氮肥不同基追比例對水稻產量和氮素吸收利用的影響

李啟紅，賀雙明，劉瓊峰，李明德

（1.湘鄉市農業局，湖南 湘鄉 411400；2.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125）

氮肥是水稻生產上最重要的肥料，對于促進水稻分蘗、提高產量的作用顯著。近10 a來，隨著水稻品種的改良和產量的提高，施氮量不斷加大。目前，在水稻高產栽培中，氮肥 (純氮)施用量已達300～350 kg/hm2，甚至有的高達 400～450 kg/hm2，這樣不僅造成氮素的浪費，而且污染環境[1]。造成氮肥過度施用的一個重要因素是肥料運籌不當，因此水稻氮肥運籌[2]及如何提高其利用率的問題已成為研究熱點。但以往的研究多是關于肥料類型、供氮水平及施氮時期等，其中研究最多的是品種間氮肥利用率差異[3-4]。而關于基追比例對氮肥利用率的影響，尤其是基肥、蘗肥、穗肥、粒肥分施比例的研究則較少。本試驗在基礎地力和施氮量相同的條件下，研究了在早稻生育期不同的基肥-分蘗肥-穗肥-壯籽肥基追比例對水稻產量及氮素吸收利用的影響，以期探討高產水稻田形成的需氮特性，為合理施氮提供理論和實踐的依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011年4～7月在湖南湘鄉市農業科學研究所試驗農場的雙季稻田進行，供試水稻品種為“盛湘1號”。供試土壤為第四紀紅色粘土發育的紅黃泥。土壤基本理化性狀為：pH值5.84，有機質31.4 g/kg，全氮 2.55 g/kg，全磷 0.43 g/kg，全鉀 14.6 g/kg，堿解氮 176 mg/kg，有效磷 16.6 mg/kg，速效鉀107 mg/kg。供試水稻品種為盛湘1號。供試肥料為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

1.2 試驗設計與方法

試驗在高產施氮總量（試驗田總施純氮165 kg/hm2）相同的條件下，設計基肥-分蘗肥-穗肥-壯籽肥不同施氮比例的6個處理（基肥，插秧前施；分蘗肥，插秧后7天施；穗肥，水稻劍葉剛露尖時施；壯籽肥，齊穗時施），即基-蘗-穗-粒肥比例分別為1∶0∶0∶0（A1）、0.6∶0.4∶0∶0（A2）、0.6∶0.2∶0.2∶0（A3）、0.4∶0.6∶0∶0（A4）、0.4∶0.3∶0.3∶0（A5）、0.4∶0.3∶0.2∶0.1（A6），同時設一個無N區（CK）。所有處理中，除施氮的比例不同外，磷鉀肥相同，磷肥全部作基肥；鉀肥60%作基肥，40%作分蘗肥。N-P2O5-K2O的施用量分別為165-75-105 kg/hm2。隨機區組排列，設3次重復。小區面積30 m2，單灌單排，試驗區生育期內的田間管理同大田。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 土壤和植株的養分測定 采用常規分析方法[5]測定了基礎土壤和水稻生長不同時期的土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀的含量及pH值等指標。利用調查葉面積的植物樣測定其干物重，成熟期測定籽粒和莖稈的干物重。首先將莖葉和穗 (成熟期)分開，分別裝入樣品袋，105℃殺青30 min，然后在85℃下烘干至恒重[6]。采用凱氏半微量定氮法測定植株樣品在分蘗期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期的氮素含量[7]。

1.3.2 考察記載及樣品采集 水稻從返青期起，每個小區標記10蔸定位植株，每隔5 d調查1次莖蘗數和株高，一直到曬田復水止。試驗前取基礎土樣；在水稻的分蘗期、孕穗期、抽穗期、乳熟期、成熟期每個處理取土壤樣品和植株樣品（每個小區5點取樣，每點取1株）。水稻收獲時每個小區取考種樣（每個小區5點取樣，每點取1株），調查其有效穗數、每穗（株）總粒數、實粒數、結實率和千粒重。水稻收獲時分小區計產，測定每個小區的稻草和稻谷的實際產量。

1.4 氮肥利用率的計算

（1）氮肥表觀利用率=（施氮區地上部分氮素積累量-對照區地上部分氮素積累量）/施氮量；（2）氮肥農藝利用率=（施氮區作物產量-對照區作物產量）/施氮量；（3）氮肥生理利用率=（施氮區產量-對照區產量）/（施氮區植株總吸氮量-對照區植株總吸氮量）；（4）氮肥偏生產力=施氮區產量/施氮量；（5）土壤氮素依存率（%）=土壤基礎供氮量/施氮處理水稻吸氮總量×100%。

1.5 數據分析 數據統計分析利用DPS數據處理系統和軟件Microsoft Excel 2003進行。

2 結果與分析

2.1 氮肥不同基追比例對水稻產量及產量構成因素的影響

從表1產量數據可以看出，施氮處理的產量都比CK高，且差異達顯著水平，表明施氮肥比不施氮肥增產效果顯著。在相同氮肥用量不同追施比例下，各處理間水稻產量差異也明顯。與氮肥全作基肥施用的 A1 處理相比較，A2、A3、A4、A5、A6 處理分別增加了2.2%、5.2%、9.6%、6.9%，、10.4%，表明水稻在氮肥作基肥減小的情況下，可以通過補充足夠的蘗肥使植株分蘗數增多來提高產量，還可以通過平衡施用基-蘗-穗-籽肥使有效穗和籽粒增多來保證產量。

表1 氮肥不同基追比例對水稻產量及其構成因素的影響

從表1中產量構成因素來看，施氮肥的各處理有效穗數、穗粒數、千粒重均比不施氮肥的CK處理的要大，但結實率以CK的最高。氮肥全做基肥的A1處理的穗粒數多于其他處理，但有效穗數、結實率和千粒重均小于其他處理。A2和A3處理的穗粒數和結實率比A4、A5、A6處理的要大，而千粒重以A5處理的最大，說明適當增加穗肥的比例，能夠提高成穗率，促進大穗的形成和單位面積穎花數的增加，有利于成熟期千粒重的累積。A5和A6處理的有效穗數相等，A6處理的結實率和千粒重都小于A5處理，但穗粒數和產量則大于A5處理，說明粒肥的施用有利于植株生長、增加穗粒數，能夠在一定程度上保證水稻產量。由此看來，構成水稻產量的幾個影響因素是相互聯系的，某一因素的增加，往往伴隨著其他因素的降低，因此為了獲得較高的產量，必須使這幾個因素達到一個最佳平衡狀態[8]。

2.2 氮肥不同基追比例對水稻氮肥吸收利用率的影響

目前國外通用的氮肥利用率包括氮肥表觀利用率、氮肥農藝利用率、氮肥生理利用率、氮肥偏生產力和氮素依存率等，可以從不同的側面描述作物對氮素或氮肥的利用率[9]。氮肥表觀利用率是指施肥區作物氮素積累量與空白區氮素積累量的差占施氮量的百分數；氮肥農藝利用率是指施用氮肥后增加的產量與施用氮肥量的比值，它表明施用的每千克純氮增產的能力；氮肥生理利用率反映了作物對所吸收的氮素肥料在作物體內的利用率；氮肥偏生產力反映了作物吸收肥料氮和土壤氮后所產生的邊際效應；土壤氮素依存率則反映了土壤氮對作物氮營養的貢獻率。

從表2中可以看出，在相同施氮量的條件下，氮肥不同基追比例對水稻氮肥的利用率不一樣。各處理的氮肥表觀利用率依次為A3>A2>A1>A5>A4>A6；氮肥農藝利用率依次為A6>A4>A5>A3>A2>A1。其中A4處理的氮肥表觀利用率較低，而氮肥農藝利用率則較高，且A4、A5、A2和A1處理的氮肥表觀利用率和氮肥農藝利用率呈現出負相關關系。這說明提高分蘗肥比例和穗肥比例有利于水稻的增產，但不利于水稻對氮素的回收與利用。氮肥生理利用率依次為A6>A4>A5>A2>A1>A3，其中A4和A6處理分別比A1處理提高55.8%和61.4%，即A4和A6處理作物對所吸收氮肥在水稻植株體內的利用率高于A1處理，說明平衡各生長發育時期的施肥比一次性作基肥施入更能有效地利用氮肥；A3處理的氮肥生理利用率最小，比A5處理下降了18.1%。這說明水稻穗肥比例的增加可以明顯提高氮肥生理利用率[10]。

表2 氮肥利用率

由表2可見，各處理的氮肥偏生產力依次為A6>A4>A5>A3>A2>A1，其中A4處理的氮肥偏生產力較高，達39.8 kg/kg，說明水稻分蘗肥比例的提高有利于提高氮肥偏生產力；A5處理比A3處理僅增加1.6%，說明水稻穗肥比例的提高對氮肥偏生產力的影響不明顯[11]。土壤氮肥依存率依次為A6>A4>A5>A1>A2>A3，其中基-蘗-穗-粒肥的平衡施用處理A6的土壤氮素依存率最高，達45.6%，其次是分蘗肥比例最高的A4處理，A5處理比A3處理高出10.8%。這說明平衡施用基-蘗-穗-粒肥能促進水稻充分利用土壤中的氮素，水稻分蘗肥比例和穗肥比例的提高也可使土壤氮素依存率增大。

2.3 氮肥不同基追比例對水稻各生育期氮素吸收利用的影響

氮肥不同基追分施比例下水稻各生育期植株體內的氮素積累量差異明顯。從表3中可知，水稻地上部氮素積累量總體表現為隨生育期的推移而逐步增加[12]，A3、A5和A6處理的植株地上部氮素積累量在乳熟期達最高值，其他處理均在成熟期達到最高值。每個生育期的氮素階段吸收量是不一樣的，氮素階段吸收量A1處理在成熟期，A2、A6處理在抽穗期達最高外，其他各處理的均以孕穗期最高，說明孕穗和抽穗時期是水稻吸收氮素養分的高峰期，也是目前推廣水稻應適當增加穗肥比例的原因。各處理的氮素階段吸收量分蘗期是整個生育期的第二、三位，表明水稻生產中蘗肥的投入也不可小覷。

表3 水稻植株群體在各個生育期的吸氮量

3 結論

（1）在施氮量相同的情況下，氮肥不同基追比例對水稻產量及其構成因素有重要影響。研究表明：水稻足夠的分蘗肥能夠促進植株分蘗數增多來提高水稻產量，平衡施用基-蘗-穗-籽肥可通過增加有效穗和籽粒數來保證水稻的高產。

（2）農民習慣施肥方式在水稻生育前期優勢明顯，但后期的生殖生長階段氮素養分供給不足，不利于從源到庫的轉化，說明盲目加大前期施氮量會造成肥料利用率低，分蘗質量下降。本研究在基礎地力和施氮量相同的情況下，發現適當地提高分蘗肥比例和穗肥比例以及平衡施用基-蘗-穗-籽肥均可以提高水稻的氮肥農藝利用率、氮肥生理利用率和土壤氮素依存率，但對氮肥偏生產力的影響不明顯，與氮肥表觀利用率呈現出一定負相關。

（3）水稻不同生育時期的氮素吸收及利用研究結果表明：氮肥不同基追分施比例處理間各時期植株體內氮素積累量差異明顯，分蘗期、孕穗期和抽穗期是水稻吸收氮素養分的高峰期，說明分蘗肥和穗肥在水稻高產中具有非常重要作用。

綜上所述，在水稻的生產實踐中要注重基-蘗-穗-籽肥的平衡施用。

[1]劉立軍，王志琴，桑大志，等.氮肥運籌對水稻產量及稻米品質的影響[J].揚州大學學報（農業與生命科學版），2002，23（3）：46-50.

[2]萬靚軍，張洪程，霍中洋，等.氮肥運籌對超級雜交粳稻產量、品質及氮素利用率的影響[J].作物學報，2007，33（2）：175-182.

[3]胡春花，羅革彬，曾建華，等.不同類型緩釋氮肥對水稻產量和氮肥利用率的影響[J].中國農學通報，2011，27（15）：174-177.

[4]王道中，郭熙盛，王文軍.氮肥施用時期及用量對水稻生長和產量的影響[J].安徽農業科學，2009，37（36）：17929-17930，17934.

[5]魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科技出版社，2000.146-226.

[6]凌啟鴻.作物群體質量[M].上海：上?？茖W技術出版社，2000.44-106.

[7]丁艷鋒，劉勝環，王紹華，等.氮素基、蘗肥用量對水稻氮素吸收與利用的影響[J].作物學報，2004，30（8）：762-767.

[8]張滿利，陳 盈，隋國民，等.氮肥對水稻產量和氮肥利用率的影響[J].中國農學通報，2010，26（13）：230-234.

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

[10]江立庚，曹衛星，甘秀芹，等.不同施氮水平對南方早稻氮素吸收利用及其產量和品質的影響[J].中國農業科學，2004，37（4）：490-496.

[11]王麗萍，劉華招，杜金嶺，等.氮肥基追不同分施比例對寒地粳稻產量及氮肥利用率的影響[J].中國農學通報，2010，26（13）：235-238.

[12]李景波，付立東.氮肥運籌對超級稻產量及氮肥利用率的影響[J].現代農業科技，2011，（8）：46-49.