聚氨酯包膜型緩釋肥對婺城地區雙季稻產量及化肥利用率的影響

蔣敏華，丁懿，李寬，孟浩然，潘奕旻，張超

(金華市婺城區植物保護和耕肥管理站，浙江 金華 321025)

金華地處金衢盆地東段，為浙中丘陵盆地地區，地勢南北高、中部低。“三面環山夾一川，盆地錯落涵三江”是金華地貌的基本特征。金華屬亞熱帶季風氣候，四季分明，雨熱同季，降水充沛，適合農業生產。根據2020年金華市統計數據顯示[1]，全市農作物播種面積達11.715萬hm2，其中糧食播種面積7.815萬hm2，產量45.2萬t。

稻米是浙江省的主糧，保障水稻生產安全具有重要的現實意義[2-3]。肥料是農作物的糧食，其在農業生產中具有無可替代的作用。合理施肥是水稻保質保量的重要措施之一，然而過量施肥、偏重氮肥、表面撒施等不合理施肥方式造成化肥利用率低下，不僅影響農戶的投入產出比，甚至造成一定的面源污染[4-5]。聚氨酯包膜型緩釋肥[6-7]是近年來企業主推的緩釋肥品種，由于其在肥料顆粒表面制備了一層控釋膜，利用膜層將高濃度速效養分與土壤分隔開來，是一種優良的緩釋肥。本試驗結合測土配方施肥相關工作，研究聚氨酯包膜型緩釋肥對婺城地區雙季稻產量及化肥利用率的影響，為進一步推動測土配方施肥、提高肥料利用率工作以及推廣緩釋肥應用打下基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于金華市婺城區蔣堂鎮蔣堂村，土壤為潴育型水稻土，質地為黏壤土，肥力中等偏上。試驗地土壤基本理化性質為全氮含量1.48 g·kg-1、速效氮含量123.00 mg·kg-1、有效磷含量140.00 mg·kg-1、速效鉀含量218.00 mg·kg-1、有機質含量27.30 g·kg-1、pH值5.64。

1.2 供試材料

試驗地早稻品種為金早47，晚稻品種為甬優15。試驗肥料有茂施聚氨酯包膜型緩釋摻混肥(N 26%、P2O510%、K2O 15%，)，尿素(N 46%)，過磷酸鈣(P2O512%)和氯化鉀(K2O 60%)。

1.3 試驗設計

水稻化肥利用率試驗共設置4個處理，分別為全肥處理(NPK)、無氮處理(PK)、無磷處理(NK)和無鉀處理(NP)，無氮、無磷、無鉀處理指相對于全肥處理分別不施氮、磷、鉀肥。

全肥處理施肥量需根據土壤基本理化性質以及設定水稻目標產量，然后根據地力差減法進行估算。早稻目標產量為6 000.0 kg·hm-2，施肥量折純后分別為N 156.0 kg·hm-2、P2O560.0 kg·hm-2、K2O 90.0 kg·hm-2；晚稻目標產量為8 250.0 kg·hm-2，施肥量折純后分別為N 175.50 kg·hm-2、P2O567.50 kg·hm-2、K2O 101.25 kg·hm-2。

各處理具體施肥措施如下：

早稻試驗：NPK，基施緩釋肥360 kg·hm-2，追緩釋肥240 kg·hm-2作分蘗肥；PK，基施過磷酸鈣500 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；NK，基施尿素204 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2，追尿素135 kg·hm-2作分蘗肥；NP，基施尿素204 kg·hm-2、過磷酸鈣500 kg·hm-2，追尿素135 kg·hm-2作分蘗肥。

晚稻試驗：NPK，基施緩釋肥405 kg·hm-2，追緩釋肥270 kg·hm-2作分蘗肥；PK，基施過磷酸鈣562.5 kg·hm-2、氯化鉀169.5 kg·hm-2；NK，基施尿素229.5 kg·hm-2、氯化鉀169.5 kg·hm-2，追尿素153.0 kg·hm-2作分蘗肥；NP，基施尿素229.5 kg·hm-2、過磷酸鈣562.5 kg·hm-2，追尿素153.0 kg·hm-2作分蘗肥。

各處理分別設置3個重復，小區大小均為4.15 m×6.20 m，小區間筑埂隔離，田埂使用黑色薄膜深埋覆蓋，以防小區間串水。各小區單灌單排，其他田間管理措施保持一致。試驗地水稻收獲時，進行現場實打實收測定籽粒鮮產，并利用作物水分測定儀測定水稻籽粒水分，從而得到籽粒產量；同時采集水稻整株樣品10叢左右帶回實驗室，用實驗室小型脫粒機進行脫粒，然后將籽粒和秸稈分別烘干計重，以計算水稻谷草比，從而得到秸稈產量，隨后將樣品研磨以測定籽粒和秸稈的氮磷鉀養分含量。

1.4 指標測定

采用元素分析儀(Elementar，德國)測定水稻秸稈和籽粒樣品中全氮含量，H2SO4-H2O2法消煮、鉬銻抗比色法測定樣品中全磷的含量，用火焰分光光度計測定樣品中的全鉀含量。

水稻化肥利用率計算：

氮(磷或鉀)肥利用率等于全肥區水稻吸氮(磷或鉀)量減去無氮區(無磷區或無鉀區) 水稻吸氮(磷或鉀)量，再除以施氮(磷或鉀)量的百分比率。

2 結果與分析

各處理水稻產量及氮磷鉀養分指標統計如表1。從表中可以看出，全肥處理產量明顯要高于其他缺素處理，并且缺氮處理產量減產最為嚴重。氮磷鉀是水稻生長發育所必需的大量營養元素，要獲得水稻高額而穩定的產量，必須要有一定的物質基礎，除光照、空氣、溫度等自然條件外，水肥就是最重要的兩個因素，而肥料中以氮磷鉀肥需求最大。根據表中數據可知，氮肥對于產量的貢獻最大，磷鉀肥次之；其次氮磷鉀肥具有協同作用，全肥處理生物量不僅明顯高于其他缺素處理，其氮磷鉀養分指標也高于其他缺素處理。因此，水稻施肥應注意氮磷鉀平衡，不可偏施氮肥而忽略磷鉀肥。早稻全肥處理目標產量為6 000.0 kg·hm-2，實際產量為6 405.0 kg·hm-2，晚稻全肥處理目標產量為8 250.0 kg·hm-2，實際產量為8 707.5 kg·hm-2，均略高于目標產量。

表1 各處理水稻平均產量及養分指標Table 1 Average yield and nutrient indexes of rice under each treatment

根據水稻籽粒和秸稈產量及其氮磷鉀養分含量分別計算各處理水稻吸收氮磷鉀的量，進而計算氮磷鉀利用率，記錄如表2。

表2 水稻化肥利用率Table 2 Rice fertilizer utilization efficiency

由表2可知，全肥處理養分供應較為平衡，有利于水稻正常生長發育，水稻植株對氮磷鉀養分的吸收量均是最高的。與全肥處理相比，缺氮處理對水稻植株的正常生長發育影響較大，水稻生物量降幅較大，不僅吸氮量最低，而且吸磷量和吸鉀量也不高；缺磷處理不僅吸磷較低，同時還影響水稻植株對氮鉀的吸收；同樣，缺鉀處理不僅吸鉀較低，也影響了水稻植株對氮磷的吸收。通過計算可知，早稻化肥利用率分別為N 44.9%、P2O525.2%、K2O 49.1%，晚稻化肥利用率分別為N 43.6%、P2O527.8%、K2O 51.6%。

3 結論

世界農業發展實踐證明，施用化肥是最快速、最有效、最重要的增產措施。我國是生物密集型農業，農業增產對化肥的依賴程度很高。目前，我國肥料的當季利用率[8-10]氮肥為30%～35%，磷肥為10%～25%，鉀肥為35%～50%。由于肥料利用率較低，其中氮肥通過揮發、淋溶及徑流等途徑損失巨大，隨之帶來土壤肥力下降、農產品品質降低、環境面源污染等嚴重問題。目前我國的肥料施用還處于以速效性肥料分次施用為主體的施肥階段，而速效性肥料不僅利用率低，而且成本高、污染嚴重。應用緩效性肥料，采用針對性施肥技術是從根本上解決我國目前施肥落后現狀的重要途徑，也是農業生產發展的必然選擇。因此，如何提高肥料利用率，充分發揮肥料的作用，對我國農業可持續發展意義重大。

合理施肥是保證水稻高產優質的重要措施之一，合理施肥須根據水稻生長需肥特點、土壤供肥能力及目標產量等制定合理的施肥方案。水稻對氮磷鉀元素需求量大，為獲得高產，往往出現過量施肥、偏重氮肥、施肥節點不當等不合理施肥現象，造成肥料利用率低下，不僅影響農戶的投入產出比，甚至造成一定的面源污染。水稻對氮肥的需求量最大，整個生育期內對氮素都有一定的需求量，水稻對氮肥主要有兩個吸收峰，一個是分蘗盛期，另一個是抽穗期，兩個吸收峰對水稻高產具有重要意義，因而要注意及時補充氮肥[11-12]。水稻對磷肥的需求量較少，只有不到氮肥的一半，其吸收峰主要出現在苗期和分蘗盛期，在這個時期要保證磷肥的供應充足。鉀肥的吸收主要是在分蘗盛期至拔節期，水稻抽穗開花時則基本停止吸收鉀肥了。一般來講，稻田供肥能力均較好，通常磷鉀肥基施后基本能保證水稻的吸收利用，而氮肥往往是制約水稻高產的主要因子，因此，常規施肥模式主要以基施復合肥并在分蘗期和抽穗期追施尿素為主。緩釋肥料能緩慢而持久地釋放出植物生長必需的營養元素，具有養分齊全、配方合理、長效化等特點，還可以減少因淋溶、固定或分解作用而造成的養分損失，防止作物前期早衰和后期脫肥。與普通肥料相比，緩釋肥的另一優點是省工、省錢，甚至一次施肥就能基本滿足作物正常生長需求，避免了多次追肥生產成本的增加。

本試驗依托測土配方技術，根據土壤供肥能力、水稻需肥規律及目標產量等，采取以土定產、以產定肥、施用緩釋肥等原則，制定科學合理的施肥方案，在方便農戶操作的前提下盡可能提高化肥利用率。試驗結果顯示，早稻全肥處理目標產量為6 000.0 kg·hm-2，實際產量為6 405.0 kg·hm-2，化肥利用率分別為氮 44.9%、磷 25.2%、鉀49.1%；晚稻全肥處理目標產量為8 250.0 kg·hm-2，實際產量為8 707.5 kg·hm-2，化肥利用率分別為氮 43.6%、磷 27.8%、鉀51.6%。聚氨酯包膜型緩釋肥由于在肥料顆粒表面制備了一層控釋膜，其利用膜層將高濃度速效養分與土壤分隔開來，是一種優良的緩釋肥，施用聚氨酯包膜型緩釋肥雙季稻氮磷鉀平均利用率分別達44.3%、26.5%和50.4%，建議施用聚氨酯包膜型緩釋肥替代普通復合肥。