?不同氮肥抑制劑對(duì)湖南早稻生產(chǎn)的影響?

摘 要：采用盆栽試驗(yàn)研究了不同氮肥抑制劑對(duì)湖南早稻生產(chǎn)的影響。結(jié)果表明：添加氮肥抑制劑有利于增強(qiáng)水稻分蘗能力，提高水稻葉綠素SPAD值;與常規(guī)施肥相比，添加NAM復(fù)合型抑制劑后稻谷產(chǎn)量增加了15.9%，稻草生物量增加了15.2%，氮、磷肥料利用率分別提高24.4、14.0個(gè)百分點(diǎn)。這表明NAM復(fù)合型抑制劑是湖南早稻生產(chǎn)適宜的氮肥抑制劑，可在各水稻產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氮肥抑制劑;早稻;產(chǎn)量;肥料利用率;湖南

中圖分類號(hào)：S147.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2018）11-0046-04

Effects of Different Inhibitors on Early Rice Production in Hunan

TIAN Fa-xiang，XIE Yun-he，LIU Sai-hua，LIU Zhao-bing，JI Xiong-hui

（Hunan Institute of Agro-Environment and Ecology， Key Lab of Prevention， Control and Remediation of Soil Heavy Metal Pollution in Hunan， Key Laboratory of Agro-Environment in Midstream of Yangtze Plain， Minister of Agriculture， Changsha 410125， PRC）

Abstract： Pot experiments were conducted to study the effects of different nitrogen fertilizer inhibitors on the production of early rice in Hunan province. The results showed that adding nitrogen fertilizer inhibitors could prolong tillering time and increase SPAD value of chlorophyll in rice. Compared with conventional fertilization， rice yield increased by 15.9%， straw biomass increased by 15.2%， nitrogen and phosphorus fertilizer utilization efficiency increased by 24.4 and 14.0 percentage points respectively. This indicated that NAM compound inhibitor was an appropriate nitrogen fertilizer inhibitor for early rice production in Hunan Province， and could be popularized and applied in various rice producing areas.

Key words： nitrogen fertilizer inhibitor; early rice; yield; fertilizer use efficiency; Hunan

在世界范圍內(nèi)，人們對(duì)氮肥抑制劑的研究已經(jīng)有了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。其中，對(duì)脲酶和脲酶抑制劑的研究較早。20世紀(jì)30年代，Rotini 報(bào)道了土壤脲酶的存在;40年代Cornad 指出將某些物質(zhì)施入土壤可以抑制脲酶活性，延長(zhǎng)氮肥的有效期。而硝化抑制劑的研究始于20世紀(jì)50 年代中期，美國(guó)最早開(kāi)展了這方面的研究。經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的篩選和研究，目前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的氮肥抑制劑有西吡（Nitrapyrin）、雙氰胺（DCD）、n-丁基硫代磷酰三胺（NBPT） 和氰醌（HQ）[1]。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，這些氮肥抑制劑的應(yīng)用取得了顯著成效。然而，抑制劑的有效性在很大程度上受環(huán)境條件的影響，例如土壤微生物、pH值、水分狀況、溫度、通氣條件、加入的有機(jī)物質(zhì)以及尿素的濃度等[2-3]。實(shí)際應(yīng)用中，不同抑制劑的抑制效果差異較大。

湖南屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，四季分明，春溫多變，夏季暑熱，秋季涼爽，冬季濕泠;熱量資源豐富，光照充足，雨量充沛，無(wú)霜期長(zhǎng)，但在季節(jié)、年際和地域上分布不均;其土壤以紅壤為主;雙季稻是其主要種植作物。湖南特定的土壤條件、氣候因素及種植制度都會(huì)對(duì)抑制劑的抑制效果產(chǎn)生不同的影響。因此，篩選出適合湖南水稻生產(chǎn)的氮肥抑制劑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

于2013年在湖南省土壤肥料研究所網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。供試土壤取自本地雙季稻田，為第四紀(jì)紅壤發(fā)育而成的水稻土，風(fēng)干磨細(xì)后過(guò)篩。土壤理化性質(zhì)：pH值6.1，有機(jī)質(zhì)27.4 g/kg，全氮1.62 g/kg，堿解

氮131 mg/kg，有效磷36.3 mg/kg，有效鉀112 mg/kg。

供試肥料均為當(dāng)?shù)爻Ｓ媚蛩兀∟ 46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O5 12%）、氯化鉀（K2O 60%）。供試氮肥抑制劑

有NAM復(fù)合型抑制劑（沈陽(yáng)中科新型肥料有限公司）、脲酶抑制劑氫醌（HQ，湘中化學(xué)試劑有限公司）、硝化抑制劑雙氰胺（DCD，寧夏大榮化工冶金有限公司）。

試驗(yàn)用盆子高17 cm，盆底直徑20 cm，盆口直徑25 cm，每盆裝土5.0 kg，單位面積土重按15萬(wàn)kg/667m2計(jì)算。

供試早稻為湘早秈12號(hào)，育苗方式為托盤育苗，于3月中旬育秧，4月28日施肥，4月29日移栽，5月5日追肥，7月15日收獲。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為：（1）不施肥對(duì)照（CK）;（2）常規(guī)施肥（RF），早稻N︰P2O5︰K2O=10.0︰6.0︰4.0，每盆基施尿素（N 46%）0.84 g，過(guò)磷酸鈣（P2O5 12%）2.50" g，氯化鉀（K2O 60%）0.33 g，分蘗期追施尿素0.25 g;（3）氫醌（HQ），肥料用量及施肥方法同常規(guī)處理，氫醌用量為尿素施用量的0.5%;（4）雙氰胺（DCD），肥料用量及施肥方法同常規(guī)處理，雙氰胺用量為尿素施用量的2.0%;（5）NAM復(fù)合型抑制劑（NAM），肥料用量及施肥方法同常規(guī)處理，NAM用量為肥料投入總量的0.8%。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)四周設(shè)保護(hù)盆，肥料用量按大田試驗(yàn)的1.5倍計(jì)算。其中，所有抑制劑處理在后期均不追肥。

1.3 觀察指標(biāo)及分析統(tǒng)計(jì)方法

水稻生育期調(diào)查水稻分蘗狀況，每隔1周測(cè)定葉片葉綠素SPAD值。成熟后每盆單獨(dú)收獲，曬干后實(shí)時(shí)考種。烘干粉碎后測(cè)定植株及稻谷養(yǎng)分含量，計(jì)算肥料利用率。

植株中養(yǎng)分含量采用魯如坤[4]的方法測(cè)定;葉綠素SPAD值采用日本MINOLTA公司SPAD-502手持葉綠素儀進(jìn)行活體檢測(cè)，每盆連續(xù)測(cè)定15片水稻葉片，取其平均值作為SPAD值。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和DPS 3.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥抑制劑處理對(duì)早稻分蘗的影響

從圖1可以看出，湘早秈12號(hào)在整個(gè)生育期中分蘗動(dòng)態(tài)均呈單峰形態(tài)。不同處理間的差異從分蘗中期開(kāi)始逐漸增大，至孕穗初期差異達(dá)最大值，3個(gè)抑制劑處理的分蘗數(shù)均優(yōu)于常規(guī)施肥處理，其中以DCD、NAM處理的分蘗數(shù)較多。由此可見(jiàn)，DCD、NAM這2種抑制劑有利于增加水稻分蘗數(shù)。

2.2 不同氮肥抑制劑處理對(duì)早稻葉綠素SPAD值的影響

葉綠素的含量是作物進(jìn)行光合作用和營(yíng)養(yǎng)診斷的重要指標(biāo)，而葉綠素的含量又與作物體內(nèi)的氮含量有極顯著的相關(guān)性[5]。研究表明，葉綠素含量可間接地反映植株的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況;而活體葉片的SPAD值與葉片的葉綠素含量呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性[6-10]。因此，采用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定活體葉片的SPAD值，是了解作物氮素營(yíng)養(yǎng)狀況的一種簡(jiǎn)單、快捷的方法。由圖2可知，分蘗盛期后調(diào)查水稻葉綠素SPAD值，施肥的各處理間均沒(méi)有明顯差異;但孕穗期（6月7日）至臘熟期（7月4日），處理間葉綠素SPAD值均以NAM處理最高，說(shuō)明其植株氮含量較高。這表明添加NAM抑制劑可延長(zhǎng)氮肥供應(yīng)時(shí)間，提高植株氮含量。

2.3 不同氮肥抑制劑處理對(duì)早稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成的影響

從表1可以看出，與RF處理相比，添加抑制劑DCD、HQ、NAM的處理稻谷產(chǎn)量分別增產(chǎn)5.1%（P>0.05）、0.3%（P>0.05）、15.9%（P<0.05），稻草生

物量分別增加4.9%（P>0.05）、14.4%（P<0.05）、15.2%（P<0.05）;處理間稻谷產(chǎn)量及稻草生物量均以NAM處理最高，其稻谷產(chǎn)量顯著高于其他處理，而稻草生物量顯著高于CK和RF處理。這表明，添加DCD、HQ、NAM等抑制劑均能提高水稻產(chǎn)量及稻草生物量，其中以NAM復(fù)合型抑制劑的處理效果最好。

從產(chǎn)量構(gòu)成因子（表1）來(lái)看，各抑制劑處理產(chǎn)量增加主要表現(xiàn)為有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)的增加;與RF處理相比，添加抑制劑DCD、HQ、NAM處理的有效穗數(shù)分別增加6.5% （P>0.05）、5.2% （P>0.05）5.2%（P>0.05）;穗粒數(shù)分別增加7.8%（P>0.05）、1.6%（P>0.05）、12.5%（P>0.05）;實(shí)粒數(shù)分別增加6.7%（P>0.05）、0%（P>0.05）、11.7%（P>0.05）;且有效穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率均以添加NAM復(fù)合型抑制劑的處理表現(xiàn)最好。

2.4 不同氮肥抑制劑處理對(duì)氮、磷肥肥料利用率的影響

肥料利用率是衡量施肥是否合理的重要指標(biāo)，肥料抑制劑應(yīng)用的一個(gè)重要目的就是要減少肥料損失，提高肥料的利用率。由表2可知，與RF處理相比，添加抑制劑后各處理的氮、磷肥肥料利用率均有所提高，其中以NAM處理的最高，氮、磷肥利用率分別達(dá)55.0%、38.4%，較RF處理提高了24.4、14.0個(gè)百分點(diǎn)。這表明添加NAM復(fù)合型抑制劑可顯著提高早稻植株的氮、磷肥利用率。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在早稻生產(chǎn)中添加氮肥抑制劑有利于提高水稻的分蘗能力;同時(shí)可增加水稻葉片葉綠素的SPAD值;在產(chǎn)量及其構(gòu)成因子方面，添加氮肥抑制劑有利于增加早稻的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)，提高結(jié)實(shí)率，增加稻谷產(chǎn)量及稻草生物量，其中氮肥抑制劑NAM增產(chǎn)效果最佳，稻谷產(chǎn)量和稻草生物量分別較常規(guī)施肥增加15.9%（P<0.05）、15.2%（P<0.05）;同時(shí)，添加氮肥抑制劑可促進(jìn)水稻植株對(duì)肥料的吸收利用，提高氮、磷肥的肥料利用率，各抑制劑處理中以NAM處理的效果最好，氮肥、磷肥的利用率分別較RF處理提高了24.4、14.0個(gè)百分點(diǎn)。

目前，關(guān)于肥料抑制劑的研究較為廣泛，但針對(duì)特定作物的研究較少。湖南屬于典型的雙季稻種植區(qū)，水稻是湖南省第一大種植作物。在水稻的生育進(jìn)程中，稻田土壤長(zhǎng)期處于淹水的厭氧條件，再加上湖南處于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候帶，土壤多以酸性為主，這些因素都將影響肥料抑制劑的施用效果。

研究表明，尿素配施適量HQ，能促進(jìn)水稻生長(zhǎng)發(fā)育、干物質(zhì)積累，并提高稻谷產(chǎn)量，還能提高稻田土壤供氮能力和植株含氮量[11];且HQ的抑制效果受土壤環(huán)境因素如pH值和通氣性的影響較小[12]，因此HQ是目前生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的一種抑制劑。試驗(yàn)中添加HQ后，水稻產(chǎn)量、稻草生物量，肥料利用率均有所增加，但其效果不如NAM。

也有研究表明，肥料中添加DCD可顯著減少稻田土壤溫室氣體（CH4和N2O）排放[13-14];且低劑量的DCD還能增加根系體積，增強(qiáng)根系活力，改善根系吸收性能和水稻植株下部葉片的光合性能，增加水稻產(chǎn)量[15];但DCD對(duì)溫度反應(yīng)敏感，其在早春或晚秋的施用效果明顯優(yōu)于晚春或夏季氣溫較高時(shí)的施用效果[16-17]。同時(shí)，DCD的抑制效果受土壤pH值的影響較為復(fù)雜。Rodgers等[18]研究表明，在中性土壤中，DCD施用60 d后約有一半的DCD-N礦化為無(wú)機(jī)N;而在酸性土壤中，DCD-N的礦化率僅為中性土壤的10%～25%。這是因?yàn)樵趐H值較高的土壤中，微生物活性一般也較高，DCD容易被微生物降解。此外，DCD的水溶性較高，其硝化抑制效率受土壤水分含量影響顯著，當(dāng)DCD遇強(qiáng)降雨時(shí)，容易發(fā)生與NH4+分離的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)淋溶損失，不僅影響其硝化抑制效果，還對(duì)環(huán)境造成污染。由此可見(jiàn)，在湖南省雙季稻種植環(huán)境長(zhǎng)期淹水的條件下施用DCD存在一定的局限性。

NAM為復(fù)合型抑制劑，主要由脲酶抑制劑、硝化抑制劑及磷素活化劑聯(lián)合構(gòu)成，不僅能夠延緩尿素的水解，而且還能抑制水解后銨態(tài)氮的硝化反應(yīng)，減少氮素?fù)p失，延長(zhǎng)氮素供應(yīng)時(shí)間;此外，NAM中的磷素活化劑可增加土壤磷的有效性，減少磷的固定，有利于水稻對(duì)磷素的吸收。鄧軍波等[19]的研究表明，NAM緩釋肥比尿素更能促進(jìn)水稻分蘗，同時(shí)還可增加水稻有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，增產(chǎn)約16%。古慧娟等[20]研究表明，NAM添加劑能提高氮肥利用率，在減氮20%的情況下保持水稻穩(wěn)產(chǎn)。筆者的試驗(yàn)結(jié)果也表明，施用NAM復(fù)合型抑制劑后，早稻的稻谷產(chǎn)量、稻草生物量顯著增加，其增產(chǎn)效果優(yōu)于HQ及DCD抑制劑。

綜上所述，NAM復(fù)合型抑制劑是湖南早稻生產(chǎn)適宜的氮肥抑制劑，可在各水稻產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯：成 平）