緩釋配方肥在水稻生產中的應用效果及其施用技術研究

陸陽，何建橋，孫永泉，陳吉，劉文秀，沈明星，王海候*

(1.蘇州市耕地質量保護站，江蘇 蘇州 215400；2.南京市耕地質量保護站，江蘇 南京 210019；3.蘇州市農業科學院，江蘇 蘇州 215100)

圍繞實施鄉村振興戰略，緊扣深化農業供給側結構性改革這一主線，守住國家糧食安全底線，持續推動質量興農和綠色發展，全面推進種植業高質量發展，農業農村部制定了《2019年種植業工作要點》，明確指出：堅持綠色引領，加快推進發展方式轉變，深入開展化肥使用量零增長行動，保持化肥使用量負增長，確保到2020年化肥利用率提高到40%以上。為此，加快新型化肥技術集成創新，提煉一批化肥減量增效技術模式，示范推廣化肥減量增效技術，增強科學施肥意識，十分迫切[1-3]。

“華昌”穩定性緩釋配方肥是在現有復合肥產品基礎上，根據水稻生長發育進程中的需肥特點，集合硝化抑制劑和脲酶抑制劑、氨穩定劑等長效肥料技術[4-7]，研發而成的一類新型水稻專用緩釋配方肥料，具有肥效釋放緩慢[7-9]、肥效持續期長[10-11]、肥料利用率高等特點[12]，在提升產品附加值的同時也有效降低了農民種植水稻的成本[13-14]。為有效發揮“華昌”穩定性緩釋配方肥在水稻生產上的節肥、省工、節本、增產、增效作用，選擇在蘇州地區典型性黏性與砂性土壤區域，圍繞水稻新型緩釋肥料替代普通化肥、農機農藝結合等技術或模式，集成化學肥料減量的技術模式與要點，形成適合蘇州市的科學施肥意見并推廣應用，以期為“華昌”穩定性緩釋配方肥在蘇州地區水稻生產上的應用提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2019年6—11月，分別在黏性和砂性土壤區域進行。田塊地力均勻一致、成片相連、灌排設施齊全、適合機械化作業。黏性土壤試驗點選擇在昆山市張浦鎮農林科教示范園，前茬為小麥，土壤類型為黃泥土，土壤pH為6.15，有機質38.34 g·kg-1，全氮2.23 g·kg-1，速效氮181.44 mg·kg-1，速效磷16.76 mg·kg-1，緩效鉀488.67 mg·kg-1，速效鉀18.44 mg·kg-1；砂性土壤試驗點選擇在張家港市樂余鎮聯豐村，前茬為小麥，土壤類型為砂夾黃土，土壤pH為7.26，有機質22.8 g·kg-1，全氮1.58 g·kg-1，速效磷21.4 mg·kg-1，速效鉀65.9 mg·kg-1。

“華昌”穩定性緩釋配方肥(簡稱緩釋配方肥)由張家港市華昌化工股份有限公司提供，產品含N 26%，P2O510%，K2O 15%。常規對照配方肥分別由各試驗點購買當地主推的普通配方肥料，其中張家港市的水稻普通配方肥含N 15%，P2O510%，K2O 17%，昆山市的水稻普通配方肥含N 19%，P2O59%，K2O 17%。以常規粳稻品種南粳46作為供試水稻品種。

1.2 處理設計

基于緩釋配方肥條件下水稻生產過程中氮素適宜減量比例試驗。氮肥以當地常規用量為基準，即每667 m2用量黏性土壤18 kg、砂性土壤20 kg。以當地常規配方肥為對照，設緩釋配方肥減(量)0%、8%、16%、24%、32%處理。肥料運籌：常規配方肥基肥、第1次蘗肥、第2次蘗肥、穗肥分別占50%、10%、10%和30%；緩釋配方肥基肥、穗肥分別占70%和30%。基肥全部在機插秧時進行側深施肥(5～10 cm深度)。

基于緩釋配方肥條件下水稻生產過程中適宜施肥次數試驗。在相同施氮水平條件下，以當地常規配方肥4次施肥措施(基肥、第1次蘗肥、第2次蘗肥、穗肥分別占50%、10%、10%和30%)為對照，設計減少施肥次數處理，主要是將蘗肥或穗肥與基肥一起施用，即設緩釋配方肥基肥結合尿素4次施肥(基肥、第1次蘗肥、第2次蘗肥、穗肥分別占50%、10%、10%和30%)、3次施肥(基肥、第1次蘗肥、穗肥分別占50%、20%和30%)、2次施肥(基肥、穗肥分別占70%和30%)、1次施肥(100%基肥)處理。基肥全部采用側深施肥(5～10 cm深度)。

緩釋配方肥適宜施用方式試驗。在相同施氮水平條件下，設4個施用方式處理，分別為常規配方肥面施、側深施肥，緩釋配方肥面施、側深施肥。肥料運籌：常規配方肥基肥、第1次蘗肥、第2次蘗肥、穗肥分別占50%、10%、10%和30%；緩釋肥料運籌基肥、穗肥分別占70%和30%。側深施肥深度5～10 cm。

采用大區試驗法，大區面積1 334～2 000 m2。每667 m2用種量4～5 kg，5月10—12日適時育秧，6月1日適時機插作業。試驗以氮素為因子進行設計，氮肥常規用量在黏性、砂性土壤區域分別以每667 m218、20 kg為基準，不單獨施用磷肥，鉀肥在穗期追施，每667 m2總量控制在9～11 kg(根據基肥中K2O含量，在穗肥中補齊差異)。蘗肥于移栽后3～5 d、10～12 d追施，穗肥于8月中下旬追施。播栽作業、水漿管理、病蟲害防治等其他農事作業措施與常規生產一致。

1.3 測定項目

水稻產量。每大區選擇3個點，每個點10 m2，水稻齊根人工割下，裝入尼龍網袋中，自然風干脫粒，計實際產量。

田面水總氮含量。于施用基肥后，分別在第2、5、8天左右，每個處理于田塊前、中、后位置，各取1次田面水200 mL，于-18 ℃冷凍儲存，采用Skalar流動分析儀測定總氮含量。

1.4 數據處理

數據采用Excel 2010整理，SPSS 26.0進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 減量比例

圖1為基于緩釋配方肥條件下不同氮肥減量處理的水稻產量測定結果。由圖1可知，以常規配方肥為對照，黏性與砂性土壤區域對照的水稻667 m2產量分別為629、606 kg，在相同氮素用量條件下，施用緩釋配方肥處理(減0%)較對照有顯著的增產作用，增產率分別為7.8%和8.8%；隨著緩釋配方肥減量比例的增大，水稻產量均呈下降的變化趨勢，減8%處理的水稻產量仍表現為高于常規對照，但兩者差異不顯著，減16%處理的水稻產量與常規施肥對照的水稻產量相近，減24%、減32%處理的水稻產量則顯著低于常規施肥對照。可見，在黏性與砂性土水稻生產區域常規氮素施用水平基礎上，通過施用緩釋配方肥，氮素施用量減少16%并不影響水稻的穩產性。

柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖3、5同。

圖2為基于緩釋配方肥條件下不同氮肥減量處理在基肥后2、5、8 d稻田田面水總氮含量的測定結果。由圖2可知，施肥之后砂性土壤的稻田田面水總氮含量總體低于黏性土生產區域，這可能與砂性土壤保肥性差等有關。施肥之后2種類型土壤田面水總氮含量隨著施肥天數的增加呈下降趨勢；不同處理之間，常規對照基肥后第2天的田面水總氮含量最高，明顯高于緩釋配方肥處理，常規對照田面水總氮含量在第5、8天迅速下降，這與常規肥料養分釋放較快有關。隨著減量比例的提高，田面水總氮含量也呈下降的變化趨勢，緩釋配方肥處理的田面水總氮含量在施用后2～8 d，雖然也表現為下降趨勢，但變化幅度明顯小于常規對照，且2種土壤類型的田面水總氮含量表現為相同的變化趨勢。基肥施用第8天時常規對照、減0%、減8%、減16%、減24%、減32%處理的田面水總氮含量占施用第2天的比例，黏性土壤區域分別為14.3%、55.1%、62.6%、37.6%、39.9%和41.3%，砂性土壤區域分別為10.9%、52.6%、65.6%、68.4%、84.6%和73.6%。可見，緩釋配方肥能有效控制氮素養分的釋放。

圖2 緩釋配方肥減量處理對田面水總氮含量的影響

2.2 施肥次數

由圖3可知，在相同施氮量條件下，緩釋配方肥一次性基施，產量較常規對照有所降低，其中，黏性土壤區域減產3.7%，差異未達顯著水平，砂性土壤區域減產12.3%，差異達顯著水平，可見，將緩釋配方肥一次性基施存在降低水稻產量穩定性的風險。緩釋配方肥結合尿素等進行分次施用條件下，其中2次、3次、4次施肥處理均較常規對照有增產的趨勢，但無顯著差異性。眾所周知，施肥次數越多，雖然產量有小幅的提升，但增加施肥的用工成本。因此，在保障水稻穩產的條件下，緩釋配方肥結合尿素分次施肥，優選2次施肥模式。

圖3 基于緩釋配方肥條件下施肥次數對水稻667 m2產量的影響

由圖4可知，緩釋配方肥一次性基施，提高了田面水總氮含量，但其第8天的變化幅度明顯小于常規對照。總的來說，減少肥料施用次數主要是將分蘗肥與穗肥合并到基肥中施用，因此，施用次數越少，則基肥施用的緩釋氮肥則越多。雖然緩釋配方肥具有緩慢釋放的特性，但施用后，除了被作物吸收之外，同樣存在一定程度的肥料流失，田面水總氮含量隨著緩釋配方肥用量的下降呈下降的變化趨勢。綜合考察水稻生長及環境負荷風險，緩釋配方肥結合尿素分2次施用較合適。

圖4 基于緩釋配方肥條件下施肥次數對田面水總氮含量的影響

2.3 施用方式

由圖5可知，無論施用常規普通配方肥還是緩釋配方肥，采用側深施肥方式較面施方式有增產的作用趨勢。2種土壤類型條件下普通配方肥面施處理的水稻產量最低，緩釋配方肥側深施肥處理的水稻產量最高。統計分析結果表明，緩釋配方肥側深處理的水稻產量顯著高于常規面施處理，與其他處理之間無顯著差異性。可見，緩釋配方肥采用側深施肥措施有利于水稻的穩產與增產。

圖5 緩釋配方肥施用方式對水稻667 m2產量的影響

由圖6可知，肥料面施會導致田面水總氮含量明顯提升，且施肥后田面水總氮含量迅速下降。緩釋配方肥結合側深施肥條件下，田面水總氮含量較低，且隨著時間的延長，總氮含量下降幅度也相應平緩。可見，緩釋配方肥結合側深施肥有利于氮素養分的緩慢釋放，降低水稻前期施肥對水體環境的污染風險，利于提高養分的利用率。

圖6 緩釋配方肥施用方式對田面水總氮含量的影響

3 小結與討論

3.1 適宜減量比例

水稻生產過程中施用緩釋配方肥是實現化肥減量、提高肥料利用率的重要技術措施[3]。本試驗采用“華昌”緩釋配方肥作為供試肥料，研究了黏性與砂性土壤條件下，減量施肥對水稻產量和田面水含氮量的影響。結果表明，在相同氮素用量條件下，施用緩釋配方肥處理較常規對照有顯著的增產作用，增產率分別為7.8%和8.8%。減量8%處理的水稻產量仍表現為高于常規對照，但差異不顯著；減量16%不會影響水稻的穩產性，與施儉等[14-16]的研究結果一致。主要原因在于緩釋配方肥具有肥效長、肥效高等特點，能有效地優化肥料養分的溶解和釋放速度，降低分解、揮發、淋溶等造成的養分損失，提高肥料利用率，有利于作物高產、穩產，從而達到肥料減量目的[17]。

3.2 適宜施肥次數

緩釋配方肥具有緩慢釋放養分的特性，許多研究重點進行緩釋肥料一次性施肥技術研發[5-6]，通過減少施肥次數甚至只施一次滿足水稻整個生育期的養分需求，但是不同制取原理的緩釋肥料養分釋放原理并不一樣[4]。本試驗結果表明，供試的“華昌”緩釋配方肥與尿素結合，分2次施肥較合適，即“一基肥一穗肥”模式，這與金樹權等[18]研究結果一致。另外，本試驗結果發現，黏土條件下田面水總氮含量“華昌”緩釋配方肥一次性施用處理略低于常規施肥處理，差異未達顯著水平，意味著在黏土稻區實施一次性施肥具有應用潛力，但確保穩產前提條件下，優選2次“一基肥一穗肥”模式；然而，在砂性土條件下，“華昌”緩釋配方肥一次性施用處理顯著低于常規施肥處理，雖然緩釋肥通過降低養分的釋放速率實現長效，但是砂性土壤不良的保肥特性導致不宜實施一次性施肥，2次施肥雖然可以保障水稻穩產，但要提高水稻產量仍需要分多次施肥。

3.3 適宜施用方式

水稻生產中農民習慣通過增加施肥量的方式來保證產量，施肥方式一般都為田面撒施，造成稻田氨揮發和徑流損失嚴重[19]，施肥方式不合理是導致氮肥過量施用的重要原因。側深施肥是指在插秧時通過機械將肥料條狀深施于水稻秧苗一側的施肥方式。與傳統基肥撒施方式相比，側深施肥具有施肥效率高、施肥位置和施肥量精準等優點[19-20]。本試驗結果表明，在黏性與砂性2類土壤生產區域，側深施肥處理的水稻產量均高于面施處理，“華昌”緩釋配方肥結合側深施肥具有增產潛力，與懷燕等[20]將緩釋肥(CRF)結合側深施肥獲得的研究結果一致，主要原因為緩釋肥具有養分釋放速率慢、養分釋放與作物需肥同步率高的特點，將肥料集中深施可將更多的肥料養分長時間保留在施肥點周圍的土壤中，增加水稻對肥料的吸收，從而提高氮肥利用率和水稻產量[21]。