紅壤稻田上氫醌施用下的節氮效應研究

歐陽建平 俞歩云 夏桂龍

摘 要：為明確紅壤稻田氫醌配施的節氮效果，通過設置不同尿素施用量和氫醌的配比試驗，測定和分析水稻的產量、產量構成和氮肥利用率。結果表明：在0.5%的氫醌配施下，早稻季不同氮肥用量之間差異不顯著，晚稻季以施純氮140～160kg/hm2處理的產量明顯高于其他處理。這主要與該處理的有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重等均顯著提高有關。進一步結合擬合方程發現，在配施0.5%的氫醌前提下，紅壤稻田晚稻季最佳的施氮量為134.42～141.42kg/hm2，最高產量為8544.03kg/hm2，最大的氮肥農學效率為28.19kg/kg。

關鍵詞：氫醌；雙季稻；氮肥用量；水稻產量；氮肥利用率

中圖分類號 S143.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）09-0050-04

Effects of Hydroquinone Application on Nitrogen Reduction in Paddy Fields of Red Soil

Ouyang Jianping et al.

（Institute of Agriculture Science，Plantation of Dengjia Town of Jiangxi Province，Yujiang 335200，China）

Abstract：In order to clarify the effect of hydroquinone with nitrogen fertilizer in paddy field of red soil.The field experiment was carried out which included different urea rates with hydroquinone，then，the yield，yield composition and nitrogen use efficiency of rice were determined and analyzed.The results showed that：there was no significant difference among all treatments in early rice，but the yield was higher in application of 140～160kg/hm2 nitrogen fertilizers than other treatments.This reason was mainly related to the effective panicle number per panicle，grain number per panicle，maturing rate and 1000-grain weight.It was found that the optimum nitrogen application rate was 134.42～141.42kg/hm2，the maximum yield was 8544.03kg/hm2，and the maximum nitrogen use efficiency was 28.91kg/kg.

Key words：Hydroquinone；Double-cropping rice；Nitrogen fertilizer rate；Rice yield；Nitrogen use efficiency

尿素是當前農業生產中應用十分廣泛的一種氮肥，當尿素進入土壤中，在脲酶的作用下水解成銨態氮之后被作物吸收[1]。但是，由于脲酶對尿素的分解較快，導致作物后期供氮量不足，再加上不合理的施肥技術和田間管理技術，導致我國農田氮肥利用效率普遍較低[2-4]。減少稻田氮素損失，提高氮肥利用率的途徑和措施較多，其中對肥料本身進行改型改性，減緩、控制肥料的溶解和釋放速度，開發出符合作物養分吸收動態的新型緩控釋肥料，已成為國內外眾多研究者關注的熱點。與普通商品肥料相比，緩控釋氮肥在提高氮肥利用率等方面具有許多優點[5-6]，但是受作物品種、土壤性質等環境因素的影響，不同控釋肥料養分釋放特性會有很大不同，從而導致肥料的養分供給與植物需求不能同步，再加上緩控釋肥料價格遠遠高于常規肥料，難以為農民接受，所以很難在生產中推廣[7-8]。因此，開發既能獲得高產又能最大限度地提高肥料利用率并減輕對環境的壓力的肥料利用新技術，對于保障糧食安全、保護生態環境具有極其重要的意義。

通過添加氫醌等脲酶抑制劑來延緩尿素的水解進程是提高氮肥利用率的重要途徑之一[9-10]。但是，氫醌在土壤發揮作用受到土壤類型、pH和水分狀況等土壤理化性質、加入的有機物質以及尿素的濃度等因素的影響[11]。在紅壤稻田上，有關氫醌添加技術的研究則鮮有報道，因此，本研究通過研究不同尿素施用量和氫醌的配比試驗，測定和分析水稻的產量和氮肥利用率，以期明確紅壤稻田氮肥的減施比例，從而更好地服務于江西省的糧食增產和農業可持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于江西省鷹潭市余江縣（28°15′N，116°55′E），地處中亞熱帶，年均氣溫18.1℃，≥10℃積溫6480℃，年降雨量1537mm，年蒸發量1150mm，無霜期約為289d，年日照時數1950h。試驗土壤為第四紀紅粘土發育的紅壤性水稻土，試驗前土壤性質為：pH5.65，有機質21.22g/kg，全氮1.41g/kg，全磷0.88g/kg，全鉀12.34g/kg。堿解氮89.35mg/kg，有效磷21.34mg/kg，速效鉀109.22mg/kg。

1.2 試驗設計 采用單因素隨機區組設計，設7個處理，包含：（1）CK，不施氮肥和氫醌；（2）N180，純氮施用量180kg/hm2，不施氫醌；（3）N180HQ，純氮施用量180kg/hm2，配施氫醌0.5%（以折算為尿素的用量為基準）、（4）N160HQ，純氮施用量160kg/hm2，配施氫醌0.5%；（5）N140HQ，純氮施用量140kg/hm2，配施氫醌0.5%；（6）N120HQ，純氮施用量120kg/hm2，配施氫醌0.5%；（7）N100HQ，純氮施用量100kg/hm2，配施氫醌0.5%；3次重復，小區面積20m2（5m×4m）。所有處理磷、鉀肥用量一致（早稻和晚稻的P2O5為75kg/hm2和60kg/hm2，K2O分別為150kg/hm2和180kg/hm2）。試驗中氮肥、氫醌和磷肥均作基肥一次性施用；鉀肥為氯化鉀，按照4∶3∶3比例分基肥、分蘗肥和孕穗肥施用。水稻品種早稻為德農88，晚稻為汕優456，均為雜交稻。育秧方式采用塑料秧盤育秧，早稻覆膜，播種時間為3月22日，移栽時間為4月22日，晚稻播種時間為6月23日，移栽時間為7月23日。栽插規格參考當地習慣，行株距為20cm×20cm，雙本移栽。水稻的播種、移栽、水分管理等日常管理措施保持一致并與當地習慣相同。試驗期間，嚴格防控病蟲草為害，確保試驗結果準確可靠。

1.3 測定指標 （1）水稻籽粒產量：在早晚稻成熟期，每個小區單打單收，測定籽粒產量。（2）水稻產量構成：在早晚稻成熟期，每個小區采集1m2樣品，帶回室內考種，測定株高、穗數、穗長、穗粒數、結實率和千粒重。（3）氮肥農學利用率（%）=（施肥區的水稻產量-不施肥區的水稻產量）/氮肥用量×100。所有數據均采用Excel 2003進行整理，統計分析采用SPSS 16.0進行，不同處理的差異顯著性采用LSD進行（p<0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥用量配施氫醌對水稻籽粒和生物產量的影響 不同氮肥用量與氫醌配施對水稻產量的影響見圖1。從圖1可以看出，在配施0.5%的氫醌前提下，施純氮140～160kg/hm2即可以獲得單施純氮180kg/hm2的水稻產量，而晚稻甚至有顯著的增產效果。紅壤稻田純氮的用量在140kg/hm2以上，配施氫醌下各處理的早稻產量沒有明顯差異；而施氮量低于140kg/hm2時，早稻的產量明顯降低。在晚稻季，配施0.5%的氫醌前提下施純氮140～160kg/hm2的產量明顯高于其他處理；施氮量增加到180kg/hm2時晚稻的產量反而出現明顯下降。這表明：紅壤稻田配施一定比例的氫醌可以在獲得較高產量的前提下明顯降低氮肥的投入。

2.2 不同氮肥用量配施氫醌對水稻產量構成的影響 氫醌與不同氮肥用量尿素配施對水稻的產量構成有明顯影響（表1），其中影響最大的因子是有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重。和水稻的產量差異基本一致，施氮量在140kg/hm2以上處理的早稻產量構成因子之間沒有明顯差異；但是晚稻季施氮量為140kg/hm2、配施0.5%氫醌處理的產量構成因子中有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重等因子均高于其他處理，這也是導致該處理晚稻產量最高的主要原因。

2.3 不同氮肥用量配施氫醌對早晚稻氮肥農學效率的影響 隨著氮肥用量的增加，氮肥的農學利用率表現出先增加后下降的趨勢（表2），早晚稻都表現出N140HQ處理氮肥的農學效率最高，其中晚稻試驗中，不同處理之間的差異明顯，其中N140HQ和N120HQ顯著高于其他處理。

2.4 配施氫醌下紅壤稻田合理的氮肥用量 從氮肥用量和水稻產量及氮肥農學效率的擬合曲線來看，早稻季的擬合方程均不顯著，則晚稻季則呈極顯著水平（p<0.01）（圖1、圖2）。通過擬合方程計算獲得晚稻季合理的氮肥用量為141.42和134.42kg/hm2，最高產量為8544.03kg/hm2，最大的氮肥農學效率為28.19kg/kg（表3）。

3 討論

很多研究表明，復合肥或尿素配施一定比例的氫醌可以顯著提升作物的氮肥利用率[12-13]，但有關氫醌配施下不同氮肥用量的產量表明還鮮有報告。本研究結果表明，在0.5%的氫醌配施下，早稻季不同氮肥用量之間差異不顯著，這可能與早稻季基肥施用時氣溫較低有關[14]，但具體原因還有待進一步研究。晚稻季施純氮140～160kg/hm2的產量明顯高于其他處理，施純氮140～160kg/hm2處理的有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重等均顯著提高。

在本研究中，晚稻季配施氫醌下氮肥用量與水稻產量和氮肥農學效率的關系可以用二次曲線進行擬合，這與沒有氫醌配施的研究相一致[16-17]。但是，由于本研究中早稻季的產量差異不顯著，導致配施氫醌下氮肥用量與早稻的產量和氮肥農學效率不存在顯著的相關關系。但從晚稻季的擬合方程可以得出，紅壤稻田的合理的氮肥用量為134.42～141.42kg/hm2，這一結果明顯低于雙季稻區目前推薦的氮肥用量（150kg/hm2以上）[18-19]。這說明，配施氫醌可以使晚稻季的氮肥施用量減少5.72%～10.39%。

4 結論

不同氮肥用量與氫醌配施可以顯著影響水稻產量、產量構成和氮肥農學效率，尤其是在晚稻季。在配施0.5%的氫醌前提下，紅壤稻田晚稻季最佳的施氮量為134.42～141.42kg/hm2，最大的產量為8544.03kg/hm2，最大的氮肥農學效率為28.19kg/kg。

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（責編：張宏民）