氮肥運籌對中稻武運粳24號產量、品質及氮肥利用率的影響

朱德進，宋 亞，黃 卉，王艷蓉

(江蘇省泰州市姜堰區農業委員會，江蘇 泰州 225300)

氮肥運籌對中稻武運粳24號產量、品質及氮肥利用率的影響

朱德進，宋 亞，黃 卉，王艷蓉

(江蘇省泰州市姜堰區農業委員會，江蘇 泰州 225300)

以姜堰一季中稻武運粳24號為研究對象，優化氮肥施用量和施肥次數，研究施氮策略對水稻產量和品質的影響。結果表明，葉片SPAD值對氮肥用量反應較靈敏。分蘗期葉片SPAD值以FFP+N(農民習慣加氮)處理最高，2年平均為42.9；在孕穗期和成熟期則以OPT(農民習慣減氮且優化施肥比例)處理最高，2年均值分別為39.3和37.7，顯著高于其他處理。OPT處理的穗數、穗粒數以及結實率有明顯提高，2年產量分別達7 855.0和8 366.6 kg·hm-2，顯著高于其他施氮處理。OPT處理的氮肥表觀利用率、氮肥農學利用率和氮肥偏生產力相對FFP分別提高23.6%、237.7%和9.5%。該試驗區適當降低氮肥用量，同時增加氮肥后期施用比例，可有效提高氮肥利用率和水稻產量。

水稻； 施肥方式； 施氮量； 氮肥利用率； 武運粳24號

水稻是我國主要糧食作物之一，其產量和品質對我國糧食安全起到至關重要的作用[1]。長江中下游地區是我國水稻主產區之一，近年來一季稻播種面積逐年擴大，其在江蘇省糧食生產中的地位也越來越重要[2]。然而現有調查數據表明，江蘇不同地區水稻氮肥用量水平變異大，同一地區不同農戶的肥料施用量和施用時期也不一致。另一方面，由于農村青壯年勞動力大量向城鎮轉移，當前的農事操作多由年長者操作，因此，農民為了方便常常將大部分的肥料做基肥施用，僅在后期追施少量氮肥，這些因素明顯限制了水稻產量和肥料利用率的提高，也直接影響著農民的經濟收入[3-4]。氮素作為影響水稻產量的主要因子之一，其運籌、調控措施應當根據當地土壤地力情況、氣候條件以及水稻各生育時期植株含氮量而定，這樣才能實現水稻的高產高效[4-5]。近年化肥用量高速增長，但作物產量卻增加緩慢，如何更加合理地指導農民施肥、提高作物產量和提高肥料利用率是當前養分管理上急需解決的問題。國際水稻研究所推出的水稻實時實地氮肥管理技術(real-time nitrogen management，RTNM)備受歡迎[6]。稻田實地氮肥管理技術與農民習慣施肥相比，可以降低氮肥用量，增加水稻產量，提高氮肥利用率[7-8]。本研究通過研究不同氮肥施用措施對江蘇省一季中稻產量、品質和氮肥利用率的影響，通過不同施氮方式的比較，探討在不減少水稻產量的前提下，如何降低氮肥用量、提高氮肥利用率，以及在增加氮肥施用量的情況下進一步獲得水稻高產的可能性，旨在指導農民經濟合理施肥，減少習慣施肥不合理性造成的肥料浪費和環境污染。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2015—2016年在江蘇省泰州市姜堰區梅垛村進行。前茬為小麥，供試土壤為高砂土，土壤pH(土水比為1∶1)為7.6，有機質含量為11.7 g·kg-1，有效磷為12.6 mg·kg-1，速效鉀為133.0 mg·kg-1，2年試驗所用水稻品種均為武運粳24號。

1.2 處理設計

設5個處理：CK不施肥；農民習慣FFP處理N 250 kg·hm-2(基肥∶分蘗肥∶穗肥60∶20∶20)，P2O5和K2O 均90 kg·hm-2(基肥)；FFP-N處理N 200 kg·hm-2(基肥∶分蘗肥∶穗肥60∶20∶20)，P2O5和K2O 均90 kg·hm-2(基肥)；FFP+N處理N 300 kg·hm-2(基肥∶分蘗肥∶穗肥60∶20∶20)，P2O5和K2O 均90 kg·hm-2(基肥)；OPT處理N 200 kg·hm-2(基肥∶分蘗肥∶穗肥20∶40∶40)，P2O5(基肥)和K2O(基肥∶穗肥50∶50)均90 kg·hm-2(基肥)。氮肥用尿素，磷肥用過磷酸鈣，鉀肥用氯化鉀。施肥前灌水，隨后施肥、耙地插秧。每個小區用40 cm高的PVC板間隔以防止竄水竄肥，實行單排單灌。2年試驗的水稻均于5月10日育苗，6月10日移栽，密度14 814株·hm-2，小區面積為4 m×6 m。每處理重復4次，隨機區組排列。灌水、除草、治蟲等田間管理措施與當地習慣相同。

1.3 測定項目和數據分析

分別在水稻分蘗期、穗分化期和成熟期用葉綠素儀(SPAD-502)測定植株最頂端完全葉的中間部位。每次重復16片葉，計算平均值。水稻收獲前，每小區隨機選取6蔸用于考查穗數、每穗粒數、結實率和千粒重等農學性狀。小區單打單收。植株和籽粒樣品氮含量經H2SO4-H2O2(V∶V5∶1)消煮，采用流動注射分析儀(FIAstar5000，Sweden)測定。收獲后的水稻籽粒用近紅外谷物分析儀(Infratec 1241 grain analyzer)測定精米的直鏈淀粉和蛋白質含量，其他稻米品質指標按國家農業部NY/T-593—2002 標準進行測定。試驗數據采用Excel和SPSS軟件進行數據處理和分析。

表觀利用率=(施肥區吸氮量-CK吸氮量)/施氮量；

農學利用率=(施肥區產量-CK產量)/施氮量；

偏生產力=施肥區產量/施氮量。

2 結果與分析

2.1 對水稻SPAD值的影響

施氮方式對不同生育時期水稻葉片SPAD值具有顯著影響(表1)。從2015年試驗結果看，水稻分蘗期SPAD值有隨氮用量的增加而增加的趨勢，CK處理葉片SPAD值最低，僅為32.3。而FFP處理相對CK提高43.3%，SPAD值達到46.3。FFP-N處理相對FFP的SPAD值略有下降，但兩者并無顯著差異。FFP+N處理的SPAD值最高，為48.3，相對CK和FFP分別增加49.6%和4.3%。在水稻孕穗期不同處理葉片SPAD值變化規律與分蘗期略有不同。該時期葉片SPAD值最低的仍為CK處理，僅為28.1，顯著低于其他施氮肥處理；SPAD值最高的為OPT處理，達到42.5，相對CK和FFP分別增加51.2%和12.7%，差異達顯著水平。到水稻成熟期，CK、FFP和FFP-N處理葉片SPAD值之間無顯著差異，平均為30.2；而OPT處理仍然為最高值37.9，相對CK和FFP，顯著提高26.3%和23.1%。相同試驗處理下年際間水稻葉片SPAD值有較大的變化，但對于不同氮肥處理間的差異規律并無顯著影響。2016年試驗結果顯示，不同生育時期CK處理SPAD值均為最低。分蘗期水稻葉片SPAD值最高為FFP+N處理，孕穗和成熟期葉片SPAD值仍然以OPT處理最高，分別為36.1和37.5，相對同年的FFP均有8.7%～19.0%的增幅，差異顯著。

表1 施氮方式對不同生育時期水稻葉片SPAD值的影響

2.2 對水稻農學性狀和產量的影響

施氮方式對水稻農學性狀的影響各有差異(表2)。水稻株高隨著施氮量的增加有逐漸增加的趨勢，但除CK最低外，不同施氮處理間無顯著差異，2年試驗結果均表現相同的趨勢。2年試驗結果均表明，施氮處理下對水稻穗長的影響并不大。不同施氮處理顯著影響了水稻穗數，2015年穗數最高為OPT，達到234個·m-2，相對CK和FFP分別提高65.0%和12.9%。2016年水稻穗數仍然以OPT處理最高，其相對CK和FFP分別提高35.6%和8.4%。每穗粒數的變化規律與穗數相同，2年試驗結果均以OPT處理最高，平均達147.7個，相對CK和FFP分別增加14.8%和9.3%，差異顯著。而千粒重則相反，水稻千粒重最高的為CK處理，2年平均值為29.6 g，而OPT處理千粒重平均值僅為26.5 g，相對CK降低6.4%。水稻結實率同樣為CK最高，施氮處理相對降低，其中FFP+N處理下降幅度最大，該處理2年相對CK平均下降10.6%，差異均達顯著水平。但不同施氮處理間結實率并無顯著差異。從水稻產量看，施氮方式對其具有顯著影響，2015年不施氮的CK產量最低，僅為4 967.8 kg·hm-2；產量最高的為OPT處理，達7 855.0 kg·hm-2，相對CK和FFP分別增加58.1%和12.3%，差異顯著。2016年水稻產量相對2015總體升高，最高的仍為OPT處理，相對CK和FFP分別增加39.1%和8.2%，差異達顯著水平。

表2 施氮方式對收獲期水稻農學性狀和產量的影響

注：同年各處理間無相同小寫字母表示差異顯著。表3～4同。

2.3 對水稻氮肥利用率的影響

施氮方式顯著影響水稻的氮肥利用率(表3)。從表觀利用率結果看，2年均為FFP+N處理最低，平均為27.6%，最高為OPT處理，平均為40.4%，其相對FFP、FFP-N和FFP+N分別平均提高23.6%、22.5%和24.2%，差異顯著。2年氮肥農學利用率則以FFP+N處理最低，OPT處理最高。OPT相對FFP+N處理平均增加了84.9%，差異顯著。氮肥偏生產率的結果與農學利用率類似，OPT處理最高，FFP+N處理最低。2年增幅的均值達到62.0%，差異顯著。氮肥農學利用率在年際間變化較大，OPT處理最高，平均為13.1 kg·kg-1，總體表現為OPT>FFP-N>FFP+N、FFP。氮肥偏生產力表現同樣的變化，OPT處理2年均值達40.6 kg·kg-1，其他處理大小順序為OPT>FFP-N>FFP+N、FFP，差異顯著。

表3 施氮方式對水稻肥料利用率的影響

2.4 對水稻品質的影響

施氮方式對于水稻不同的營養指標的影響不同。表4結果顯示，稻米出糙率受施氮方式影響不大，基本保持在75%～77%。精米率的變化規律總體表現為OPT最高，2年平均為74.2%。蛋白質含量受施氮方式的影響最明顯，均為FFP+N處理最高，2年均值為8.8%，相對最低的CK平均提高18.5%，差異顯著。直鏈淀粉的含量則表現相反的變化，即不施氮肥的CK處理為最高值，FFP和OPT處理直鏈淀粉含量則較低，但不同處理間差異并未達到顯著水平。施氮方式對水稻堿消值的影響較小，2年不同處理的變異基本保持在6.3～6.6，差異不顯著。

表4 施氮方式對水稻品質的影響

3 討論

采用葉綠素儀測水稻葉片SPAD值來指導水稻氮肥施用的相關研究較多，該方法操作簡單高效，已被相關的研究學者推廣在水稻精量施肥上，在減少氮肥施用、提高氮肥利用效率、提高水稻產量上效果明顯[7,9]。本文研究結果再次證明了水稻葉片SPAD值對于氮肥施用方式和用量的快速反應。FFP和FFP+N處理由于氮肥多集中在基肥施用，其分蘗期葉片SPAD值較大。而由于后期水稻需肥量大，但氮肥追肥比例又不足，所以這2個處理后期葉片SPAD值較小，表現出一定的養分供應不足的征兆。而對于氮肥后移處理(OPT)，增加穂肥和粒肥用量和比例，可有效減緩功能葉片衰老，利于提高其光合速率和延長光合功能期，最終有利于產量提高。同時從本試驗結果看，不同時期葉片SPAD值與當期施氮水平具有一定的指示作用，所以對有條件的區域，可通過手持葉綠素儀來監測葉片的變化，從而高效指導施肥[9]。

氮肥施用方式對水稻株高、穗長的影響較小，而對每穗粒數、千粒重和結實率影響顯著。常規的施肥比例下，一味地增加氮肥投入會降低水稻千粒重和結實率，因此這種施肥方式對于水稻產量的提升幅度有限，且不同年際間變異較大。所以對水稻產量的追求不能過多地依靠提高氮肥的施用量，尤其在當前氮肥用量水平較高的前提下。本文的OPT處理針對氮肥總量過多、基肥用量大的情況進行適當調整，降低氮肥總水平的同時，提高分蘗期和孕穗期的施用比例。結果表明，這種方式可在保證單位面積穗數的同時，提高每穗粒數及結實率，保障水稻高產的形成[10]。

現有文獻研究結果表明，我國水稻氮肥表觀利用率偏低。究其原因，一方面源于氮肥過量施用。本研究結果同樣證明這一點[8-9]。相同種植條件下，2年FFP+N處理的氮肥表觀利用率均低于FFP處理，可見在不改變氮肥施用方式的前提下，通過單一地提高肥料用量能一定程度增加水稻產量，但會面臨氮肥表觀利用率下降的風險。這一點在追求綜合效益時要綜合考慮。另一方面是施肥方式不合理。本試驗區的稻田多為小農戶種植，且多為年長的老人。所以為了方便操作，常將大量的尿素做基肥施用，追肥比例很小。大量氮肥用作基肥，在水稻需氮量少的苗期會存在大量損失的風險，導致水稻后期吸收不足，氮肥表觀利用率偏低。當適當降低氮肥施用水平，將氮肥用在需肥多的中后期，可顯著提高肥料利用效率和產量[11]。

稻米品質受水稻品種和生長環境等因素影響，氮肥施用方式的調整影響著水稻的營養環境。本試驗條件下水稻蛋白質含量受氮肥施用方式的影響較大，總體表現為施氮量越大、后期氮肥施用比例越高，則稻米蛋白質含量越高，這與現有研究結果基本一致[12]，再一次證明了合理施氮下，氮肥運籌的調節對于水稻品質的改善作用要大于氮用量。

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收入日期：2017-06-28

國家重點研發計劃(2016YFD0200805)；江蘇省自主創新資金(cx(16)1001)

朱德進(1966—)，高級農藝師，本科，從事水稻與小麥肥料養分高效利用機理方面的研究，E-mail：314419130@qq.com。

文獻著錄格式：朱德進，宋亞，黃卉，等. 氮肥運籌對中稻武運粳24號產量、品質及氮肥利用率的影響[J].浙江農業科學，2017，58(10)：1690-1693.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171002

S511

A

0528-9017(2017)10-1690-04

(責任編輯張瑞麟)