水稻生產氮肥需要量與利用率試驗研究

許暉,周忠清,文舉,徐正猛,史方春

(湖北省荊州農業科學院 糧油作物研究所,湖北 荊州 434000)

氮、磷、鉀是水稻生長發育中所必需的三大營養元素,其中氮素對水稻生長發育的影響較大[1].為了明確我國不同水稻生態區主要水稻季節主栽水稻品種的氮肥需要量和利用效率,為國家水稻產業技術研究和水稻生產氮肥施用提供科學基礎,為此,國家水稻產業技術體系荊州綜合試驗站于2009年在江漢平原一季中稻區進行了氮肥效應試驗.

1 材料與方法

1.1試驗地點試驗安排在江北農場農科所—荊州農科院江北基地,試驗田肥力均勻,排灌方便,土壤類型為潴育型水稻土,試驗前土壤養分測試結果為:pH7.6,有機質含量23.61 g/kg,堿解氮156.30 mg/kg,速效磷8.97 mg/kg,速效鉀152.16 mg/kg.

1.2供試材料供試水稻品種:揚兩優6號.供試肥料品種:氮肥為碳酸氫銨(N≥17%)作底肥、尿素(N≥46%)作追肥,磷肥為過磷酸鈣(P2O5≥14%),鉀肥為氯化鉀(K2O≥60%).

1.3試驗處理4個氮水平處理:(1)不施氮肥(N0)；(2)當地水稻生產施氮水平(N1),N1總施N量為10 kg純氮(每667 m2,全文同)；(3)比當地水稻生產施氮水平提高30%的施氮水平(N2),N2總施N量為13 kg純氮；(4)比當地水稻生產施氮水平降低30%的施氮水平(N3),N3總施N量為7 kg純氮.所有處理中,底肥、追肥各占總施N量的50%.

所有處理(包括不施氮肥處理)均按當地用量施用相同數量的磷肥和鉀肥,每667 m2施P2O55.6 kg、K2O 9.0 kg.

1.4試驗設計按照1個試驗品種,4個氮肥水平處理安排小區,小區面積20 m2,隨機區組排列,4次重復,共16個小區,小區間筑田埂,并用薄膜包裹,避免串灌串排,試驗田四周設1.5 m寬的保護行.

試驗采用水育秧,秧齡32天移栽,每小區栽30行,每行15株,雙本,株行距為16.7 cm×27.8 cm.田間管理與大田生產相同,生長過程中同步進行生育期、莖蘗動態、植株生長量和含氮量的調查測定,其中含氮量用凱氏定氮法測定.水稻成熟后分小區考種、收割,曬干后記產.

氮肥利用率=[(施氮肥區作物吸氮量-無氮區作物吸氮量)/(肥料含氮量×施氮量)]×100%[2].

1.5數據處理數據處理采用Microsoft Excel和DPS3.01進行計算和統計檢驗.

2 結果與分析

2.1不同施氮水平處理對水稻主要生育性狀的影響從試驗結果可知(見表1):在4個施氮水平處理中,N2處理全生育期最長,為132 d,N1處理全生育期為130 d,N0和N3處理全生育期均為129 d；同時,N1、N2處理的始穗期比N0、N3處理的遲1 d.這說明不同氮肥水平處理對水稻生長發育進程有一定的影響,在試驗處理中,氮肥水平越高,水稻的生育進程減緩,全生育期越長.

表1 水稻主要生育性狀 月/日

2.2不同施氮水平處理對水稻主要經濟性狀的影響從試驗結果可知(見表2):在4個處理中,氮肥水平越高,水稻株高、有效穗數、穗長、千粒重、產量等均越大,經方差分析表明,其中株高、穗長、千粒重,N2處理最大,N1、N3處理之間差異不顯著,N0處理最小；有效穗數,4處理間差異均顯著；產量N0處理最小,N3處理其次,N1、N2處理間差異不顯著.在4個處理中,穗粒數為N1>N2>N3>N0,結實率則為N1>N3、N0>N2,說明N1處理的穗粒數和結實率均最高,表明當地生產施氮水平(N1)有一定的科學依據,經方差分析表明,穗粒數、結實率4處理間差異不顯著.

表2 水稻主要經濟性狀

圖1 氮肥效應圖

以水稻產量為因變量(Y),氮肥施用量為自變量(X),利用試驗處理N0、N1、N2、N3的試驗數據,在Excel中作散點圖,添加趨勢線和顯示方程(見圖1),得到一元二次方程:

Y=-0.65X2+24.88X+443.1

(1)

式(1)中,Y、X分別表示水稻產量和純氮施用量,從圖1可以看出,不同施氮水平,水稻的產量有明顯差異.隨施氮量的增加,稻谷產量也明顯提高.根據方程計算,在不考慮其他環境因素變化的條件下,每667 m2純氮用量為19.14 kg時,水稻產量最高.

2.3不同施氮水平處理對水稻植株生長量性狀的影響從試驗結果可知(見表3):在4個處理中,成熟期植株、葉、莖干物質重隨施氮量的增加而增大,且方差分析表明4處理間植株干物質重差異顯著,說明水稻植株的全生長量是隨施氮量的增加而增大的,而成熟期植株穗的干物質重總的趨勢是隨施氮量的增加而增大,但方差分析表明N1、N2 處理間穗的干物質重差異不顯著,說明穗重與施氮量不是簡單的直線正相關.

表3 水稻植株生長量性狀

移栽期干物質重取秧田樣本測定值的平均值

2.4不同施氮水平處理對水稻植株含氮量和氮肥利用率的影響從試驗結果可知(見圖2),4個處理中,成熟期葉、莖、植株的含氮量隨施氮量的增加而增大,穗的含氮量則先隨施氮量的增加而增大,后隨施氮量的進一步增加而下降,同時方差分析表明4個處理莖、葉、穗的含氮率在不同施氮水平間的差異不顯著,說明植株含氮率可能主要由品種自身決定,與施氮量相關性不明顯,植株的含氮量的增加主要由植株生長干重的增加而導致的.

根據水稻植株干物質重和含氮率試驗數據計算不同施氮水平處理中的氮肥利用率(見圖3),結果表明:所設處理中,N1處理氮肥利用率最高,為41.28%,N3處理氮肥利用率為31.33%,N2處理氮肥利用率為36.11%,說明隨施氮量的增加,水稻氮肥利用率逐漸升高,而隨施氮量的進一步增加,水稻的氮肥利用率又逐漸下降,圖3表明當地施氮水平(N1)的水稻氮肥利用率是比較高的.

圖2 不同施氮水平處理成熟期水稻植株含氮量

圖3 不同施氮水平處理的氮肥利用率

3 小結

施肥在水稻生產中起到十分重要的作用,合理施肥可以提高水稻產量和稻米品質[3].在與磷、鉀肥配施的情況下,氮肥施用量對水稻產量和產值意義非常重要[4].從試驗結果與分析中可以看出,每667 m2純氮施用量為10 kg時,氮肥利用率較高,每667 m2純氮施用量在10～19.14 kg范圍內,多施可以適量提高水稻產量,但氮肥利用率可能下降,同時會增加病蟲害發生機率[5],增加了生產成本(見表4).

表4 不同施氮水平的經濟效益比較(每667 m2)

生產成本計為:純氮4.31元/kg、P2O54.17元/kg、K2O 7元/kg、種子16元/kg、農藥50元(每667 m2)、用工工價60元/d、旋耕及收割費用等130元(每667 m2)、稻谷2.10元/kg.經濟效益調查分析結果顯示:4處理中,N1的凈產值和產投比最大,分別為482元(每667 m2)和1.60,即經濟效益較高,因而,當地施氮肥水平(N1)在目前土壤肥力條件下,能夠有效提高氮肥利用率,增加稻谷產量和產值.

水稻生長過程中,氣溫、日照、雨量、病蟲等也是影響水稻生長發育的重要因素[6].在研究肥料因素的同時,也應重視環境尤其是氣象因子對產量的影響.因此,我們在研究水稻氮肥需要量與利用率時,要考慮到當地的氣象因素,探討它們互作的發生規律,為水稻育種與栽培、品種布局與區劃提供可靠依據.

參考文獻:

[1] 劉武,鄒應斌,程兆偉. 水稻施肥方法研究進展[J].作物研究,2006,20(5):509-513.

[2] 唐啟源,鄒應斌,米湘成,等. 不同施氮條件下超級雜交稻的產量形成特點與氮肥利用[J]. 雜交水稻,2003,18(1):44-48.

[3] 高祥照,馬常寶,杜森. 測土配方施肥技術[M].北京:中國農業出版社,2005.

[4] 彭少兵,黃見良,鐘旭華,等.提高中國稻田氮利用率的研究策略[J].中國農業科學,2002,35(9):1095-1103.

[5] 肖茂盛,潘禮斌,趙吉勝.水稻“3414”肥效田間試驗報告[J].現代農業科技,2010(6):50-54.

[6] 季彪俊.影響水稻產量因子的研究[J].西南農業大學學報:自然科學版,2005,27(5):579-584.