控釋肥不同用量對水稻產量及土壤養分含量的影響

蔡玉金，郭新松

(1.莒縣農業局 山東莒縣 276599； 2.山東省腐植酸高效利用工程技術研究中心/山東農大肥業科技有限公司 山東泰安 271000)

水稻是我國三大糧食作物之一，化肥在水稻栽培中具有重要作用。傳統的水稻施肥模式是基肥與追肥相結合，追肥次數一般為1～3次(返青肥、分蘗肥和穗肥等)，此種施肥模式不僅費時、費力，而且造成肥料的無效利用和資源浪費，還會引起土壤和水體環境污染[1- 2]。普通化學肥料養分釋放速率快，且養分釋放速率與植物吸收養分規律不同步，造成化肥利用率低[3]。

緩/控釋肥具有養分有效供應期長、利用率高、省肥等效果，其在玉米、小麥等旱田糧食作物中的應用研究較多，而水稻種植環境復雜，推廣應用緩/控釋肥存在較大難度[4]。鄭圣先、陳建生等研究表明[5- 6]，緩/控釋肥處理在水稻整個生育期的供氮水平較高，為水稻旺盛生長提供了良好的營養環境。Shen A.L.等研究表明[7]，施用緩/控釋肥所形成的龐大、分布深廣的根系為水稻健壯、旺盛生長及形成高產群體奠定了良好基礎。唐栓虎等研究表明[8]，施用控釋肥的水稻莖基部粗度顯著大于普通施肥，同時莖根比降低、深層根增多、根深指數增大，且地上部和地下部生長協調，植株重心降低，抗倒伏能力明顯增強。針對控釋肥增產機理已有較多研究報道，而針對水稻種植過程中控釋肥的用量探索尚未見相關的研究。為探索化肥和農藥雙減模式下的水稻控釋肥的應用，采用不同用量控釋肥基施與常規施肥方式進行對比試驗，以期為水稻控釋肥的大面積推廣應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省莒縣閻莊鎮徐家當門村，該區位屬溫帶半濕潤季風氣候，常年平均降雨量789 mm，60%以上的降雨集中在6月至9月，雨熱同季；年平均氣溫14.5 ℃，年平均≥0 ℃的積溫4 659 ℃，年日照數2 439 h，光熱資源豐富；全年無霜期240 d。供試土壤堿解氮69.5 mg/kg、有效磷59.2 mg/kg、速效鉀26.9 mg/kg。

1.2 試驗方法及設計

供試水稻為臨稻16，播種前用石灰水浸種。2016年5月2日開始育苗，6月13日灌水泡田，6月14日插秧和井灌。各處理畝(1畝=666.67m2，下同)墩數19 000，墩苗數5.6，基本苗100 000。田間管理：7月7日開始晾田，7月8日用吡蟲啉+高氯·甲維鹽+苯甲·多菌靈葉面噴施防病治蟲，7月16日用高氯·甲維鹽+苯甲·多菌靈+氨基酸葉面肥葉面噴施，7月25日噴菌核凈，8月3日噴井崗霉素，抽穗前噴施三環唑以預防穗頸瘟病。

供試肥料：控釋肥(27- 8- 10)由山東農大肥業科技有限公司提供，控氮比70%，w(腐殖酸)=3%；生物有機肥由六國化工有限公司提供，w(有機質)=60%，有效活菌數2億/g，w(N+P2O5+K2O)=10%。

試驗共設4個處理：CK，對照，習慣施肥，普通復合肥(27- 8- 10)55.0 kg/畝+生物有機肥(15.0 kg/畝)+尿素(14.5 kg/畝)，其中5.5 kg/畝尿素于插秧前撒施，9.0 kg/畝尿素于2016年6月22日撒施；K1，控釋肥60.0 kg/畝+生物有機肥15.0 kg/畝，插秧前撒施；K2，控釋肥70.0 kg/畝+生物有機肥15.0 kg/畝，插秧前撒施；K3，控釋肥80.0 kg/畝+生物有機肥15.0 kg/畝，插秧前撒施。各處理在7月16日結合防病治蟲噴施氨基酸葉面肥，其他時間未追肥。每個處理的種植面積為1.01畝。

1.3 測定指標與分析

分蘗消長變化調查：各處理插秧后固定點位，同一行上連續數10墩計總莖蘗數，每隔4～5 d調查1次，重復2次。

產量計算：機械收獲，實打計產，雜質和損耗不計，稱重時用日本進口谷物水分測試儀測試水分，并按14.5%折實計算畝產量。

節間長度測量：收獲前各處理取2墩，室內結合考種進行。

數據采用Excel和SAS軟件進行計算與統計分析，運用LSD法檢驗差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻產量的影響

不同處理對水稻產量的影響如表1所示。

表1 不同處理對水稻產量的影響

處理畝產量/kg增產率/%K1626．06．0K2622．15．4K3638．28．1CK590．3

從表1可看出：控釋肥處理的水稻產量均高于對照處理，水稻增產幅度在5.4%～8.1%，其中以控釋肥80 kg/畝用量水平下的水稻產量最高，增產幅度為8.1%；在該地塊地力水平下，控釋肥用量60～80 kg/畝范圍內，控釋肥減少用量對水稻產量的影響并不明顯。

2.2 不同處理對水稻分蘗消長變化的影響

不同處理對水稻分蘗消長的觀測記錄如表2所示。

表2 不同處理對水稻分蘗消長的觀測記錄 株

注：1)觀測記錄為10墩的莖蘗數

從表2可以看出：控釋肥處理的最高分蘗期基本集中在7月9日前后，而對照處理則出現在7月14日，即控釋肥處理的水稻最高分蘗期較對照處理提前5 d左右；不同控釋肥處理間分蘗高峰期出現的時間差別并不明顯。對照處理分蘗高峰期延遲，說明對照處理追施尿素后，延長了分蘗期，使其最高分蘗期延后。

符建榮研究指出[9]，緩/控釋肥料養分釋放緩慢、均衡，水稻分蘗期植株得到的營養較少，特別是氮素營養相對較少，因此分蘗不快，分蘗勢不強，高峰苗比對照處理少，有效穗數比對照處理略少，但成穗率比對照處理高。本研究從分蘗成穗率上看，K3處理分蘗成穗率73.6%，K2處理分蘗成穗率75.5%，K1處理分蘗成穗率74.6%，對照處理分蘗成穗率71.4%，不同處理之間并無明顯差別，但控釋肥處理的分蘗成穗率均高于對照處理，說明施用控釋肥有利于提高水稻的分蘗成穗率。

稻株抗倒伏性能對水稻高產穩產有至關重要的影響[10]。如圖1所示：與對照處理相比，不同控釋肥處理對稻株莖節的影響各有不同，穗下莖節和倒二莖節長度整體高于對照處理，表明控釋肥肥效穩長；不同控釋肥處理的稻株倒五和倒六莖節長度均低于對照處理，說明控釋肥能縮短稻株基部節間長度，從而有利于提高稻株抗倒伏性能。

圖1 不同控釋肥處理對稻株節間長度的影響

2.3 不同處理對土壤硝態氮和銨態氮含量的影響

高水平氮素養分供應是水稻增產的營養基礎。采集水稻生長中期土壤樣品進行土壤無機態氮含量分析化驗，結果(圖2)顯示除K1處理的土壤無機態氮含量稍低于對照處理(原因是K1處理的氮素投入量比對照少約25%)外，K2以及K3處理的土壤無機態氮含量分別比對照處理高3.12%和10.89%。試驗結果表明，等量氮素投入或減少12%氮素投入的情況下，均能提高土壤無機態氮含量，從而形成比較穩定、均衡的氮素供應狀態，有助于水稻高產穩產。

圖2 不同處理對土壤無機態氮含量的影響

綜上說明：控釋肥在水稻開花孕穗及灌漿期間實現了較好的氮素供應，為增產提供了養分條件；在水稻生長中后期，土壤硝態氮和銨態氮含量高于對照處理，保證了水稻籽粒灌漿，滿足水稻對氮素的吸收利用，從而提高了水稻產量。

2.4 不同處理對土壤有效磷含量的影響

氮、磷、鉀中任何一種元素不足都將導致作物生長發育異常和產量降低。由最小養分定律可知，這種虧缺的元素便成為生產中的障礙因子，是施肥時首要解決的問題。水稻施用磷肥后，稻株生育良好，分孽正常，提早成熟，產量提高。近年來的研究表明，植物葉片細胞質中的無機磷酸鹽通過葉綠體膜上的“磷酸運轉器”控制著光合初產物，但磷肥容易沉淀，這些因素都會造成肥效期短、肥料利用率低，對生態環境影響較大。

如圖3所示，與對照處理相比，不同用量控釋肥處理的土壤速效磷含量在水稻拔節期分別提高4.32%，5.16%和10.23%，而在水稻成熟期分別提高2.52%，2.78%和6.57%。控釋肥的控氮作用對土壤磷素的保育有正效應，表明適量控氮有利于促進水稻對磷的吸收和積累。

圖3 不同處理對土壤有效磷含量的影響

2.5 不同處理對土壤速效鉀含量的影響

鉀對增進水稻代謝功能及增強水稻抗逆性都十分重要，特別是在增施氮肥和磷肥時，施用鉀肥的作用更顯得重要。但隨著產量的不斷提高，水稻從土壤中所攝取的養分也隨之增加。在水稻種植過程中，往往只重視氮肥和磷肥的施用，而輕視鉀肥的施用，以致大多數地區土壤中的鉀已不能滿足水稻高產的需求，成為水稻高產的限制因素。

如圖4所示，在水稻拔節期，不同用量控釋肥處理的土壤速效鉀含量較對照處理分別提高4.89%，10.17%和23.56%；在水稻成熟期，不同用量控釋肥處理的土壤速效鉀含量分別比對照處理提高3.44%，6.23%和13.21%。結果表明，控釋肥能協同提高土壤速效鉀的含量，可為水稻對鉀素的需求提供保障。

圖4 不同處理對土壤速效鉀含量的影響

2.6 不同處理對土壤電導率的影響

肥料本身就是一種鹽分離子，如果在作物生長初期養分濃度過大，會引起燒苗。土壤電導率是反映土壤養分的重要指標，通過檢測土壤電導率大小，即可判斷土壤鹽分含量。李方敏等的研究表明[11]，控釋尿素的氮素初期養分釋放量較少，氮養分濃度較低，不會超過水稻的耐鹽閾值，從而保證水稻幼苗正常生長。焦曉光的研究表明，控釋尿素基本不會影響水稻幼苗的正常生長，反而可促進水稻的分蘗。

圖5 不同處理對土壤電導率的影響

如圖5所示：在水稻苗期，不同用量控釋肥處理的土壤電導率均小于對照處理，這是由于控釋肥對養分的控釋作用，在水稻生長初期養分濃度較低，土壤電導率較小，降低幅度達到15.5%～32.9%，表明氮素的控釋效應能降低土壤電導率；在抽穗期，對照處理的土壤電導率與不同用量控釋肥處理的差異不大，這是由于在水稻抽穗期，對照處理增施尿素，土壤中的養分濃度有一定升高，而控釋肥的氮素養分釋放達到一定值，此時土壤中的養分濃度則有利于促進水稻生長。

3 結語

(1) 不同控釋肥用量處理的水稻產量均高于對照處理，增產幅度在5.4%～8.1%，其中以控釋肥用量80 kg/畝的產量最高。

(2) 控釋肥處理的水稻整體最高分蘗期較對照處理提前5 d左右，同時能縮短稻株基部節間長度，有利于提高抗倒伏性能。

(3) 控釋肥料既有控氮又有保氮作用，在等量氮素與減量12%氮素投入條件下，土壤無機態氮含量仍分別增加10.89%和3.12%。

(4) 與對照處理相比，不同用量控釋肥處理的土壤速效磷含量提高4.32%～10.23%(拔節期)和2.52%～6.57%(成熟期)，土壤速效鉀含量提高4.89%～23.56%(拔節期)和3.44%～13.21%(成熟期)，即控氮作用對土壤磷素和鉀素的保育有正效應。

參考文獻

[1] 謝春生，唐拴虎，徐培智，等.一次性施用控釋肥對水稻植株生長及產量的影響[J].植物營養與肥料學報，2006(2)：177- 182.

[2] SATO T, SHIBUTA K, SAIGUSA M, et a1. Single basal application of total nitrogen fertilizer with controlled release coad urea on non- tilled culture[J]. Jpn J Crop Sci，2008(3)：408- 413.

[3] 黃旭，唐拴虎，徐培智，等.一次性施用控釋肥料對超級稻生長及產量的影響[J].廣東農業科學，2006(9)：16- 19.

[4] 焦曉光，羅盛國，聞大中.控釋尿素施用對水稻吸氮量及產量的影響[J].土壤通報，2003(6)：525- 528.

[5] 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(2)：137- 142.

[6] 陳建生，徐培智，唐拴虎，等.一次基施水稻控釋肥技術的養分利用率及增產效果[J].應用生態學報，2005(10)：1868- 1871.

[7] SHEN A L, LIU C Z, ZHANG F S, et al. Effects of different application rate of urea on the growth of rice and N fertilizer utilization ratio under water leakage and non- leakage conditions [J]. Chinese J of Rice Sci，1997(4)：231- 237.

[8] 唐拴虎，陳建生，徐培智，等.控釋肥料氮素釋放與水稻吸收動態研究[J].土壤通報，2004(2)：186- 190.

[9] 符建榮.控釋氮肥對水稻的增產效應及提高肥料利用率的研究[J].植物營養與肥料學報，2001(2)：145- 152.

[10] 李偉波，吳留松，廖海秋.太湖地區高產稻田氮肥施用與作物吸收利用的研究[J].土壤學報，1997(1)：67- 73.

[11] 李方敏，樊小林，陳文東.控釋肥對水稻產量和氮肥利用效率的影響[J].植物營養與肥料學報，2005(4)：494- 500.