品種能減少氮素的損失[5-7]，這使緩控釋肥料將發展成為最有應用前景的肥料。施用緩釋肥可以避免土壤中養分過量，協調土壤養分供應與植物養分吸收之間的矛盾，既可以提高產量和肥料利用率，簡化施肥技術，又可以提高勞動效率，減少肥料流失對環境的污染[8-10]。遼寧省鹽堿地利用研究所于2014年開展了緩釋復混肥大地豐與速效氮肥配比施用對水稻產量及氮肥利用率影響的試驗，旨在通過探索長效氮肥與速效氮肥配合施用對水稻產量及氮肥利用率的影響，進一步完善機插水稻定量施氮技術，為提高氮肥利用率、指導農業科學施肥提供依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試地點：試驗在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗基地進行，耕層土壤（0～15 cm）含有機質2.456 2 g/kg、全氮0.146 7 g/kg、堿解氮96.418 0 mg/kg、速效磷16.196 5 mg/kg、速效鉀 231.789 4 mg/kg、全鹽0.177 9 g/kg，pH值7.79。

供試品種：以鹽豐47為試驗材料。

供試肥料：緩釋復混肥大地豐（含22%N、18%P2O5、8%K2O），尿素（含46%N）。

1.2試驗設計

試驗中大地豐的施用量為600 kg/hm2，以基蘗肥數量450 kg/hm2+150 kg/hm2設置試驗。

其中C1處理（氮素基肥、1次蘗肥、2次蘗肥、1次穗肥、2次穗肥比例為47 ∶28 ∶25 ∶0 ∶0）、C2（氮素基肥、1次蘗肥、2次蘗肥、1次穗肥、2次穗肥比例為47 ∶15 ∶25 ∶13 ∶0）、C3（氮素基肥、1次蘗肥、2次蘗肥、1次穗肥、2次穗肥比例為47 ∶25 ∶15 ∶13 ∶0）、C4（氮素基肥、1次蘗肥、2次蘗肥、1次穗肥、2次穗肥比例為47 ∶25 ∶15 ∶13 ∶0）、C5（氮素基肥、1次蘗肥、2次蘗肥、1次穗肥、2次穗肥比例為47 ∶25 ∶15 ∶13 ∶0）5個處理，以完全不施肥作為CK，隨機排列，3次重復。小區長20.0 m、寬 4.8 m，面積 96.0 m2。各小區間為防肥水滲透，用PVC板打入地下15 cm，小區單排單灌。4月15日播種，5月20日機械移栽，行穴距30 cm ×16.0～18.0cm，基本苗數為 4～5株/穴。

各處理的基肥于春季旋耕整地前施入，1次穗肥（促花肥）、2次穗肥（保花肥）分別于水稻11.5、13.5葉齡期施入；C1處理的1、2次蘗肥分別于5.5～6.0、10.0～10.5葉齡期施入；C2處理的1、2次蘗肥分別于5.5～6.0、9.5～10.0葉齡期施入，C3處理的1、2次蘗肥分別于4.5～5.0、6.5～7.0葉齡期施入；C4處理的1、2次蘗肥分別于5.5～6.0、6.5～70葉齡期施入；C5處理的1、2次蘗肥分別于5.5～6.0、7.5～8.0葉齡期施入。磷肥分為50%底肥、50% 2次蘗肥，鉀肥分為67% 2次蘗肥、33%促花肥。其他栽培管理措施同大面積生產田。

1.3測定內容與方法

1.3.1產量構成在成熟期每小區選取具有代表性的植株5穴，調查每穴平均穗數，室內考種，測定穗粒數、結實率、千粒質量，計算產量。

1.3.2養分含量利用調查干物重的植物樣測定各處理移栽期、N-n期、拔節期、齊穗期、成熟期植株、籽粒（成熟期）氮含量。

1.4數據分析

應用Excel和DPS數據處理軟件進行分析。氮肥的吸收和利用效率的計算參照劉立軍等的方法[11]計算，具體如下：

氮肥利用率：施氮區與不施氮區植株、籽粒氮素積累量之差占施氮量的百分比。

氮素稻谷生產效率：單位面積水稻籽粒產量與單位面積植株氮素積累總量的比值。氮收獲指數：成熟期單位面積植株穗部氮素積累量占植株氮素積累總量百分比。氮肥農學利用率：施氮肥區與不施氮肥區稻谷產量之差與施氮量之比，即單位施氮量的產量增加量（單位：kg/kg）。

氮肥偏生產力：施氮肥區稻谷產量與施氮量之比。

2結果與分析

2.1緩釋復混肥與速效氮肥配比施用對水稻產量的影響

各處理的收獲穗數及穎花量均以C4處理最大，其次為C5、C3、C2、C1處理；各處理的每穗實粒數、結實率無顯著變化規律；各處理的千粒質量略有差異，C4處理的千粒質量較大，但各處理差異不明顯；產量以C4處理（10 921.90 kg/hm2）最高，分別比C1、C2、C3、C5處理提高10.43%、8.96%、3.94%、2.67%，與對照CK產量差異極顯著（表1）。

2.2緩釋復混肥與速效氮肥配比施用對水稻植株含氮量的影響

緩釋復混肥與速效氮肥配比施用對水稻各生育時期植株吸氮量有明顯影響，N-n期、拔節期、齊穗期水稻植株含氮量均以C4處理最大，其中N-n期C4處理水稻植株含氮量與C1、C5、CK處理差異極顯著；拔節期C4處理水稻植株含氮量與C1、CK處理差異極顯著；齊穗期C4處理水稻植株含氮量與C1、C2處理差異顯著，與CK處理差異極顯著。成熟期莖稈含氮量以C3處理最大，而籽粒含氮量以C4處理最大，且籽粒含氮量遠大于莖稈含氮量（表2）。結合整個生育期水稻植株含氮量隨著生育期的推進而逐漸減小的趨勢，說明隨著生育期的推進，水稻植株由營養生長向生殖生長轉化，生理代謝由氮代謝向碳代謝轉化，從而提高了植株的 C/N，降低了植株的含氮量，這在成熟期表現更為明顯。

2.3緩釋復混肥與速效氮肥配比施用對水稻植株吸氮量的影響

隨著水稻生育進程的推進，各處理水稻植株吸氮量不斷增加，且不同生育時期各處理水稻吸氮量呈多元變化（表3）。N-n期水稻植株吸氮量以C2處理最大，與C3處理差異顯著，與C5、CK處理差異極顯著。拔節期以C4處理吸氮量最大，與其他施肥處理差異不顯著，與CK處理差異極顯著。齊穗期、成熟期各處理水稻植株吸氮量呈現C4>C5>C3>C2>C1>CK的關系，以累計吸氮量最大的成熟期為例，處理C4的吸氮量最大，為175.38 kg/hm2，極顯著高于C1、C2及CK處理，分別較C1、C2、C3、C5、CK處理高出15.93%、1150%、596%、2.82%、159.08%。

2.4緩釋復混肥與速效氮肥配比施用對水稻植株各階段吸氮比例的影響

緩釋復混肥與速效氮肥配比施用對水稻植株各階段吸氮比例的影響表明，隨著水稻生育進程的推進，植株健壯生長，不斷自生長環境中吸取氮素，各處理在N-n期至拔節期這一階段的吸氮比例達到最大值，平均達到50%左右，齊穗至成熟期吸磷比例下降。移栽期、移栽至N-n期、N-n期至拔節期、拔節至齊穗期、齊穗至成熟期各處理階段吸氮量占其總吸氮量的比例為0.32%～0.83%、9.96%～17.21%、4167%～50.23%、18.66%～26.14%、17.15%～21.58%（表4）。不考慮吸氮比例較小的移栽期，移栽至分蘗期、分蘗至拔節期、拔節至齊穗期、齊穗至成熟期這4個階段吸氮比例之間的比例約為14 ∶46 ∶22 ∶18。

2.5緩釋復混肥與速效氮肥配比施用對水稻氮肥利用率的影響

各處理氮肥利用率以C4最高，達到46.58%，與C3處理差異顯著，與C1、C2處理差異極顯著，較同一施肥比例施肥時期不同的C3、C5處理分別高4.27%、2.08%。各處理間100 kg 籽粒吸氮量差異不大，C4處理的100 kg籽粒吸氮量最高。氮肥農學利用效率、氮肥偏生產力均呈現與氮肥利用率相同的趨勢，C4處理最高，C5、C3、C2、C1次之。各處理的氮素谷物生產效率則表現相反，C1處理最大，C2、C3、C5、C4次之。氮收獲指數以C4處理最大，達到了69.10%，與C2處理差異顯著，分別較C1、C2、C3、C5 提高了5.58%、865%、318%、098%（表5）。

緩釋復混肥與速效氮肥配比施用下氮肥利用率與100 kg籽粒吸氮量、氮肥農學利用效率、氮肥偏生產力極顯著正相關，與氮素稻谷生產效率極顯著負相關；100 kg籽粒吸氮量與氮肥農學利用效率、氮肥偏生產力極顯著正相關，與氮素稻谷生產效率極顯著負相關；氮肥農學利用效率與氮素稻谷生產效率極顯著負相關，與氮肥偏生產力極顯著正相關；氮素稻谷生產效率與氮肥偏生產力極顯著負相關。因此，亦可以將百千克籽粒吸氮量、氮肥農學利用效率、氮肥偏生產力作為衡量氮肥利用率高低的指標（表6）。

3討論與結論

曾建華等研究指出，控釋摻混肥對水稻有增產效果，與習慣施肥相比，等養分控釋摻混肥處理可增產7.1%[12]。王玉紅等研究表明，施用控釋尿素可節約21.5%氮肥，增加102%有效穗，增加13.6%產量[13]。緩釋肥優化了適應水稻營養需求的氮磷鉀配比，并對養分釋放進行分期調控，達到減少化肥用量和提高化肥利用效率的目的。在南方水稻田上，緩/控釋肥料氮的利用率可以高達72.3%[14]。使用緩/控釋肥料有利于養分效應提高和減少對環境污染[15]。王向峰等驗證自制的6種緩控釋肥料的肥效發現，6種自制肥料的氮素利用率在29.54%～46.43%，效果最好的肥料品種是普通尿素腐殖酸膨潤土組合[6]。鄭圣先等在水稻上的試驗表明，控釋氮肥能顯著地提高水稻氮素的吸收利用，控釋氮肥的氮肥利用率比尿素提高 375%[16]。陳劍秋研究指出，供試水稻產量以70%控釋尿素搭配 30%普通尿素作為氮源施用效果最好[17]。本試驗中1、2次蘗肥分別于5.5～6.0、6.5～7.0葉齡期施入的C4（氮素基肥、1次蘗肥、2次蘗肥、1次穗肥、2次穗肥比例為47 ∶25 ∶15 ∶13 ∶0）處理氮肥利用率最高，達到46.58%，與C3處理差異顯著，與C1、C2處理差異極顯著，較同一施肥比例施肥時期不同的C3（1、2次蘗肥分別于4.5～5.0、6.5～70葉齡期施入）、C5（1、2次蘗肥分別于5.5～6.0、7.5～8.0葉齡期施入）處理分別高4.27%、2.08%。由此可見，緩釋肥大地豐以基蘗肥形式施用條件下，適宜后移速效氮蘗肥的施入，尤其是1次蘗肥的后移更有利于水稻產量及氮肥利用率的提高。相關分析結果表明，可以將百千克籽粒吸氮量、氮肥農學利用效率、氮肥偏生產力作為衡量氮肥利用率高低的指標。

理想的緩/控釋肥料能夠根據作物生長發育的需求控制和供給養分的釋放速度，在植物需要的時候養分能夠釋放供其利用，在不需要的時候，則能保留在土壤中，基本上能消除養分在土壤中的淋溶和揮發等損失，并在很大程度上避免養分在土壤中固定[18-22]。試驗中基肥、1次蘗肥、2次蘗肥比例為47 ∶25 ∶15的C3、C4、C5處理與基肥、1次蘗肥、2次蘗肥比例為47 ∶15 ∶25的C2處理的產量、氮肥利用率均高于基肥、1次蘗肥、2次蘗肥比例為47 ∶28 ∶25的C1處理，表明在一定范圍內，在基肥施用量確定的基礎上，適當降低蘗肥的施入比例，追施穗肥，在實施定量施氮的前提上實現水稻精確定量栽培，可以獲得較高的產量和肥料利用率。在今后的工作中，應將磷鉀肥的施用也納入試驗中，與緩釋肥科學配比，不斷完善機插水稻精確定量施肥技術。

參考文獻：

[1]李慶逵，朱兆良，于天仁.中國農業持續發展中的肥料問題[M]. 南昌：江西科學技術出版社，1998：1-5.

[2]Hallberg G R. The impacts of agricultural chemicals on ground water quality[J]. Geo Journal，1987，15（3）：283-295.

[3]朱兆良.農田中氮肥的損失與對策[J]. 土壤與環境，2000，9（1）：1-6.

[4]居靜，吳海波，陳永林，等. 日本產包膜控釋氮肥對稻米品質的影響[J]. 江蘇農業科學，2015，43（2）：67-69，70.

[5]王玉峰.保氮素在黑土上的肥效試驗[J]. 黑龍江農業科學，2002（4）：23-24.

[6]王向峰，劉樹慶，寧國輝.緩控釋肥料的氮素利用率及控制效果研究[J]. 華北農學報，2006，21（增刊2）：38-41.

[7]楊晶秋，姚騰云，王作尊，等. 穩定型有機無機復合肥氮的釋放[J]. 華北農學報，2001，16（4）：97-99.

[8]王士強，趙海紅，顧春梅，等. 寒地水稻應用小黑龍緩控生態肥試驗[J]. 北方水稻，2014，44（6）：59-60.

[9]劉海林，林釗沐，羅微，等. 控釋肥料研究現狀、存在問題及對策①[J]. 熱帶農業科學，2014，34（5）：33-38.

[10]蔣曦龍，陳寶成，張 民，等. 控釋肥氮素釋放與水稻氮素吸收相關性研究[J]. 水土保持學報，2014，28（1）：215-220.

[11]劉立軍，桑大志，劉翠蓮，等. 實時實地氮肥管理對水稻產量和氮素利用率的影響[J]. 中國農業科學，2003，36（12）：1456-1461.

[12]曾建華，潘孝忠，吉清妹，等. 控釋摻混肥不同施用量對水稻產量的影響[J]. 廣東農業科學，2014，41（24）：72-75.

[13]王玉紅，王長松，陳莉萍，等. 控釋尿素在水稻上的應用效果研究[J]. 現代農業科技，2015（4）：26-27，38.

[14]呂玉虎. 水稻緩/控釋肥肥效與施用技術研究[D]. 鄭州：河南農業大學，2010.

[15]鄭圣先，聶軍，熊金英，等. 控釋肥料提高氮素利用率的作用及對水稻效應的研究[J]. 植物營養與肥料學報，2001，7（1）：11-16.

[16]鄭圣先，劉德林，聶軍，等. 控釋氮肥在淹水稻田土壤上的去向及利用率[J]. 植物營養與肥料學報，2004，10（2）：137-142.

[17]陳劍秋. 幾種新型緩控釋肥工藝及養分釋放特征研究[D]. 泰安：山東農業大學，2012.

[18]雋英華，官亮，孫文濤. 水稻土壤養分釋放特性對施氮模式的響應[J]. 江蘇農業科學，2014，42（7）：74-76.

[19]艾玉春，董搖月，汪吉東，等. 水稻產量主要養分限制因子及養分運籌應對技術研究[J]. 江蘇農業學報，2015，31（3）：558-563.

[21]于立芝，李東坡，俞守能，等. 緩/控釋肥料研究進展[J]. 生態學雜志，2006，25（12）：1559-1563.

[22]席運官，田偉，李妍，等. 太湖地區稻麥輪作系統氮、磷徑流排放規律及流失系數[J]. 江蘇農業學報，2014，30（3）：534-540.張亞靜，蔣禮玲，吳昆侖，等.