氮肥運籌對水稻產量及氮素利用率的影響

盧鐵鋼，崔月峰，孫國才，王俊茹，王桂艷，王 健

(鐵嶺市農業科學院，遼寧鐵嶺112616)

水稻是中國重要糧食作物之一，總產量占全國糧食總產量的50%。氮是水稻生長最常見的限制因子，在一定范圍內增加氮肥施用量有利于水稻產量的提高，但施氮量的提高會導致氮肥利用率降低和施肥效益下降［1，2］。有研究表明，科學合理的氮肥運籌方式，不僅可以提高水稻的產量、品質和氮肥利用率，而且能夠減輕因過量施用氮肥帶來的環境污染［3～6］。筆者選用北方粳型超級稻品種沈農265為材料，結合施肥新技術與水稻增產栽培措施，對特定生態區水稻主栽品種的氮肥運籌進行研究與優化，旨在為精確施氮提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2010年在鐵嶺市農業科學院內水稻試驗田進行。試驗田土壤為棕壤土，地表0～20 cm土層含全氮0.153%，全磷0.058%，全鉀3.041%，速效氮182.0 mg/kg，速效磷20.8 mg/kg，速效鉀69.0 mg/kg，有機質2.314%，pH值5.4。供試品種為遼北地區目前主栽的超級稻沈農265(沈陽農業大學選育)，主莖葉片數為15，具有株型緊湊、分蘗力強、穗型直立的特性。

1.2 試驗設計

試驗設3個氮肥施用量水平，隨機區組排列，各處理分別為T1:純氮165 kg/hm2;T2:純氮210 kg/hm2(常規施氮量);T3:純氮255 kg/hm2。3個氮肥的基蘗肥與穗粒肥按不同比例施用，即F1:8∶2;F2:7∶3;F3:6∶4。另外每次重復設一個無氮肥區的處理作為空白對照。所有處理均施用12%過磷酸鈣875 kg/hm2和52%硫酸鉀202 kg/hm2，過磷酸鈣全部做基肥一次施用，硫酸鉀做基肥和穗肥各施50%。氮肥分基肥、蘗肥(移栽后10 d)、穗肥(倒4葉)、粒肥(倒2葉)4次施用，基蘗肥中70%作基肥、30%作蘗肥，穗粒肥中50%作穗肥、50%作粒肥，氮肥用46%的尿素作為基蘗肥，用23%的硫酸銨作為穗粒肥。育苗方式為塑料小棚旱育苗，4月22日播種，6月10日移栽，10月10日收獲。插秧規格30 cm×13.3 cm，每穴3苗，3次重復，共計30個小區，小區面積20.2 m2。各小區單獨打埂，單灌單排，除草、病蟲害防治等栽培措施同一般生產田。

1.3 測定項目及方法

(1)莖蘗動態:定點定時調查記載莖蘗的消長動態，從蘗期至孕穗期每7 d調查1次莖蘗數，調查的樣點為10叢定位。(2)產量及其構成因素:成熟期在調查莖蘗數的定點處調查有效穗，選6 m2實割，晾干，人工脫粒后計算產量，另外每小區取有代表性的4叢，風干后進行室內烤種，測定其穗粒數、結實率、千粒重等。

(3)氮素含量:將成熟期烘干的葉、莖、穗分別粉碎過篩后采用凱氏定氮法測定各部位氮素含量。

1.4 有關參數計算方法

植株總吸氮量=成熟期植株總干物質重×植株總含氮量;氮素回收率(NRE)=(施氮區植株總吸氮量－空白區植株總吸氮量)/施氮量×100%;氮素收獲指數(NHI)=籽粒吸氮量/植株總吸氮量;氮素生理利用率(NPE)=(施氮區產量－空白區產量)/(施氮區植株總吸氮量－空白區植株總吸氮量)。

1.5 數據處理與分析

采用EXCEL、DPS軟件進行數據處理和方差分析。

2 結果與分析

2.1 莖蘗動態

由表1可知，施氮可以促進水稻分蘗數量的增加，在施純氮165 kg/hm2處理下，基蘗肥與穗粒肥比為8∶2、7∶3時，沈農265在移栽后36 d進入最高分蘗臨界期，而6∶4時的最高分蘗臨界期延遲7 d，可能是由于低施氮量下，基蘗肥使用比例偏低造成水稻幼小根系對土壤中氮素的吸收利用下降，影響了分蘗的發生和生長;施純氮為210 kg/hm2和255 kg/hm2處理下，提高穗粒肥比例對最高分蘗臨界期沒有影響，都于移栽后36 d達到最高分蘗數。從分蘗的數量上來看，隨施氮量的增加，沈農265的最高分蘗數呈增加趨勢，且施氮量越高分蘗數增加越顯著，各施氮量水平下都以基蘗肥與穗粒肥比為8∶2時達最高，而不同施氮水平下提高穗粒肥比例會使最高分蘗數呈降低趨勢，但差異不顯著。

2.2 產量及其構成因素

由表2可知，不同氮肥運籌方式下，沈農265的有效穗數隨施氮量的增加而增加，施純氮165 kg/hm2和255 kg/hm2處理下，提高穗粒肥比例對有效穗數影響不大，而施純氮210 kg/hm2(基蘗肥與穗粒肥比為6∶4)處理下有效穗數達33.3×105個/hm2，較其他 2種施肥方式顯著提高 2.4% ～21.1%。成穗率表現為施純氮210 kg/hm2(基蘗肥與穗粒肥比為6∶4)處理下達最高為90.2%，各施氮量處理下提高穗粒肥比例對成穗率影響不大，差異均未達到顯著水平。每穗實粒數、結實率和千粒重以施純氮165 kg/hm2(基蘗肥與穗粒肥比為6∶4)處理下達最高，分別為117.9個/穗、94.1%和25.0 g，不同施氮量處理下提高穗粒肥比例對每穗實粒數、結實率和千粒重影響不大，差異均不顯著。隨施氮量的增加，產量有先增后減趨勢，施純氮210 kg/hm2(基蘗肥與穗粒肥比為6∶4)時產量最高為8 364.0 kg/hm2，較其他處理提高3.3% ～20.2%;施純氮165 kg/hm2、210 kg/hm2時，提高穗粒肥比例可以使產量增加，而施純氮255 kg/hm2時，提高穗粒肥比例反而會使產量下降，但差異不顯著，說明高氮條件下提高穗粒肥比例對產量有負作用，而中、低氮量條件下提高穗粒肥比例可以促進產量的提高。

表2 各處理沈農265的產量及產量構成

2.3 氮素利用率

從表3可以看出，同一基蘗肥與穗粒肥施用比例下，隨施氮量的增加，沈農265的總吸氮量呈上升趨勢，以施純氮255 kg/hm2(基蘗肥與穗粒肥比為6∶4)達最高為210 kg/hm2;氮素回收率有顯著降低趨勢，以施純氮165 kg/hm2、基蘗肥與穗粒肥比為6∶4時達最高為52.3%;氮素生理利用率呈下降趨勢，以施純氮165 kg/hm2、基蘗肥與穗粒肥比為7∶3時達最高為44.9 kg/kg;氮素收獲指數呈下降趨勢，以不施氮肥情況下達最高為0.68 kg/kg。不同施氮量條件下提高穗粒肥比例可以使沈農265的總吸氮量有所增加，氮素回收率呈顯著增加趨勢，都以基蘗肥與穗粒肥比為6∶4時達到最高;而施純氮165 kg/hm2和210 kg/hm2處理下，提高穗粒肥比例使得氮素生理利用率和氮素收獲指數呈先增后減的趨勢，以基蘗肥與穗粒肥比為7∶3時處于較高的狀態，但差異不顯著;施純氮255 kg/hm2處理下，提高穗粒肥比例有降低氮素生理利用率和氮素收獲指數的趨勢，在基蘗肥與穗粒肥比為8∶2時表現最佳，但差異未達到顯著水平。說明同一基蘗肥與穗粒肥施用比例下，增加施氮量易造成氮素利用率的下降，而不同施氮量條件下，穗粒肥比例增加有提高氮素利用率的趨勢。

表3 各處理沈農265的氮素利用率

3 結論與討論

前人研究表明，氮肥運籌對水稻產量的影響至關重要，當基蘗肥占總施氮量比例為70%時產量較高，而基蘗肥比例過高易造成前期瘋長，同時肥料的增產效益降低［7～9］。本試驗結果表明，施純氮 210 kg/hm2、基蘗肥與穗粒肥比為6∶4處理下，雖然其每穗實粒數和千粒重較低，但由于單位面積有效穗數顯著高出其它施肥方式2.4%～21.1%，從而提高產量3.3%～20.2%，最高產量達8 364.0 kg/hm2。因此，在水稻氮肥施用上，應確定適宜的施用量，優化氮肥施用時期和施用比例，協調營養生長與生殖生長，以獲得最佳產量構成因素，進而增加產量和提高經濟效益。

有研究表明，中國稻田氮肥吸收利用率大多在30% ～40%［10］，在較好的氮肥管理水平下，氮肥的吸收利用率可達到50%左右［11］，而分期施氮肥能夠提高水稻產量、吸氮量和氮素利用率［12］。本試驗結果表明，同一施肥方式下，隨施氮量的增加，沈農265的總吸氮量呈上升趨勢，氮素回收率、氮素生理利用率和氮素收獲指數呈下降趨勢，不同施氮量條件下提高穗粒肥比例使沈農265的總吸氮量和氮素回收率有所增加，都以基蘗肥與穗粒肥比為6∶4時達到最高，而施純氮165 kg/hm2和210 kg/hm2處理下，提高穗粒肥比例使得氮素生理利用率和氮素收獲指數呈先增后減趨勢，施純氮255 kg/hm2處理下，提高穗粒肥比例有降低氮素生理利用率和氮素收獲指數的趨勢。可見中、低施氮量和提高穗粒肥施用比例，能為水稻整個生育期提供比較平衡的氮素供應，促進氮素的吸收，節本增效，提高氮肥當季利用效率。

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