?不同緩/控釋肥在直播早稻上應用效果比較研究?

摘 要：為驗證JZ-01、JZ-02、JT-05、JT-06這4種緩/控釋肥在湘東地區早稻直播稻上的應用效果，探索比較了4種緩/控釋肥施用后的根長、株高、分蘗數、葉綠素含量、劍葉面積、水稻產量、氮磷利用效率、氮磷收獲指數和考種等指標的變化。結果表明：與CF（習慣施肥）處理相比較，JT-05和JT-06處理的稻谷產量、氮素利用效率、磷素利用效率分別提高了12.9%和7.6%、52.9%和43.1%、73.8%和57.4%，JZ-01和JZ-02處理的分別降低了11.8%和16.8%、6.4%和9.8%、0.8%和4.1%。與CF處理相比較，JT-05和JT-06處理促進了水稻生長，提高了SPAD值、劍葉面積、氮磷收獲指數、有效穗、實粒數和穗重，JZ-01和JZ-02處理的降低了上述指標。JT-05和JT-06這2種緩/控釋肥的應用模式值得推廣。研究結果為緩/控釋肥的研發及其施用模式提供了理論依據和實踐基礎。

關鍵詞：早稻直播稻;緩/控釋肥;水稻產量;水稻生長發育;應用效果比較

中圖分類號：S-3; S145.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）02-0054-04

Comparison of Application Effect of Different Slow/Controlled Release Fertilizers in Direct Broadcasting Early Rice

XIE Yi1，2，ZHANG Liu3，WANG Ling-ling1，2，LUO Zun-chang1，2，LI Wei-yan2，

SUN Ji-min2，HONG Xi2，CHU Fei2

（1. Long Ping Branch， Graduate School of Hunan University， Changsha 410125，PRC; 2. Hunan Institute of Soil and Fertilizer， Changsha 410125，PRC ;3. Street office of Lijingpu in Ningxiang City， Ningxiang 410600，PRC）

Abstract：In order to verify the application of four slow / controlled release fertilizers JZ-01， JZ-02， JT-05 and JT-06 in direct rice of early rice in eastern Hunan Province， we compared the changes of root length， plant height， tiller number， chlorophyll content， paddy leaf area， rice production， nitrogen use efficiency， nitrogen and phosphorus harvest index and test species after four kinds of slow / controlled release fertilizer. The results showed that the grain yield， nitrogen use efficiency and phosphorus use efficiency of JT-05 and JT-06 increased by 12.9% and 7.6%， 52.9% and 43.1%， 73.8% and 57.4% respectively， compared with those of CF （conventional fertilization） while JZ-01 and JZ-02 decreased by 11.8% and 16.8%， 6.4% and 9.8%， 0.8% and 4.1% respectively. Compared with CF treatment， JT-05 and JT-06 treatments promoted rice growth and increased SPAD value， leaf area， nitrogen and phosphorus harvest index， effective panicle， number of actual seed， panicle weight， JZ-01 and JZ-02 decreased handling of these indicators. The two slow / controlled release fertilizer application model of JT-05 and JT-06 worth promoting. The results provide the theoretical basis and practical basis for the research and development of slow / controlled release fertilizer and its application mode.

Key words：direct rice of early rice; slow / controlled release fertilizer; rice production; rice growth and development; comparison of application effect

水稻是我國最主要的糧食作物[1]。有研究表明[2]，到2025年，水稻產量要達到每年1.2%的增長水平才能滿足人們的基本需求。施肥是提高水稻產量的重要途徑，近年來，化肥的大量使用在提高水稻產量的同時，也帶來了一系列的問題，如肥料用量大、利用效率低以及對環境造成的污染等[3-6]。研究表明，緩/控釋肥釋放養分的速率更符合水稻生長發育的養分需求，能提高肥料利用率，減少養分流失，降低環境污染、減少社會資源消耗[7]，因此成為國內外新型肥料的主要研究對象之一[8]。邢曉鳴[9]、李旭等[10]在研究不同類型緩控釋肥對水稻的生長發育影響時發現，單純的緩控釋肥應用效果不佳，組配的摻混肥配合分蘗期施用速效氮肥，可顯著提高水稻群體光合物質生產和產量。而目前對緩控釋肥的研究主要集中在傳統手插稻上[11]，對直播稻的研究較少，且直播稻省工、省力，勞動生產效率高。其中對緩/控釋肥的研究主要集中在3個方面：一是緩/控釋材料的篩選;二是緩/

控釋肥的養分釋放動態與評價方法;三是緩/控釋肥養分利用率研究[12-14]。有關緩/控釋肥對水稻生理、生長發育、產量構成、施用方式等影響的研究則報道很少。筆者通過不同的包膜材料的緩控釋肥與常規施肥對水稻的生理、生長發育（葉面積指數，SPAD值）、產量效應、氮磷養分利用效率和氮磷收獲指數等的影響展開討論，為新型緩/控釋肥在直播早稻生產上的推廣應用提供參考，為其研發提供理論依據和實踐基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試早稻品種：中早39（常規稻）。供試肥料種類：復合肥（15-15-15）、尿素（含N 46.0%）、JT-01（緩控釋肥）、JT-02（緩控釋肥）、JZ-05（緩控釋肥）、JZ-06（緩控釋肥）。

1.2 試驗設計

試驗于2017年在瀏陽市達滸鎮金石村進行。土壤為河流沖積土，基礎地力指標為：pH值為5.47，有機質、全氮、全磷和全鉀含量分別為25.12、1.73、0.50和17.83 g/kg，堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別為142.32、14.57和86.17 mg/kg。

試驗設6個處理：（1）CK（不施肥）;（2）JZ-05;（3）JZ-06;（4）JT-01;（5）JT-02;（6）CF（習慣施肥——復合肥）。每處理3次重復，隨機區組排列，小區面積5 m×8 m = 40 m2 ，共18個小區，總面積18×40 m2 = 720 m2，小區用田埂分開，田埂寬20 cm，田埂上覆膜，兩側扎入泥下。早稻采用直播，種子用量為8.0 kg/667m2。分小區單打單收單曬，準確測定產量，收獲后的總鮮重，曬干后，吹去空殼后的經濟產量。具體施肥時期和用量見表1。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 測定項目 （1）土壤理化性質：取樣測定稻田有機質、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、pH值等基礎肥力指標。采用常規方法測定[15]。

（2）水稻群體生長動態：從分蘗始期開始到抽穗期結束，每小區分別隨機定點3個測定區，稻田面積分別為0.3、0.3和0.4 m2，總面積為1 m2。每隔一周監測水稻分蘗數，并分別在分蘗盛期和成熟期測量水稻株高，調查分蘗期根系長度，調查齊穗期水稻劍葉葉面積，測定分蘗盛期倒三葉和齊穗期劍葉SPAD值。

（3）群體產量構成及產量：每小區取0.5 m2水稻面積進行考種（穗粒數、穗重、千粒重、有效穗數等）。分小區單打單收單曬，準確測定產量（包括籽粒產量和秸稈產量），收獲后的稻谷總鮮重，曬干后，吹去空殼后的經濟產量，稱取稻草產量。

1.3.2 測定方法 植株全氮磷鉀含量分別采用濃H2SO4-H2O2消煮、流動注射分析儀和火焰光度計測定;土壤中的堿解氮、有效磷和速效鉀分別用堿解擴散法、碳酸氫鈉提取—鉬銻抗比色法和乙酸銨浸提—火焰光度法測定;水稻秸稈產量采用磅秤稱量，稻谷產量采用電子稱稱量;劍葉葉面積采用葉面積測量儀測定;葉片SPAD值采用SPAD 502葉綠素含量測定儀測定[15]。

1.4 分析方法

作圖和統計分析分別用Excel 2010和SPSS 13.0專業版進行。

氮磷鉀肥料利用率=（施肥區植株養分總量-空白區植株養分總量）/施肥總量×100% " " " " " " " " " " "（1）

氮素收獲指數（%）=（籽粒氮積累總量/植株氮素積累總量）×100% " " " " " "（2）

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理下水稻產量變化

表2為不同緩/控釋肥施用模式下水稻產量變化結果。由表2可知，施肥處理的稻谷產量、稻草產量和總生物量均大于CK處理，其中，JT-05和JT-06處理的稻谷產量顯著高于其他施肥處理，JZ-01和JZ-02處理的稻谷產量顯著低于CF處理。與CF處理相比較，JT-05和JT-06處理的稻谷產量分別提高12.9%和7.6%，JZ-01和JZ-02處理的分別降低11.8%和16.8%。

2.2 不同施肥處理下氮磷養分利用效率和氮磷收獲指數

表3為不同施肥模式下水稻氮磷養分利用效率和氮磷收獲指數。由表3可知，施肥處理中，JT-05和JT-06處理的水稻氮磷養分利用效率顯著高于其他施肥處理，JZ-01和JZ-02處理的低于CF處理;JT-05和JT-06處理的水稻氮磷收獲指數高于CF處理，JZ-01和JZ-02處理的低于CF處理。與CF處理相比較，JT-05和JT-06處理的氮素利用效率分別提高了52.9%和43.1%，磷素利用效率分別提高了73.8%和57.4%，氮收獲指數分別提高了7.9%和6.5%，磷收獲指數分別提高了13.6%和9.2%;JZ-01和JZ-02處理的氮素利用效率分別降低了6.4%和9.8%，磷素利用效率分別降低了0.8%和4.1%，氮收獲指數分別降低了2.1%和3.2%，磷收獲指數分別降低了9.7%和6.7%。

2.3 不同施肥處理下水稻分蘗期根長和株高

表4表示不同處理水稻分蘗期根長和株高及成熟期株高。由表4可知，施肥處理的分蘗盛期水稻地上部高、根長和植株總高度和成熟期地上部高均高于不施肥處理，其中，JT-05和JT-06處理的水稻地上部高、根長和植株總高度和成熟期地上部高均高于CF處理，JZ-01和JZ-02處理的均低于CF處理。這可能與前期養分管理有很大關系，與水分管理等也可能有一定關系。

2.4 不同施肥處理下水稻分蘗數

表5表示不同處理下分蘗期水稻分蘗數變化及收獲期考種穗數變化。由表5可知，分蘗期施肥處理的分蘗數均高于不施肥處理的，JT-05和JT-06處理的三個調查期的平均分蘗數高于CF處理，JZ-01和JZ-02處理的低于CF處理，分蘗期第二次和第三次調查時出現了分蘗數的減少，那是無效分蘗的消失。收獲期考種結果表明，施肥處理中，JT-05處理的單株水稻有效穗平均數最高，JZ-02處理的最低;與CF處理相比較，JT-05和JT-06處理的單株水稻有效穗平均數提高了13.3%和6.7%，JZ-01和JZ-02處理的降低了13.3%和20.0%;CF處理的無效穗數最高。

2.5 不同施肥處理下水稻不同生育時期的葉綠素含量（SPAD值）

表6表示不同處理下水稻分蘗期倒三葉和齊穗期劍葉葉綠素含量（SPAD值）。由表6可知，分蘗期各處理的SPAD值均相應高于齊穗期SPAD值，施肥處理的SPAD值均高于不施肥處理。JT-05和JT-06處理的分蘗期倒三葉和齊穗期劍葉SPAD值均高于CF處理，分蘗期倒三葉SPAD值高出的百分比為5.8%和3.3%，齊穗期高出的百分比為7.1%和4.8%;JZ-01和JZ-02處理的分蘗期倒三葉和齊穗期劍葉SPAD值均低于CF處理，分蘗期倒三葉SPAD值降低的百分比為4.9%和6.2%，齊穗期降低的百分比為4.6%和5.0%。

2.6 不同施肥處理下水稻劍葉葉面積

表7表示不同施肥處理下水稻齊穗期劍葉葉面積。由表7可知，施肥處理的倒三葉面積均顯著高于不施肥處理，JT-05和JT-06處理的劍葉葉面積高出CF處理6.7%和4.2%，三者差異不顯著;JZ-01和JZ-02處理的劍葉葉面積顯著低于CF處理37.1%和37.2%。

2.7 不同施肥處理下考種結果

表8表示不同施肥處理下的考種結果。水稻產量是由千粒重、有效穗、實粒數等因子決定的，施肥處理的單株有效穗數、空粒數、實粒數、穗重均高于不施肥處理。JT-05和JT-06處理的單株有效穗數、實粒數、千粒重、穗重均高于CF處理，單株空粒數低于CF處理;JZ-01和JZ-02處理的單株有效穗數、空粒數、實粒數、穗重均低于CF處理，千粒重高于CF處理。

3 討 論

緩/控釋肥提高水稻的產量建立在養分的釋放切合水稻生長發育需求的基礎上。而緩/控釋肥的實際應用受到包膜材料[16]、運籌方式[17]、水稻品種、土壤理化性質、地力水平、灌溉方式和氣候等因素的影響。呂玉虎[18]、黃旭等[19]研究表明，緩/控釋肥一次性施入的水稻產量高于分次施入和當地常規施肥。邢曉鳴[9]認為不同包膜類型的緩/控釋肥對水稻的產量和光合物質的生產影響較大。試驗結果表明，緩/控釋肥配施一定量的速效氮肥，通過緩/控釋肥種類與施肥模式的結合，能顯著提高水稻的產量和養分利用效率，與李敏[20]、符建蓉[21]的研究相一致。

研究通過對不同的緩/控釋肥種類及施肥模式的探索，尋求更切合水稻生長發育所需養分的釋放規律。表3顯示，JT-05和JT-06處理的氮磷養分利用效率和稻谷的氮磷收獲指數顯著高于CF（習慣施肥處理），JZ-01和JZ-02處理都低于CF，這可能是由于JT-05和JT-06處理的施肥模式較JZ-01和JZ-02處理更能穩定的提供水稻生長發育后期養分的供應，促進了氮磷向籽粒的運輸，使得籽粒的氮磷素積累量較大，因此導致了氮磷肥料利用效率和稻谷氮磷收獲指數高的現象，與李玥[22]的研究不盡一致。表4～7顯示，分蘗期水稻根長、株高、分蘗數、葉綠素含量（SPAD值）的數據和齊穗期劍葉葉面積依次體現為JT-05> JT-06>CF>JZ-01>JZ-02>CK，說明JT-05和JT-06處理相對能在水稻的生長發育期提供適量的養分，保證了一定量的分蘗數，足量的氮素也使根系保持良好的形態。同時葉綠素含量（SPAD值）的增加也保證了葉片具有較好的光和能力，為增產提供基礎。表8的考種結果顯示，水稻的有效穗和實粒數依次體現為JT-05>JT-06>CF>JZ-01>JZ-02>CK，這可能是由于JT-05和JT-06處理后期追施的速效氮保證了水稻生育后期氮素的需求。

4 結 論

緩/控釋肥與土壤共同作用下的養分供應時間和供應量，如能與水稻的養分需求時間和需求量吻合同步，就會大大提高肥料的利用效率和水稻產量，這也是緩/控釋肥研發成功和應用推廣的關鍵。在研究中，JT-05和JT-06處理的稻谷產量、氮素利用效率、磷素利用效率、有效穗、分蘗期倒三葉SPAD值、劍葉葉面積比CF（習慣施肥）處理分別提高了12.9%和7.6%、52.9%和43.1%、73.8%和57.4%、13.3%和6.7%、5.8%和3.3%、6.7%和4.2%，JZ-01和JZ-02處理的比CF處理分別降低了11.8%和16.8%、6.4%和9.8%、0.8%和4.1%、13.3%和20.0%、4.9%和6.2%、37.1%和37.2%。與CF處理相比較，JT-05和JT-06處理促進了水稻生長，提高了氮磷收獲指數、實粒數、穗重、齊穗期劍葉SPAD值，JZ-01和JZ-02處理的降低了上述指標。JT-05和JT-06這2種緩/控釋肥的研發技術及其施用模式是值得推廣的，JZ-01和JZ-02這2種緩/控釋肥的研發技術及其施用模式還需大幅度改進。研究結果為緩/控釋肥研發技術的改進及其施用模式提供了理論依據和實踐基礎。

參考文獻：

[1] 杜加銀，茹美，倪吾鐘. 減氮控磷穩鉀施肥對水稻產量及養分積累的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2013，19（3）：523-533.

[2] Fageria N K. Nutrient management for improving upland rice productivity and sustainability [J]. Advances in Agronomy，2003，80（15-16）：63-152.

[3] 彭 玉，孫永健，蔣明金，等. 不同水分條件下緩/控釋氮肥對水稻干物質量和氮素吸收、運轉及分配的影響[J]. 作物學報，2014，40（5）：859-870.

[4] 朱兆良，金繼運. 保障我國糧食安全的肥料問題[J]. 植物營養與肥料學報，2013，19（2）：259-273.

[5] 傅麗青，薛占奎，房玉偉，等. 不同緩/控釋肥對單、雙季晚稻生產特性及經濟效益的影響[J]. 福建農業學報，2017，32（6）：577-582.

[6] 彭 玉，馬 均，蔣明金，等. 緩/控釋肥對雜交水稻根系形態、生理特性和產量的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2013，19（5）：1048-1057.

[7] Chen Y. Preliminary discussion on research progress and prospect of slow released fertilizers [J]. Agricultural Science amp; Technology，2015，（12）：2699-2702.

[8] Guetral E A. Preplant slow-release nitrogen fertilizers produce similar bell pepper yields as split applications of soluble fertilizer [J]. Agronomy Journal，2000，92（2）：388-393.

[9] 邢曉鳴，李小春，丁艷鋒，等. 緩控釋肥組配對機插常規粳稻群體物質生產和產量的影響[J]. 中國農業科學，2015，（48）：4892-4902.

[10] 李 旭，王 宇，隋 鑫，等. 緩釋肥與速效氮肥混施對機插水稻生長發育及氮肥利用率的影響[J]. 江蘇農業科學，2017，45（6）：45-48.

[11] Ye Y，Liang X，Chen Y，et al. Alternate wetting and drying irrigation and controlled-release nitrogen fertilizer in late-season rice. Effects on dry matter accumulation，yield，water and nitrogen use [J]. Field Crops Research，2013，144（6）：212-224.

[12] 杜昌文，周健民. 控釋肥料的研制及其進展[J]. 土壤，2002，（3）：127-134.

[13] 熊又升，陳明亮，熊桂云，等. 包膜控釋肥料養分釋放速率測定方法的研究[J]. 華中農業大學學報，2000，19（5）：442-444.

[14] Fu J R，Zhu Y H，Jiang L N. Use of controlled release fertilizer for increase N efficiency of direct seeding rice [J]. Pedosphere，2001，11（4）：333-339.

[15] 中國土壤學會農業化學專業委員會. 土壤農業化學常規分析方

法[M]. 科學出版社，1984.

[16] 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，2006，12（2）：177-182.

[17] 魏海燕，李宏亮，程金秋，等. 緩釋肥類型與運籌對不同穗型水稻產量的影響[J]. 作物學報， 2017，43（5）：730-740.

[18] 呂玉虎. 豫南稻區水稻緩/控釋肥應用效果研究[J]. 中國農學通報，2012，28（9）：97-101.

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

[20] 李 敏，郭熙盛，葉舒婭，等. 硫膜和樹脂膜控釋尿素對水稻產量、光合特性及氮肥利用率的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2013，19（4）：808-815.

[21] 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，2001，7（2）：145-152.

[22] 李 玥，李應洪，趙建紅，等. 緩控釋氮肥對機插稻氮素利用特征及產量的影響[J]. 浙江大學學報（農業與生命科學版），2015，41（6）：673-684.