氮肥不同用量對水稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響試驗

黃玲娟 齊紅燕 蔣于藍(lán)（上海市金山區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，上海 0599；上海市金山區(qū)呂巷鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，上海 058）

水稻是上海市的主要糧食作物，2020年上海市水稻種植面積為9×104hm2，約占上海市耕地總面積的47%。在上海市水稻生產(chǎn)中，以施用氮肥為主，但氮肥吸收利用率僅為20%左右[1]。而2017年中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳共同印發(fā)的《關(guān)于創(chuàng)新體制機(jī)制推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的意見》中要求，“主要農(nóng)作物化肥、農(nóng)藥使用量零增長，化肥、農(nóng)藥利用率達(dá)到40%”，故亟需提高上海市水稻生產(chǎn)中的氮肥利用率。目前，減施氮肥、有機(jī)無機(jī)肥配施是提高氮肥利用率的主要方法。因此，2020年筆者通過設(shè)置種植綠肥、施用有機(jī)肥、單施化肥、有機(jī)無機(jī)肥配施等處理，研究了減施化學(xué)氮對水稻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量以及氮肥利用率的影響，以期為上海市水稻綠色生產(chǎn)提供科學(xué)施肥建議。現(xiàn)將相關(guān)試驗結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在位于上海市金山區(qū)朱涇鎮(zhèn)的上海康豐水稻種植專業(yè)合作社內(nèi)進(jìn)行，試驗田為長期種植水稻、排灌方便的連片田塊，土壤為水稻土青紫泥，土壤全氮含量為2.5 g/kg、有機(jī)質(zhì)含量為43.4 g/kg、速效鉀含量為126 mg/kg、有效磷含量為17.5 mg/kg、pH為6.8。其中，土壤速效鉀、有效磷含量略低于金山區(qū)水稻田均值，土壤全氮、有機(jī)質(zhì)含量高于金山區(qū)水稻田均值。

1.2 試驗材料

供試水稻品種為“金農(nóng)香粳4”，該品種2020年通過上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委審定（編號：2020-1-0003）。于2020年6月8日進(jìn)行機(jī)插，移栽行距30 cm、株距14 cm，每667 m2基本苗數(shù)為6.6萬苗，2020年10月27日收割測產(chǎn)。

供試肥料為尿素（含N 46%，江蘇華昌化工股份有限公司）、水稻專用配方肥（N-P2O5-K2O=24-8-10，上海惠爾利農(nóng)資有限公司）、過磷酸鈣（含P2O512%，嘉善東靈化肥有限責(zé)任公司）、氯化鉀（含K2O 60%，中化化肥有限公司）、有機(jī)肥（鮮樣含N 0.98%、P2O51.50%、K2O 1.15%，上海久綠生物有機(jī)肥有限公司）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗按每667 m2純氮施用量不同，設(shè)5個處理：（1）缺氮，（2）化學(xué)氮12 kg，（3）化學(xué)氮15 kg，（4）有機(jī)肥500 kg+化學(xué)氮9 kg，（5）綠肥+化學(xué)氮9 kg。各處理不設(shè)重復(fù)，具體施肥量見表1。處理（1）、處理（2）、處理（3）、處理（4）面積均為2 000 m2，處理（5）面積為30 000 m2。試驗地前茬稻秸稈和稻根全量還田，每667 m2提供有機(jī)氮4～5 kg。處理（5）在前茬水稻收割后種植蠶豆3 000 m2，其他處理土壤進(jìn)行冬翻。2020年4月中旬處理（5）綠肥還田，每667 m2綠肥產(chǎn)量為1 000 kg，每667 m2約提供有機(jī)氮5 kg。

表1 各處理肥料施用情況 (單位：kg)

1.4 測定項目和方法

水稻移栽成活后，每處理區(qū)選擇連續(xù)10穴水稻植株作為調(diào)查點，定期調(diào)查水稻苗情；水稻成熟期選取調(diào)查點內(nèi)的稻株樣本測定理產(chǎn)、谷草比和氮素含量[2]。

計算公式：氮吸收量（kg）=植株地上部或地下部的全氮含量×單位面積植株地上部或地下部干重；氮肥利用率=[(施氮區(qū)吸氮量-缺氮區(qū)吸氮量)÷氮肥施用量]×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對水稻生長及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

由表2可知，各處理的高峰苗數(shù)均在7月24日左右出現(xiàn)，其中，處理（5）的高峰苗數(shù)最多，每667 m2為23.14萬苗，其次為處理（3）、處理（4）、處理（2），分別比處理（1）多22.4%、17.6%、16.8%、9.2%。處理（5）的有效穗數(shù)最多，每667 m2為15.4萬穗，其次為處理（4）、處理（3）、處理（2），分別比處理（1）多32.8%、30.2%、23.3%、20.7%。處理（4）的成穗率最高，為68.4%；其次為處理（2），成穗率為67.8%；處理（1）的成穗率最低，僅為61.4%。4個施用氮肥處理的水稻株高相近，比處理（1）高6～7 cm。以上結(jié)果表明，施用氮肥能有效促進(jìn)水稻植株營養(yǎng)生長，減施氮肥且化學(xué)氮、有機(jī)氮配施的肥效優(yōu)于單施化學(xué)氮。

2.2 不同處理對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表2可知，處理（1）雖然千粒重、結(jié)實率較高，但每穗實粒數(shù)和有效穗數(shù)較少，故產(chǎn)量最低；處理（3）雖千粒重和結(jié)實率最低，但每穗實粒數(shù)最多，故產(chǎn)量與處理（4）接近；處理（2）、處理（3）、處理（4）、處理（5）的每667 m2實際產(chǎn)量分別比處理（1）增產(chǎn)26.9%、30.2%、28.9%、37.1%。處理（5）的產(chǎn)量最高，每667 m2為540 kg，比處理（4）、處理（3）、處理（2）分別增產(chǎn)6.3%、5.3%、8.0%；處理（3）比處理（2）增產(chǎn)2.6%。

表2 不同處理的水稻苗情、產(chǎn)量及其構(gòu)成比較

2.3 不同處理對氮吸收量、氮肥利用率的影響

由表3可知，處理（4）和處理（5）的稻谷氮吸收量、秸稈氮吸收量、谷草比均高于其他處理。處理（2）、處理（3）、處理（4）、處理（5）的每667 m2氮吸收量分別比處理（1）增加2.69、3.03、3.20、3.76 kg。處理（4）、處理（5）的氮肥利用率分別為35.6%、41.8%，處理（2）、處理（3）的氮肥用量比處理（4）和處理（5）增加了33.3%、66.7%，但氮肥利用率僅為22.4%、20.2%。因此，在土壤肥力較好的田塊，減施氮肥且化學(xué)氮、有機(jī)氮配施能大幅提升氮肥利用率。

表3 不同處理的氮素吸收量、氮肥利用率比較

2.4 不同處理對水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

目前，金山區(qū)對7 000 hm2綠色食品（水稻）原料基地每667 m2配送有機(jī)肥500 kg，故不考慮有機(jī)肥及其他與有機(jī)肥相關(guān)的成本，只計算化肥成本和施肥人工費。由表4可知，凈收入最高的為處理（5），每667 m2凈收入1 477.9元，比處理（2）、處理（3）、處理（4）分別增收131.2、108.5、142.8元，增幅為9.7%、7.9%、10.7%。若考慮綠肥成本，處理（5）的每667 m2凈收入為1 377.9元，與處理（3）接近。若考慮有機(jī)肥成本，處理（4）的每667 m2凈收入僅為1 260.1元，故若無有機(jī)肥補(bǔ)貼政策，水稻生產(chǎn)成本明顯增加，農(nóng)戶很難主動施用有機(jī)肥。

表4 不同處理的水稻經(jīng)濟(jì)效益

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，氮肥是影響水稻植株性狀和產(chǎn)量的主要因素。種植綠肥+每667 m2施用化學(xué)氮9 kg處理的水稻高峰苗數(shù)、有效穗數(shù)、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益均優(yōu)于其他處理，氮肥利用率達(dá)41.8%。金山區(qū)水稻田土壤以青紫泥為主，保水保肥能力強(qiáng)，土壤肥力中高等居多，且2020年下半年金山區(qū)出臺了種植綠肥的補(bǔ)貼政策，再結(jié)合3年的水稻肥料試驗結(jié)果[3-4]，綜合投入產(chǎn)出比，在金山區(qū)綠色食品稻谷生產(chǎn)中，建議以稻稈還田和種植綠肥作為有機(jī)氮的主要來源，每667 m2化學(xué)氮用量以9～10 kg為宜（較常規(guī)施肥減氮25%～30%），以滿足有機(jī)氮用量不少于無機(jī)氮用量的肥料使用要求，提高肥料利用率，提升稻米品質(zhì)，實現(xiàn)水稻綠色生產(chǎn)，減少環(huán)境污染，助力農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。