邗江水稻氮肥減量運(yùn)籌對(duì)氮肥利用率試驗(yàn)影響分析

胡濤 楊曉東 孫萍

摘 要：本研究以南粳9108為主要試驗(yàn)材料，通過(guò)設(shè)置氮肥減量10％的情況下四個(gè)不同施肥比例，以不施氮和常規(guī)施氮為對(duì)照，共六個(gè)處理，以研究在水稻氮肥減量10％的情況下，不同基蘗肥和穗肥施用比例對(duì)水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因子、產(chǎn)量和氮肥利用率的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，與常規(guī)施肥和不施氮肥相比，氮肥減量10％對(duì)水稻產(chǎn)量有一定影響，但可以通過(guò)尋找最佳施肥比例來(lái)彌補(bǔ)?；Y肥：在穗肥為6∶4施肥處理下，水稻產(chǎn)量顯著高于其他處理;同時(shí)，在氮肥減量10％的條件下，基蘗肥：穗肥為6：4施肥氮肥利用率最高。由此說(shuō)明，水稻種植過(guò)程中化肥減量10％的情況下，可以通過(guò)調(diào)整基蘗肥和穗肥的施用比例提高植株氮肥利用率，從而確保水稻的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：水稻；氮肥；基蘗肥；穗肥；產(chǎn)量；氮肥利用率

水稻是我國(guó)的主要糧食作物之一，我國(guó)水稻的常年種植面積大約為3000×104hm2，其種植面積約為全國(guó)糧食作物種植面積的百分之三十，其中水稻產(chǎn)量大約占全國(guó)糧食作物總產(chǎn)量的百分之四十。所以努力提高水稻生產(chǎn)技術(shù)水平，對(duì)于維護(hù)國(guó)家的糧食安全和社會(huì)安定具有重要意義[1]。為提高水稻產(chǎn)量，合理施用氮肥是有效途徑之一，氮肥施入量與水稻的生理特性、產(chǎn)量等性狀形成存在密切聯(lián)系[2]。而基蘗穗肥的用肥比例、用肥時(shí)期對(duì)水稻產(chǎn)量也能起到至關(guān)作用的效果[3]。同時(shí)，氮肥的合理施用可以充分激發(fā)土壤氮素潛力，從而以最少的成本投入同時(shí)滿(mǎn)足水稻高產(chǎn)對(duì)氮素的需求[4]。我國(guó)稻田的單季磷鉀的利用率，只有百分之三十三至百分之三十八左右[5]，已大大落后世界平均水平，造成了氮肥資源的巨大損失。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是農(nóng)戶(hù)在生產(chǎn)中普遍過(guò)于追求經(jīng)濟(jì)效益，因此通過(guò)增施化肥以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。而由于化肥，尤其是氮肥的過(guò)量使用，導(dǎo)致土壤酸堿度改變，出現(xiàn)酸性、板結(jié)、鹽漬化等現(xiàn)象從而造成減產(chǎn)問(wèn)題，人們?yōu)榱颂嵘a(chǎn)量往往增施更多的肥料，惡性循環(huán)的耕作機(jī)制導(dǎo)致耕地質(zhì)量不斷下降。另外，由于氮肥的施用量增多，也很容易產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，如土壤富營(yíng)養(yǎng)化、地下水的NO3-和-N濃度超標(biāo)、大氣中的N2O排放量增多等[6]。因此，探尋合理的肥料用量、科學(xué)的施肥方式，形成良性的耕作機(jī)制是保護(hù)耕地質(zhì)量、保證作物產(chǎn)量，改善我國(guó)農(nóng)田肥料過(guò)度施用現(xiàn)象，建立可持續(xù)農(nóng)業(yè)良性發(fā)展模式的根本途徑。

揚(yáng)州市邗江區(qū)地處江蘇中東部、長(zhǎng)三角腹地。全區(qū)現(xiàn)有耕地面積約1.77萬(wàn)hm2[7]。全區(qū)按區(qū)域可分為沿江、沿湖和丘陵三片區(qū)域，土壤質(zhì)量良好，有69％的土壤達(dá)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，完全適合綠色食品生產(chǎn)要求，有31％的土壤達(dá)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[8]。2009年全區(qū)土壤測(cè)試結(jié)果顯示，全區(qū)有機(jī)質(zhì)含量平均值為30.22g/kg，有機(jī)質(zhì)含量在10-30g/kg的土壤主要分布在楊壽、方巷等北部丘陵地區(qū)，有機(jī)質(zhì)含量在30-40g/kg的土壤主要分布在汊河、蔣王和瓜州等南部沿江地區(qū)。根據(jù)第二次土壤普查數(shù)據(jù)，全區(qū)有效磷含量平均值為6.3mg/kg、全區(qū)的速效鉀含量平均值為71.5mg/kg，沿江區(qū)域的土壤有效磷含量顯著高于丘陵區(qū)域。丘陵區(qū)域速效鉀含量顯著高于沿江區(qū)域?？傮w來(lái)看，雖然邗江區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量較為豐富，但有效磷、速效鉀的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足作物高產(chǎn)的需要，同時(shí)，不同類(lèi)型地區(qū)之間肥力差異非常顯著。近些年邗江區(qū)通過(guò)大力推廣測(cè)土配方肥、秸稈還田等措施以達(dá)到減少化肥使用量的效果，并已初見(jiàn)成效。但邗江區(qū)仍然存在耕地質(zhì)量總體不高、中低產(chǎn)田占比較高、土壤肥力不均勻和用地養(yǎng)地意識(shí)淡薄等問(wèn)題。為提升耕地質(zhì)量、提高作物產(chǎn)量，必須改良中低產(chǎn)田的土壤質(zhì)量和改善土壤肥力不均的現(xiàn)狀?；谝陨蠁?wèn)題，本研究在邗江區(qū)公道鎮(zhèn)實(shí)施了水稻肥料利用率試驗(yàn)，目的是在減少肥料的總施用量條件下，通過(guò)探尋氮肥最佳施肥方式，確保水稻的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)，為解決水稻邗江區(qū)施肥的瓶頸問(wèn)題，提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)：試驗(yàn)于2022年5月至2022年10月在邗江區(qū)公道鎮(zhèn)的“江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)田環(huán)境長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)”試驗(yàn)田中實(shí)施。本試驗(yàn)點(diǎn)的農(nóng)田土中全氮含量為1.64g/kg、全磷含量為0.61g/kg、有效磷含量為31.8mg/kg、速效鉀含量為162.7mg/kg、土壤中有機(jī)質(zhì)含量１為25.6g/kg、土壤總?cè)葜貫?.292g/cm3、土壤pH值為6.27。

試驗(yàn)品種：南粳9108（蘇審稻201306），由江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所以武香粳14號(hào)、關(guān)東194雜交，屬于遲熟中粳稻類(lèi)型。適合于江蘇省蘇中及寧鎮(zhèn)揚(yáng)丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)栽培。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置：本試驗(yàn)一共設(shè)置了四種氮肥減量高效運(yùn)籌模式，在減氮10％的條件下，設(shè)置了基蘗肥和穗肥的配比為8∶2、7∶3、6∶4和5∶5，分別為T(mén)1，T2，T3，T4，另外還設(shè)置不施氮肥處理T0和當(dāng)?shù)卮竺娣e常規(guī)施用量處理T0，共六個(gè)處理， 每個(gè)處理做三次重復(fù)，總共十八個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積約36m2，小區(qū)之間采用35-40cm高的土埂并用塑料薄膜進(jìn)行深埋并包埂，各小區(qū)進(jìn)行單獨(dú)排灌。大面積區(qū)常規(guī)施肥為純氮300kg/hm2，氮肥減量區(qū)為純氮270kg/hm2， 其中試驗(yàn)中的基蘗肥為基肥∶蘗肥為6∶4，其中基肥在試驗(yàn)品種移栽前1d時(shí)投入，分蘗肥在試驗(yàn)品種移栽后三葉期時(shí)投入，穗肥在試驗(yàn)品種進(jìn)入倒四葉期再投入。P2O5∶K2O =1∶2，其中磷肥均在基肥時(shí)一次性施入，鉀肥分基肥（70%）和拔節(jié)肥（30%）兩次施入。不施氮區(qū)的磷、鉀肥用量及施用方法與施氮區(qū)一致。氮、磷、鉀肥分別以尿素（N46%）、三元復(fù)合肥（26-10-15）、過(guò)磷酸鈣（P2O512%）、氯化鉀（60%）經(jīng)折算后施用。

田間管理：水稻采用機(jī)插秧移栽秧苗，栽培管理按當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)統(tǒng)一實(shí)施病、蟲(chóng)、草害防治。

1.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子

在水稻成熟期， 每個(gè)處理調(diào)查一平方米的水稻穗數(shù)，計(jì)算平均穗數(shù)，再將每個(gè)處理取有代表性的植株十穴，將水稻脫粒后，采用水漂法區(qū)分飽粒（沉入水底者）與空癟粒，再計(jì)算每穗的粒數(shù)，最后測(cè)算稻米結(jié)實(shí)率、千粒重和產(chǎn)量。

1.2.2水稻生物產(chǎn)量

在水稻成熟期，按照平均穗數(shù)，每個(gè)處理取有代表性的植株十穴，再分為葉、莖鞘、穗等部分，于105℃下殺青30min，經(jīng)80℃下烘烤至恒重，以計(jì)算干物質(zhì)重，并計(jì)算生物產(chǎn)量。

1.2.3水稻植株氮素養(yǎng)分含量

將成熟期水稻的植株樣品按各種器官粉碎后，用半微量蒸餾法測(cè)定全N含量。

1.2.4氮肥利用率計(jì)算

計(jì)算每個(gè)處理的氮肥利用率。方法如下：

氮肥利用率（%）=（A-B）/C×100%

A：施氮肥區(qū)水稻地上部分吸氮量，kg/hm2；B：無(wú)氮區(qū)水稻地上部分吸氮量，kg/hm2；C：氮肥施用量（N），kg/hm2

2結(jié)果與分析

2.1不同處理的產(chǎn)量構(gòu)成

如表1所示，通過(guò)施用氮肥可以提高水稻產(chǎn)量，T0，T1，T2，T3，T4處理水稻產(chǎn)量均高于T0。與大面積常規(guī)施氮量（T0）相比，T1，T2，T3，T4各處的理論產(chǎn)量無(wú)顯著下降趨勢(shì)，其中T1，T4處理的實(shí)際產(chǎn)量、理論產(chǎn)量以及生物產(chǎn)量均低于T0。且T2，T3處理的理論產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量以及生物產(chǎn)量均高于T0。T2，T3處理的理論產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量以及生物產(chǎn)量均高于T0，表明氮肥減量10%對(duì)水稻產(chǎn)量有一定影響，但可以通過(guò)尋找最佳施肥比例來(lái)彌補(bǔ)。氮肥減量10%處理下，T2處理水稻理論產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量以及生物產(chǎn)量均高于其他處理。氮減量10%處理下，T2，T3處理每平方米穗數(shù)均顯著高于T0，T0，T1，T4處理；每穗粒數(shù)各處理間無(wú)顯著差異。T1處理結(jié)實(shí)率顯著高于其他處理，T3，T4處理結(jié)實(shí)率顯著高于TO和T0處理。以上結(jié)論證明：氮肥減量10％處理下，加以合理的基蘗肥與穗肥比例可以做到氮肥減量的同時(shí)不顯著影響水稻產(chǎn)量。

2.2不同處理肥料利用率

2.2.1 不同施氮處理對(duì)氮肥利用率的影響

化肥使用率是反映施肥效益的重要指標(biāo)，其值的高低直接反應(yīng)了肥料施用效果。氮肥對(duì)水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)是最直接的，從表2中可以看出，施用氮肥可以增加水稻地上部分吸氮量。減氮10%與大面積常規(guī)施氮量（T0）相比，T1、T2、T3、T4處理下，籽粒和秸稈中全氮含量均高于T0，在減氮10%處理中，T2處理的籽粒全氮量、秸稈全氮量以及地上部分的吸氮量均高于其他處理，故T2處理的氮肥效率也最高。證明了減氮10%對(duì)氮肥利用率無(wú)顯著降低影響，相反還提高了水稻的氮肥利用效率。而造成這種現(xiàn)象的可能原因是水田土壤長(zhǎng)期淹水，土壤會(huì)分成多層，施肥時(shí)施于表面氧化層的氮肥發(fā)生了反硝化作用，不能被水稻吸收利用，而施肥量越大，因這種現(xiàn)象所造成的損耗也會(huì)越大。

3結(jié)論與討論

水稻產(chǎn)量受到諸多因素的影響，如田間水肥管理、品種的選用、病蟲(chóng)草害的防治以及氮肥用量、氮肥基穗比的選擇。其中水稻基蘗肥的作用是促進(jìn)水稻的有效分蘗達(dá)到預(yù)期收獲穗數(shù);水稻穗肥的作用是保證水稻莖蘗成穗率，增加每穗粒數(shù)，從而確保結(jié)實(shí)率與千粒重的穩(wěn)定，為高產(chǎn)提供保障。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在邗江區(qū)公道鎮(zhèn)減氮10%條件下，與常規(guī)施氮肥相比，減氮10%會(huì)對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子產(chǎn)生一定影響;但可以通過(guò)尋找最佳施肥比例來(lái)彌補(bǔ)，基蘗肥和穗肥的配比為7∶3、6∶4水稻產(chǎn)量均高于常規(guī)施氮區(qū)。本試驗(yàn)證明了在邗江區(qū)公道鎮(zhèn)水稻氮肥減施10%通過(guò)科學(xué)合理的施肥方式可以提高水稻產(chǎn)量的同時(shí)提高水稻氮肥利用率，為水稻田間施肥找到了科學(xué)合理的基穗比。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，較常規(guī)施氮，氮肥減量10％可以提高氮肥利用率。提高氮肥利用率可以在生產(chǎn)中減少氮肥使用量，以達(dá)到節(jié)省成本增加收益的目的。水稻種植過(guò)程中氮肥的損失途徑較多，但主要是通過(guò)硝化作用導(dǎo)致氮肥無(wú)法被水稻吸收利用。我們可以通過(guò)深層施肥的方式讓氮肥施到土壤還原層中以達(dá)到避免肥料在氧化層中進(jìn)行硝化作用，從而提高水稻氮肥利用率。

肥料減量對(duì)農(nóng)田效率的提高、農(nóng)村綜合生產(chǎn)能力的增強(qiáng)和自然環(huán)境的維護(hù)有著非常關(guān)鍵的作用。近年來(lái)，邗江區(qū)雖然通過(guò)大力推廣測(cè)土配方肥、秸稈還田、水肥一體化、水稻側(cè)深施肥等技術(shù)已取得初步成效，但全區(qū)有機(jī)肥資源利用率較低、施肥方式普遍落后的問(wèn)題仍不容小覷。本地區(qū)在完善升級(jí)現(xiàn)有技術(shù)的同時(shí)要結(jié)合其他先進(jìn)技術(shù)，以達(dá)到精準(zhǔn)施肥、分類(lèi)指導(dǎo)、有機(jī)替代、綠色引領(lǐng)的目的。以此進(jìn)一步推進(jìn)化肥減量技術(shù)的落地，提升中產(chǎn)田的土壤肥力，以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。全區(qū)應(yīng)大力推廣秸稈還田、有機(jī)肥化肥相結(jié)合、機(jī)械化深耕和測(cè)土配方施肥等技術(shù)，對(duì)于蔣王、槐泗等果蔬種植設(shè)施農(nóng)業(yè)基地要大力推廣水肥一體化技術(shù)。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)戶(hù)的相關(guān)培訓(xùn)，以改變?cè)鍪┗室蕴岣咿r(nóng)作物產(chǎn)量的片面思想。但邗江區(qū)存在參加培訓(xùn)農(nóng)戶(hù)的年齡普遍較大，理解吸收能力較差等問(wèn)題。因此相關(guān)部門(mén)應(yīng)積極呼吁區(qū)內(nèi)青年返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)，并給予一定的政策優(yōu)惠和相關(guān)補(bǔ)貼。同時(shí)我們要優(yōu)化農(nóng)技培訓(xùn)相關(guān)內(nèi)容，重點(diǎn)圍繞以下幾個(gè)方面：第一，肥料減量的問(wèn)題就是關(guān)于科技發(fā)展的基本理念，農(nóng)民在施肥過(guò)程中還面臨著"重大量元素，輕中量元素"的情況，在科學(xué)合理地施肥方式上還存在不足，比如對(duì)于微量元素，水稻應(yīng)以硅肥和鋅肥為主;對(duì)于油菜、果樹(shù)應(yīng)以硼肥為主;小麥用應(yīng)以硅肥和錳肥為主;而花生大豆以及豆科作物，則應(yīng)以錳肥為主等。第二，化肥減量，到底應(yīng)該減施哪個(gè)時(shí)期的化肥？所減少的化肥是否需要通過(guò)施用有機(jī)肥或測(cè)土配方肥等方式進(jìn)行補(bǔ)充？如果需要補(bǔ)充，補(bǔ)充的量又是多少？同時(shí)哪個(gè)時(shí)期的肥料又堅(jiān)決不能減少？以上這些問(wèn)題，農(nóng)戶(hù)并不清楚。因此，我們應(yīng)加強(qiáng)培訓(xùn)力度，同時(shí)優(yōu)化培訓(xùn)內(nèi)容，讓農(nóng)戶(hù)學(xué)習(xí)了解更多的種植技術(shù)，改變多施肥多收益的觀念已達(dá)到合理的化肥減量，提高化肥利用率的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉紅江，鄭建初，郭智，等.太湖地區(qū)氮肥減量對(duì)水稻氮素吸收利用的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2016，35（11）：2960-2965.

[2]張巖，馬士學(xué)，王青菊，等.不同氮肥施用量對(duì)水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].北方水稻，2009，39（5）：16-18.

[3]劉生榮.關(guān)中棉區(qū)棉田雜草分布及化學(xué)除草技術(shù)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（5）：96-97.

[4]張滿(mǎn)利，陳盈，侯守貴，等.氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量和氮肥利用率的影響[J].作物雜志，2010（6）：46-50.

[5]劉源.農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展法律制度研究[D].河南大學(xué)，2023.

[6]鄭華斌，傅榮富，賈巍，等.氮肥減量與替代方式對(duì)華南稻區(qū)水稻產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響[J].作物研究，2019，33（2）：91-95.

[7]鄭峰.潁泉區(qū)耕地質(zhì)量現(xiàn)狀與保護(hù)提升對(duì)策[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2023，29（13）：112-115.

[8]劉宇慶，劉燕，楊曉東，等.揚(yáng)州市邗江區(qū)耕地質(zhì)量現(xiàn)狀與對(duì)策[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（1）：49-50.