氮肥不同施用方法對水稻產量及利用率影響的實驗總結

我國最重要的糧食作物之一是水稻，其產量和品質直接影響國家糧食安全和農民經濟效益。水稻生長發育和產量形成的關鍵營養元素是氮素，合理施用氮素對提高水稻產量和品質非常關鍵，但是氮肥施用不當尤其是過量施用，不但會增加農業生產成本，還會使氮肥利用率大幅下降，也可能帶來環境污染問題，地下水硝酸鹽污染和溫室氣體排放增多。聯合國糧食及農業組織（FAO）統計顯示，全球農業生產中氮肥平均利用率才 33% ，我國更低，大概只有 28% ，這表明提高氮肥利用率、減少氮肥過量施用對實現農業可持續發展意義重大。徽兩優898這個水稻品種在安徽宣城地區廣泛種植，試驗以它為材料設置不同氮素水平處理，目的是深入探究氮肥施用對水稻產量和氮肥利用率的影響，研究結果能為水稻生產中合理施用氮肥提供科學依據，有助于指導農民科學施肥，提高氮肥利用率，減少環境污染，最終實現水稻高產高效栽培，該試驗為水稻生產過程中氮肥的合理施用提供了關鍵的數據支撐與科學指導，對推動我國水稻生產可持續發展、保障國家糧食安全有較大幫助，還能減少農業生產對環境的影響。

一、材料與方法

1、試驗材料

本實驗選用安徽宣城徽兩優898作為供試品種。徽兩優898具有株型緊湊、分蘗力較強、穗型直立的特性。

2、試驗設計

① 試驗地點與土壤條件

宣城市農科所內被用來做試驗的水稻試驗田土壤為棕壤土，0～20厘米土層的全氮含量為 0.152% 、全磷 0.059% 、全鉀1.63% 、速效氮150.0毫克/千克、速效磷4.1毫克/千克、速效鉀91.0毫克/千克、有機質 2.27% ，pH值是6.2。

② 試驗處理

設3個氮肥水平處理：有N0（不施氮肥，純氮0千克/公頃）N1（施氮量比當地慣用水平低 30% ，純氮147千克/公頃）N2（當地慣用施氮量，純氮210千克/公頃）這幾種情況，且磷肥$（ ＼mathrm { P } _ { 2 } ＼mathrm { O } _ { 5 } ＼colon 1 0 3 . 5 ＼$ 千克/公頃）鉀肥 （K₂O：78 千克/公頃）各處理施用量相同，磷肥一次性作基肥施，而鉀肥基肥和穗肥時分施，氮肥基肥、蘗肥、穗肥都要施，比例分別是純氮量的 60% .30% ） 10% 。

③ 栽培管理

2024年4月11日采用塑料小棚旱育苗方式在試驗田播種，到2024年5月19日插秧，插秧規格為30厘米 ×13.3 厘米且每穴插3苗，試驗單元面積22平方米，設置3次重復并隨機區組排列，有9個試驗單元，各試驗單元單獨打埂、灌溉和排水，除草、病蟲害防治等栽培措施與一般生產田相同。

3、測定項目及方法

① 莖蘗數及葉齡動態

為了準確掌握水稻的生長情況，每個處理選取了10叢水稻進行定點觀察。從2024年6月10日水稻分蘗開始，每隔5天進行1次莖數的調查，直至2024年7月21日水稻進入拔節期為止。同時，記錄下各處理水稻的葉齡變化情況。

② 產量及構成因素

每個試驗單元里選取6平方米的水稻實割，收獲的水稻晾干后人工脫粒便可計算產量，且每個試驗單元中挑4叢有代表性的水稻用于室內考種，測定穗長、穗粒數、結實率、千粒重等產量構成因素。

③ 氮素含量測定

經典的凱氏定氮法被用于該試驗以測定水稻植株葉片、莖稈、穗部等不同部位的氮素含量，這一在農業科學領域廣泛應用的分析技術的原理是蛋白質中的氮元素在強酸作用下轉變成銨鹽，經蒸餾、滴定等步驟對氮含量進行定量測定，水稻樣本先經酸消化處理將有機氮轉化為無機氮，接著用堿性溶液吸收并蒸餾，用酸滴定法測定氮含量，通過這種方法得到的氮素含量數據能給水稻氮素營養管理提供科學依據，指導農業生產實踐，優化氮肥施用策略，提高氮肥利用效率，減少環境污染。

4、數據處理與分析

采用Excel和DPS軟件進行數據處理和方差分析。

二、結果與分析

1、不同氮素水平對莖蘗數及葉齡的影響

徽兩優898移栽后的22～62天里各施氮水平下其莖蘗數都是先增后減，NO處理時移栽后42天莖蘗數達到峰值為 23.9×10/公頃，而N1和N2處理莖蘗數峰值分別延遲5天、10天出現，數值分別是 34.4×10⁵/ 公頃和 35.8×10⁵ 公頃，這說明施氮量降低 30% 徽兩優898會提前進入莖蘗臨界期且莖藥數也會減少，并且不同氮素水平下莖藥數差異不顯著，本實驗結果還顯示不同氮素水平對葉齡有影響，徽兩優898的葉齡隨施氮量增加而增加，且和NO處理比起來極顯著要高，移栽后22～37天N1處理葉齡顯著低于N2處理，42～67天這兩個施氮水平沒顯著差異，這表明施氮量降低 30% 生育前期出葉速度會明顯減慢但對后期葉片生長進程影響不大。

2、不同氮素水平對產量及構成因素的影響

徽兩優898產量及構成因素受不同氮素水平的影響，本實驗結果將其顯示出來，施氮與NO處理相比能極顯著增加有效穗數和實際產量不過結實率也顯著下降，有效穗增加時每穗總粒數也增加會造成“庫大而源不足\"籽粒有效灌漿無法實現不飽滿粒或者秕粒數增多，N1和N2這兩個施氮水平下產量及構成因素均無顯著差異，N1處理相比N2處理減產 4.9% 但這差異沒達到顯著水平，N1處理使結實率提高 4.7% 、千粒重提高 2.4% ，N2處理靠提高有效穗 2.4% 和每穗實粒數 2.5% 維持較高產量這也許是原因所在。

本實驗結果呈現出不同氮素水平給穗長、每穗總粒數、結實率和千粒重帶來的影響，能發現不同氮素水平對穗長和每穗總粒數影響較小，結實率在N1處理時最高、N2處理時次之、NO處理時最低，千粒重隨著施氮量增加稍微下降。

3、不同氮素水平對含氮量的影響

本實驗結果分別展示了葉、莖和穗含氮量受不同氮素水平的影響，從拔節期到成熟期，葉含氮量逐漸降低且各時期都隨施氮量降低而降低，N1處理在拔節期、齊穗期、成熟期葉含氮量較N2處理分別下降 14.5%.8.1%.7.0% 且下降幅度隨生育進程遞減，莖含氮量變化趨勢和葉含氮量相同，N1處理在拔節期、齊穗期、成熟期莖含氮量比N2處理分別下降 14.4%.18.9%.8.3% 且齊穗期下降幅度最高、成熟期最低，不同氮素水平下穗含氮量差異不顯著，N1處理在齊穗期、成熟期穗含氮量比N2處理分別下降 1.3%.0.9% ，可見施氮量降低 30% 能明顯降低莖葉含氮量（尤其拔節期到齊穗期）但穗含氮量無顯著下降。

4、不同氮素水平對吸氮量的影響

徽兩優898品種吸氮量受不同氮素水平影響的研究揭示出氮肥施用對作物生長發育很重要，試驗里拔節期N1處理跟N2處理比氮素吸收差異顯著，N1處理葉片吸氮量大幅下降達32.9% 且莖部吸氮量也下降幅度為 24.7% 不過沒達到統計學的顯著差異，這結果顯示拔節期氮素供應減少時葉片氮素積累受影響更敏感，作物生長到齊穗期N1處理和N2處理間氮素吸收差異更明顯，葉片、莖部和穗部吸氮量分別下降 32.3%.36.9% 和18.7% 且這些下降在統計學上都達到顯著或極顯著水平且莖部下降最顯著，這也許意味著齊穗期氮素供應對作物整體氮素積累更重要且維持莖部氮素水平尤其如此，到成熟期葉、莖和穗吸氮量分別下降 20.9%.21.2%.2.6% 且差異都未達顯著水平，這表明施氮量降低 30% 后徽兩優898齊穗期葉、莖和穗吸氮量顯著下降且拔節期和成熟期吸氮量雖下降但差異不顯著，特別是穗在成熟期吸氮量差異很小這表明低氮時植株吸收的氮素雖有所減少但養分運轉率卻提高了。

5、不同氮素水平對氮肥利用率的影響

農業生產里施氮肥是提高作物產量的重要手段，不過氮肥利用率受多種因素影響且氮素水平是關鍵因素，氮素水平就是土壤里可供作物吸收利用的氮素含量并會直接影響作物吸收和利用氮肥的效率，試驗表明不同氮素水平對氮肥利用率影響顯著，氮素水平低時作物吸收利用氮肥的效率會下降，徽兩優898在N1處理下吸氮量和氮素表觀利用率分別降了 8.4% 和 9.7% 也就是說氮素水平低時作物吸收的氮素總量減少且表觀利用率跟著下降，可吸氮量和表觀利用率雖下降了但氮素收獲指數、氮素生理利用率和氮素農學利用率卻分別提高了 5.8%.25.2% 和1.7% ，這顯示氮素水平低時作物把吸收的氮素轉化為經濟產量更有效，還有氮肥偏生產力顯著提高也說明氮素水平低時氮肥對作物產量的貢獻更直接有效，N1處理下氮肥偏生產力顯著增高了 23.2% ，施氮量減少 30% 作物產量卻顯著增加，這意味著降低氮素水平可提升氮肥利用效率且氮肥對作物產量正面影響更直接。試驗研究表明不同氮素水平對氮肥利用率有多方面影響，低氮素水平下作物吸氮量和表觀利用率雖有所下降但氮素轉化效率和氮肥對產量直接效應顯著提升，可見農業生產中合理調控氮素水平、適當減少施氮量既能節約氮肥資源又能提高利用率以實現提高作物產量和保護環境雙重目的，研究推廣適宜氮素管理措施對農業可持續發展意義重大。

三、討論

1、氮肥對水稻產量的影響

施氮量增加時水稻產量會提高，不過超出一定范圍后產量和部分產量構成因素就會下降。本試驗顯示，徽兩優898在慣用施氮量水平下，有效穗數比施氮量降低 30% 時多 2.4% 、每穗實粒數多 2.5% 且產量增加 4.9% ，但差異并不顯著，而施氮量降低30% 時，徽兩優898結實率能提高 4.7% 、千粒重能提高 2.4% ，這就抵消了部分因有效穗數和每穗實粒數減少而造成的產量下降。要實現超高產，先得優化產量結構，水稻分蘗數和成穗率是穗數的關鍵決定因素且穗數又是產量構成的關鍵，在穗數適宜的情況下，適當減少施氮量有助于提高結實率和千粒重，讓穗、粒、重結構實現最優化組合進而獲得高產。

2、氮肥對水稻氮素吸收和利用的影響

研究顯示，一定范圍內施氮量增加時水稻植株對氮素的吸收量會相應增多，但氮肥過量施用不但會使生產成本增加還可能造成環境污染，合理控制氮肥施用量對提高水稻氮素吸收和利用效率極為關鍵。本試驗結果顯示，施氮量減少 30% 時徽兩優898水稻品種生育前期氮素積累量有所下降，不過這種下降并未給水稻最終產量帶來負面影響還在一定程度上促進了水稻后期對氮素的吸收，低氮條件下水稻植株為維持正常生長發育會提升氮素吸收和利用效率，施氮量降低后水稻莖葉氮素比例下降、穗部氮素比例相對升高，這表明低氮條件下氮素從莖葉向穗部的運轉率提高了，這種高效的氮素運轉積極意義在于提高氮素經濟利用率直接關聯到氮素對水稻產量影響的效應。適當降低施氮量既能減少氮肥使用量、降低成本，又能提高水稻氮素吸收和利用效率，促使氮素向穗部運轉，最終提高氮素經濟利用率和水稻產量，在種水稻的時候合理控制氮肥施用量是達成高效且可持續農業發展的一個重要策略。

3、提高氮肥利用率的策略

氮肥作為植物生長必需的大量元素之一，對于水稻的生長發育具有不可替代的作用。然而，氮肥的使用效率往往受到多種因素的影響，導致實際利用率并不理想。本試驗的研究結果表明，適當降低施氮量不僅可以提高氮肥的利用率，還能帶來經濟效益的提升。此外，通過一系列的農業技術改進，可以進一步提高氮肥的使用效率。 ① 改進施肥方式是提高氮肥利用率的有效途徑之一。傳統的施肥方法往往導致氮肥的大量流失，不僅浪費資源，還可能對環境造成污染。采用分次施肥的方法，可以確保氮肥在水稻生長的各個階段得到合理分配，從而滿足水稻不同生長時期對氮素的需求。深施肥技術則通過將肥料施于土壤深層，減少肥料與空氣的直接接觸，降低氮素的揮發損失，同時促進根系對肥料的吸收，提高肥料利用率。 ② 選擇適宜的水稻品種也是提高氮肥利用率的關鍵因素。不同水稻品種對氮素的吸收和利用能力存在顯著差異。選擇那些具有高效吸收利用氮素能力的水稻品種，可以在較低的氮肥投入下獲得較高的產量。這些品種往往具有較強的根系活力，能夠更有效地從土壤中吸收氮素，減少氮肥的浪費。 ③ 栽培管理措施的優化也是提高氮肥利用率的重要方面。合理灌溉可以保證水稻根系對氮素的吸收不受水分條件的限制，同時避免因灌溉不當導致的氮素流失。及時除草可以減少雜草對氮素的消耗，確保氮肥更多地被水稻吸收利用。控制病蟲害則可以減少水稻因病蟲害造成的生長不良，從而提高氮肥的利用效率。通過科學的施肥方式、適宜的水稻品種選擇以及精細的栽培管理，可以實現水稻產量的提升，同時減少氮肥的過量使用，達到增產和環保的雙重目標。在實際生產中，應根據具體情況靈活運用這些策略，以實現氮肥利用率的最大化。

安徽宣城徽兩優898被當作試材用于該試驗，試驗探討了不同氮素水平對水稻產量與氮肥利用率的影響，結果顯示施氮量適當降低（較慣用施氮量降 30% ）時水稻結實率和千粒重會顯著提高且產量雖有所下降但差異不顯著，氮素水平降低后水稻植株氮素吸收量和含量均下降但氮素收獲指數、農學利用率、生理利用率和偏生產力均提高，這意味著適度減少氮肥施用量能有效改善水稻穗部結構、增加籽粒數量和重量且有利于減少水稻生長時對氮肥的過度依賴與消耗即“奢侈”耗氮現象，這樣既能提高氮肥利用效率使每單位氮肥發揮最大作用又能增加水稻產量從而在經濟上獲取更高回報，適當減少氮肥施用量對環境可持續性有益也能提升農業生產經濟效益，水稻生產中要根據土壤肥力、水稻品種特性和氣候條件等因素合理確定氮肥用量與施肥方式以實現高產高效栽培目標。

水稻的產量和品質直接關系到國家糧食安全和農民的經濟效益。氮素作為水稻生長發育和產量形成的關鍵營養元素，其合理施用對于提高水稻產量和品質具有關鍵作用。若氮肥施用過量，不僅會導致水稻貪青晚熟、抗倒伏能力下降，還會造成土壤氮素盈余，增加水體富營養化風險；若施用不足，則會使水稻植株矮小、分蘗減少，顯著制約產量提升。該試驗通過設置不同氮肥施用量、施用時期及配比處理，系統研究了氮素對水稻光合效率、干物質積累及稻米蛋白質、直鏈淀粉含量等關鍵指標的影響，明晰了不同稻區、不同品種水稻的最佳氮素管理模式。這為水稻生產中氮肥的合理施用提供了重要的數據支撐和科學指導，有助于推動我國水稻生產的可持續發展，保障國家糧食安全，同時減少農業生產對環境的影響。

（作者單位：242200安徽省宣城市廣德市誓節鎮為民服務中心）