?控釋肥對雙季稻生產及肥料利用率的影響?

? 王靜 彭歡 石宇 彭華

摘要： 通過大田試驗探索了雙季稻種植過程中，在等氮代替常規施肥以及在基肥和追肥分別給予減量的條件下，控釋肥對比常規施肥對水稻產量、主要性狀、氮肥表觀利用率和投入產出的影響。結果表明：與常規施肥相比，施控釋肥（等氮或減氮處理）處理的雙季稻總產量和年收益均有顯著提高，其中總產量增加2.46%～8.11%，收益增加2 070.8～3 074.4元/hm2；等氮控釋肥處理極顯著提高了早稻氮肥表觀利用率（提高19.57～24.14個百分點），但降低了晚稻氮肥表觀利用率（降低6.56～13.64個百分點）。

關鍵詞：? 控釋肥；減氮；雙季稻；氮肥利用率；經濟效益

中圖分類號：S143文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2024）03-0041-04

Effects of Controlled-Release Fertilizers on Yield and Fertilizer Utilization Efficiency of Double Cropping Rice

WANG Jing1，PENG Huan 2，SHI Yu3，PENG Hua4

（1. Agricultural Technology Promotion Station of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC; 2. Inspection and Testing Center

of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC; 3. Soil and Fertilizer Workstation of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC;

4. Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410125， PRC）

Abstract： Field experiments were conducted to explore the effects of controlled-release fertilizers on rice yield， main traits， apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers， and input-output compared with conventional fertilizers under the condition of equal nitrogen fertilizers instead of conventional fertilizers and reduced base fertilizers and top dressing， respectively. The results show that compared with conventional fertilizers， the total yield and annual yield of double cropping rice treated with controlled-release fertilizers （equal nitrogen fertilizers or reduced nitrogen fertilizers） were significantly increased， with the total yield increasing by 2.46%–8.11% and the economic benefits increasing by 2 070.8–3 074.4 yuan/hm2. The controlled-release fertilizers （equal nitrogen fertilizers） significantly improve the apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers in early-season rice by 19.57–24.14 percentage points， but they reduce the apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers in late-season rice by 6.56–13.64 percentage points.

Key words： controlled-release fertilizer; nitrogen reduction; double cropping rice; utilization efficiency of nitrogen fertilizer; economic benefits

水稻是我國重要糧食作物，2011—2021年，我國水稻面積穩定在3 000萬hm2左右，全國60%以上居民以稻米為口糧，人均占有量穩定在150 kg左右[1]。為了提高水稻產量，農戶每年投入大量化肥，造成了化肥投入過量、肥料利用率不高、農業面源污染等次生問題。2002—2015年，湖南水稻過量施肥程度高達50.6%[2]。張福鎖等[3]根據田間試驗測算出我國不同地區水稻當季肥料利用率為28.3%。化肥的過量、連續施用導致我國農業和環境效益降低，在我國增施化肥的作物增產效應早已減弱[4]。

近年來，為了提升肥料利用率，減少環境污染，我國大力推廣化肥減量技術[5]，并取得了一定的成效。在化肥減量技術中，施用緩控釋肥料是一種重要的方法[6]，緩控釋肥是減緩肥料養分釋放速率且比普通化肥長效的肥料[7]，它具有養分利用率高、節肥省工、環境負荷輕等優勢[8]，也有利于溫室氣體的減排[9]。基于此，筆者通過大田試驗，探索了雙季稻種植過程中，控釋肥在等氮代替常規施肥以及在基肥和追肥分別給予減氮條件下，對比常規施肥對水稻產量、產量構成因子以及氮肥表觀利用率和投入產出的影響，旨在達到化肥減量和增加經濟效益的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗地點位于湖南省長沙縣干杉社區下大屋組（113°12′5″E，28°08′31″N），海撥42 m，年平均溫度為17.1℃，年降水量在1 500 mm左右，大于10℃積溫為5 300～6 500℃，屬于亞熱帶季風性氣候。試驗田土壤類型為水稻土，是第四紀紅壤母質發育的紅黃泥，試驗田土壤理化特性為：pH值6.1，有機質26.55 g/kg，全氮1.55 g/kg，全磷0.61 g/kg，全鉀8.80 g/kg，堿解氮147 mg/kg，有效磷7.1 mg/kg，速效鉀53 mg/kg。

供試控釋肥為施可豐化工股份有限公司生產的長效控釋肥（N–P2O5–K2O＝26–11–11），其他氮、磷、鉀肥均為市售常規肥，分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

試驗田種植雙季稻，供試早稻品種為中早嘉17號，供試晚稻品種為岳優360。早稻于2022年4月5日播種，5月3日移栽，7月15日收獲；晚稻于6月29日播種，7月20日移栽，10月17日收獲。

1.2 試驗設計

早稻和晚稻試驗均設5個處理，分別為CK、常規施肥、等氮控釋肥、追肥減氮和控釋肥減氮處理，每個處理3次重復，隨機區組排列，小區面積20 m2。其中等氮控釋肥處理為控釋肥和尿素的總氮量與常規施肥相等，追肥減氮和控釋肥減氮處理是在當地習慣施肥量的基礎上，對基肥或者追肥進行減氮30%（早稻）或20%（晚稻）處理。早晚稻不同處理間，氮肥均按基追比7∶3施入土壤，磷、鉀肥作為基肥一次性施入土壤，基肥于移栽前1 d施用，追肥于插秧后15 d施入土壤。

1.2.1 早稻試驗處理 （1）空白對照：不施任何肥料；（2）常規施肥：施純氮142 kg/hm2，氮肥為尿素，按基追比7∶3施入土壤，純磷、純鉀用量分別為90、90 kg/hm2，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀；（3）等氮控釋肥：基施控釋肥345 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2；（4）追肥減量：基施控釋肥345 kg/hm2，追施尿素78.8 kg/hm2；（5）控釋肥減量：基施控釋肥241.5 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2。

1.2.2 晚稻試驗處理 （1）空白對照：不施任何肥料；（2）常規施肥處理：施氮量為180 kg/hm2，氮肥為尿素，按基追比7∶3施入土壤；純磷、純鉀用量分別為60、135 kg/hm2，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀；（3）等氮控釋肥：基施控釋肥484.5 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2；（4）追肥減量：基施控釋肥484.5 kg/hm2，追施尿素90 kg/hm2；（5）控釋肥減量：基施控釋肥387.6 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2。

1.3 調查取樣與測定方法

（1）水稻產量及構成因素調查。成熟期在各小區內隨機采集10株植株樣品，調查有效穗、株高、穗長、千粒重，各小區實割測產[10]。（2）植株干物重的測定。分別于水稻分蘗期、拔節期、成熟期選取一株，剪去根系后按葉片、莖、穗分別洗凈后置烘箱105℃殺青30 min，85℃烘干至恒重，測定干物質積累量[11]。（3）植株氮養分測定。隨機采集5株全株樣品，清洗烘干，粉碎過篩后用H2SO4-H2O2進行消煮，然后采用凱氏定氮法測定全氮含量。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel和DPS數據處理系統進行統計和分析，采用LSD法比較各處理間的差異。

氮肥表觀利用率通常定義為單位施用某種養分的作物吸收量增量，按公式（1）計算[12]。根據試驗設計，計算單位面積施用控釋肥以及相應氮磷鉀肥料投入的總和；水稻產出以單位面積干谷子的收購價計算。

氮肥表觀利用率（%）=（施氮區地上部植株吸氮量-不施氮區地上部植株吸氮量）/施氮量×100（1）

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對水稻產量的影響

如表1所示，與常規施肥處理相比，施控釋肥處理極顯著增加了早稻產量，增產幅度為17.08%～26.33%（P＜0.01），可能是因為與化肥相比，控釋肥能緩慢釋放養分，在水稻生長前期能夠提供適量的氮素營養，增加了水稻有效穗數，中后期又能持續穩定地提供足夠的礦質態氮，保證了水稻對養分的需求，達到增產效果。而施控釋肥處理晚稻產量較常規施肥處理顯著減少了2.95%～7.13%（P＜0.05）。對雙季稻總產量而言，等氮控釋肥、追肥減量和控釋肥減量處理較常規施肥分別增產8.11%（P＜0.01）、3.63%（P＜0.01）和2.46%（P＜0.05）。這表明控釋肥能夠顯著增加雙季稻產量，尤其對早稻增產效果明顯。

2.2 不同施肥處理對早、晚稻相關性狀的影響

由表2可知，等氮施控釋肥較常規施肥顯著增加了早稻株高、有效穗數及稻草重，同時千粒重也有所增加，但差異不顯著，其他施控釋肥處理的有效穗、千粒重及稻草重亦增加，但差異不顯著；綜合來看，施控釋肥增加了早稻產量。由表3可知，3個施控釋肥處理晚稻的株高、有效穗數、總粒數、實粒數均少于常規施肥處理，因此晚稻的理論產量也均低于常規施肥處理。

2.3 肥料投入產出分析

根據調研，當年肥料市場價格為，控釋肥3.5元/kg，尿素2.9元/kg，過磷酸鈣0.7元/kg，氯化鉀4.3元/kg，稻谷收購價格為2.8元/kg。通過計算常規肥料與施可豐控釋肥的投入費用如表4所示，早晚稻常規施肥因磷、鉀肥施用量較高導致投入成本最高，分別為2 064.6和2 454.0元/hm2。與常規施肥相比，等氮控釋肥、追肥減量和控釋肥減量處理的肥料投入量可節省962.8～1 664.2元/hm2。綜合稻谷產出效益分析表明，等氮控釋肥、追肥減量和控釋肥減量處理均顯示出較好的經濟效益，可增加收入2 070.8～3 074.4元/hm2。

2.4 不同處理早晚稻氮肥表觀利用率

由表5可知，與常規施肥相比，施控釋肥能夠極顯著提高了早稻的氮肥表觀利用率，因為控釋肥養分釋放速度較慢，較化肥降低了肥料流失風險，并且在水稻生長前期和中后期能夠提供持續的養分供水稻吸收利用，從而提高了肥料利用效率；而晚稻的氮肥表觀利用率較常規施肥處理降低了6.56～13.64個百分點，因為控釋肥肥效較長，當年9月氣候出現異常，氣溫較低，影響了晚稻中后期的生長。晚稻控釋肥的效果還有待進一步研究證實。

3 小結

試驗結果表明，在試驗條件下，等氮控釋肥、追肥減量、控釋肥減量等處理可顯著提高雙季稻的總產量和年收益，分別增產8.11%、3.63%和2.46%，分別增收3 074.4、2 070.8和2 305.8元/hm2，其中等氮控釋肥處理對產量及經濟效益的提升效果最好，控釋肥減量處理次之，追肥減量處理第三；施控釋肥可顯著提高早稻產量，但反而降低了晚稻產量；施控釋肥極顯著提高了早稻的氮肥表觀利用率，與常規施肥處理相比增長了19.57～24.14個百分點，而晚稻的氮肥表觀利用率較常規施肥處理降低了6.56～13.64個百分點。

研究表明，控施肥養分的釋放易受植物營養特性和土壤性質、水分、溫度等環境因素的影響[7]。試驗在種植晚稻時，因出現了異常低溫，對控釋肥氮的釋放影響較大，可能是造成晚稻發育性狀不理想、肥料利用率低、減產的主要原因。有研究表明，科學合理施用控釋肥有利于水稻增產、增效并降低施肥對環境的不利影響[8-9]。在施用長效緩控釋肥時，應注意天氣變化，特別是溫度的影響，長期低溫時，應結合水稻生長期營養需求進行合理追肥，以實現化肥減量與經濟效益的雙贏。

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（責任編輯：肖彥資）