施肥對濱海平原單季稻秀水134產量和氮素利用率的影響

楊梢娜，范國燦，楊飛，楊佳恒

(1.舟山市農業(yè)技術推廣中心，浙江 舟山 316021； 2.舟山市農業(yè)科學研究院，浙江 舟山 316000)

水稻是舟山市的主要糧食作物，年種植面積在2 000 hm2左右。化肥施入對水稻有增產作用。然而，目前我國的肥料利用率偏低，氮肥利用率只有30%～35%[1]。近年來，隨著各種新型緩(控)釋肥料的應用與推廣，肥料利用率有所提高。研究表明，施用緩釋肥料可明顯提高水稻產量和氮素吸收利用率[1-2]，能較好地控制肥料中養(yǎng)分的釋放速度，并將氮素吸收利用率提高到80%左右[2]。近年來，我國加快推廣新型緩釋肥，不僅可以節(jié)省施肥量20%～30%，同時還能在水稻上實現一次性基施，無需追肥或僅需少次追肥，簡化了施肥技術[3]，節(jié)省了人工成本。

為探索緩釋肥對濱海平原地區(qū)常規(guī)單季晚稻產量、肥料利用率和經濟效益的影響，特開展施用緩釋肥、單因素配方施肥、常規(guī)施肥和不施肥的對比試驗，以便指導種植戶科學施肥，從而提高肥料利用率，減少面源污染，為緩釋肥在水稻上大面積的生產應用提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試水稻品種為秀水134，系單季常規(guī)晚粳稻，由嘉興市農業(yè)科學研究院等單位育成。

供試肥料包括稻堅強緩釋肥(N 26%，P2O510%，K2O 15%)、尿素(N 46%)、過磷酸鈣(P2O516%)、氯化鉀(K2O 60%)。

試驗于2018年在舟山市農業(yè)科學研究院(原舟山市農林科學研究院)基地(30°07′50″N，122°05′16″E)進行，地處北亞熱帶南緣，屬海洋性季風氣候，常年平均氣溫15.6～16.6 ℃，年降水量927～1 620 mm，年日照時數2 101～2 302 h。土壤類型為淡凃泥田，基本理化性狀：pH值7.21，有機質35.11 g·kg-1，全氮2.21 g·kg-1，堿解氮184.3 mg·kg-1，有效磷15.39 mg·kg-1，速效鉀186.2 mg·kg-1。

1.2 處理設計

供試水稻品種于2018年5月29日播種，6月24日按照20 cm×20 cm的規(guī)格移栽，11月10日收獲。試驗共設4個處理：處理1，無氮肥區(qū)；處理2，常規(guī)施肥區(qū)(N 240 kg·hm-2)；處理3，配方施肥區(qū)(N 210 kg·hm-2)；處理4，緩釋肥區(qū)(N 180 kg·hm-2)。各處理隨機區(qū)組排列，重復3次。每個試驗小區(qū)面積12 m2，小區(qū)間田埂用塑料膜覆蓋隔開以防串水串肥。各處理的磷肥施用量折純(P2O5)統一為90 kg·hm-2，鉀肥施入量折純(K2O)統一為120 kg·hm-2。磷、鉀肥均作為基肥一次性全部施入；氮肥分基肥(65%)和穗肥(35%)2次施用。處理4中，基肥部分的氮全部以緩釋肥的形式施入，磷、鉀不足的部分用單質肥的形式補入；穗肥用尿素的形式追肥。基肥于插秧前7 d施入，追肥于孕穗初期施入。各小區(qū)的栽植密度和每叢株數一致，田間管理措施相同。

各處理的養(yǎng)分折純匯總如下：處理1，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分210 kg·hm-2；處理2，N 240 kg·hm-2，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分450 kg·hm-2；處理3，N 210 kg·hm-2，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分420 kg·hm-2；處理4，N 180 kg·hm-2，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分390 kg·hm-2。與處理2相比，處理3和處理4的氮素投入分別下降12.5%和25%，總養(yǎng)分投入分別下降6.67%和13.3%。

1.3 測定項目與數據處理

水稻成熟時按常規(guī)方法考種、測產。成熟期每處理隨機調查5個點，每點1 m2，考查有效穗數；隨機取5叢水稻植株進行考種，考查每穗總粒數、實粒數、結實率和千粒重等指標。每小區(qū)處理采取單打單收單曬，測定小區(qū)產量，并測算單位面積產量。同時測量水稻秸稈、籽粒，及0～20 cm土層土壤樣品的全氮含量，具體測定方法參照魯如坤主編的《土壤農業(yè)化學分析方法》[4]。數據處理采用Microsoft Office Excel 2013和SPSS 19.0軟件。

1.4 氮素利用效率指標

氮素收獲指數=籽粒氮積累量/植株地上部氮積累量；

氮素稻谷生產效率=水稻籽粒產量/植株氮素積累總量；

氮肥生理效率=(施氮區(qū)稻谷產量-空白區(qū)稻谷產量)/(施氮區(qū)植株地上部氮積累量-空白區(qū)植株地上部氮積累量)[5]；

氮素吸收利用率(氮素表觀利用率)=(施氮區(qū)植株氮積累量-空白區(qū)植株氮積累量)/施氮量[6]。

2 結果與分析

2.1 對水稻產量及其構成因素的影響

從表1可以看出，處理1的有效穗數最低，說明氮肥的施入能有效促進水稻的分蘗和成穗。對3個施肥處理(處理2～4)進行比較，處理3的有效穗數低于處理2和處理4，說明與常規(guī)施肥相比，配方施肥會因施氮量的減少而降低水稻有效穗數；施用新型緩釋肥的處理，雖然施氮量較常規(guī)施肥少，但對水稻有效穗數無明顯影響。不同處理的水稻千粒重和結實率以不施氮的處理1最高，以施用緩釋肥的處理4最低，這主要是由于其每穗秕粒數最多。

本試驗條件下，各處理的水稻實際產量從高到低依次為處理4>處理3>處理2>處理1，處理4的水稻產量顯著高于處理1和處理2，處理3的水稻產量顯著高于處理1。以上結果充分說明，在水稻生產中氮肥的施入是提高水稻產量的一個關鍵因素。處理3和處理4的實際產量均高于處理2，且處理4與處理2的差異達到顯著水平，說明在配方施肥和緩釋肥模式下，氮肥施入量雖然較常規(guī)施肥降低，但并不致引起水稻減產，且能起到增產的效果。這可能是由于常規(guī)施肥處理的氮投入量已經超過了水稻生產所需。處理4比處理3的施氮量少，但產量卻增加，這可能是由于緩釋肥的養(yǎng)分釋放緩慢，可隨著水稻生長進程穩(wěn)定地提供養(yǎng)分，有助于水稻增產。

注：同列數據后無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。表3同。

2.2 對水稻地上部干物質和收獲指數的影響

從表2可知，處理1的稻草干重、稻谷干重和植株總干重均低于其他處理，這說明在水稻生產中，氮肥直接影響水稻地上部干物質的積累。相較于常規(guī)施肥(處理2)，配方施肥(處理3)的純氮投入量減少，其稻草干重略降，但稻谷干重增加，植株地上部總干重略降，說明配方施肥下可使植株的干物質更多地向籽粒中積累。施用緩釋肥的處理4與處理2相比，雖然純氮投入量降低，但其稻谷干重和植株地上部總干重并未降低，僅稻草干重略降。各處理中，收獲指數最高的為處理3，處理1和處理4差別不大，處理2最低，表明配方施肥較為科學，能提高水稻的收獲指數。常規(guī)施肥由于施入過多的氮，反而導致水稻徒長，降低了水稻的收獲指數。

表2 不同處理的水稻地上部干物質和收獲指數

2.3 對水稻氮素利用率的影響

如表3所示，處理1的籽粒氮積累量、地上部氮積累量和氮素收獲指數均顯著低于其他施肥處理，說明氮肥的施入直接影響水稻籽粒和地上部的氮素積累。相較于處理2，處理3和處理4的純氮投放量降低，但其籽粒氮積累量卻顯著增加，處理4的地上部氮積累量亦顯著增加，這充分說明試驗地區(qū)的常規(guī)施肥在濱海平原單季晚稻生產中氮素投入是過剩的。

表3 不同處理的水稻氮素利用率

處理3和處理4的氮肥生理效率差異不顯著，但均顯著高于處理2。與之相似，處理3和處理4的氮肥吸收利用率亦顯著高于處理2，且處理4的氮肥吸收利用率還顯著高于處理3。以上結果說明，配方施肥和施用緩釋肥能改善本試驗條件下水稻生產的氮肥吸收利用情況。

3 小結

本研究表明，在本試驗條件下，當配方施肥純氮投入量為210 kg·hm-2或選用稻堅強緩釋肥投入純氮180 kg·hm-2時，水稻產量較常規(guī)施肥處理高，增產率分別為7.9%和13.7%。本試驗所在的濱海平原區(qū)水稻生產中存在著常規(guī)施肥氮素投入過剩的問題，通過采取配方施肥或緩釋肥的方法，既能在降低純氮投入量(降幅分別為12.5%和25%)的情況下提高水稻產量，還能提高水稻的氮肥生理利用效率和氮肥吸收利用率。