控釋氮肥對寒地水稻植株和土壤氮素含量及產量的影響

朱寶國等

摘 要：為了探討控釋氮肥施用的最佳用量，試驗設5個處理，研究水稻控釋氮肥對寒地水稻植株和土壤氮素含量及產量的影響。結果表明：整個生育期控釋氮肥處理提高了土壤銨態氮和硝態氮含量，且銨態氮先升高后下降，抽穗期含量最高，硝態氮先下降后升高，抽穗-乳熟期含量最低。不同氮肥處理植株全氮逐漸升高，成熟期達到最大值，T3處理最高?？蒯尩侍幚懋a量高于常規施肥處理，T4處理產量最高，達到7944.44 kg/hm2，與T2處理相比提高7.3%，與T1處理相比提高19.0%，差異都達到顯著水平。因此，控釋氮肥合理施用提高了土壤銨態氮和硝態氮及植株全氮的含量，促進了水稻植株干物質的積累，從而提高作物產量。

關鍵詞：控釋尿素；寒地水稻；氮含量；產量

中圖分類號：S143.1 文獻標志碼：A 論文編號：2013-0563

Abstract： For the purpose of application of controlled release nitrogen fertilizer best dosage， five treatments were used to clarify the effect of controlled release nitrogen fertilizer on plant and soil N concentration and yield of rice in cold region. The results showed that controlled release nitrogen fertilizer promote soil ammonium and soil nitrate nitrogen contents of whole growth stage， soil ammonium increased at first， then decreased， the highest content heading stage. Soil nitrate nitrogen contents showed increased first decline， ear-milk stage content minimum； different nitrogen treatment plant total nitrogen gradually raised at maturity to maximum， and T3 treatment the highest. Controlled release nitrogen treatment yield higher than conventional fertilization treatment， T4 treatment was the highest reached 7944.44 kg/hm2， compared with T2 treatment increased by 7.3%， compared with the T1 treatment increased by 19.0%， the difference reached significant level. In addition， controlled release nitrogen fertilizer rational application improved the soil and plant nitrogen content， promoted the rice plant dry matter accumulation， so as to improve crop yield.

Key words： Controlled Release Urea； Rice in Cold Region； Nitrogen Content； Yield

0 引言

水稻是中國種植面積最大的糧食作物[1]，同時也是黑龍江省三大作物之一，其產量高低直接影響中國糧食安全。作物生長所需要的多種元素中，氮尤為重要，是限制生長和產量的首要因素[2]。為了提高產量，化肥的用量越來越大，生產成本投入過高，且氨的揮發、淋失、硝化與反硝化作用造成氮肥損失[3-4]，土壤質量退化、農業面源污染嚴重等問題[5-6]。然而怎樣合理施肥提高產量，是當前解決的關鍵因素?？蒯尫柿系膽?，能夠根據作物生長發育的需求控制和供給養分的釋放速度，基本上消除養分的淋溶和揮發損失[7]，減少了肥料的用量，提高肥料的利用率，能有效改善作物開花至成熟期的營養狀況，增加干物質積累，并最終達到增產效果[8-11]。以往人們研究主要是控釋肥對微生物、品質及肥料利用率等較多[12-16]，而對寒地水稻不同生育期氮素變化研究較少，本研究旨在從不同時期氮素變化來研究肥料對作物產量的影響，從而為農民科學施肥提供理論基礎和支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2012年在黑龍江省江濱農場試驗站進行。土壤類型為崗地白漿土。其基本肥力指標為：有機質32.5 g/kg、pH 6.15、堿解氮109 mg/kg、有效磷37.5mg/kg、速效鉀130 mg/kg、全氮1.34 g/kg、全磷0.98 g/kg、全鉀4.68 g/kg。

作物品種為‘龍粳31水稻。供試氮肥為控釋尿素（含N 46.4%，河南心連心牌），普通尿素（含N 46.4%，大慶生產），磷肥為過磷酸鈣（P2O5 43%），鉀肥為硫酸鉀（含K2O 50%）。

試驗采用隨機區組排列，寬4 m，長10 m，小區面積40 m2，3次重復，栽秧規格為30 cm×13.3 cm，25萬穴/hm2，3苗/穴。試驗設5個處理：T1不施氮肥、T2常規施肥、T3控釋尿素100%、T4控釋尿素90%、T5控釋尿素80%。施肥量如表1，所有處理肥料作底肥一次施入。

2.2 土壤銨態氮

土壤硝態氮在整個生育期內先降低再升高（圖2），在水稻抽穗-乳熟期硝態氮含量最低。乳熟期以前，控釋尿素處理高于常規尿素處理，乳熟期以后，除處理T5外，常規尿素高于控釋尿素處理，說明控釋尿素的緩釋特性，合理緩釋肥用量促進了硝態氮的轉化，且生育后期土壤中硝態氮積累很少，有利于水稻對氮素的吸收。

2.3 植株全氮

植株全氮含量隨著生育期而不斷增加（圖3），到收獲期達到最大值，T3（控釋尿素100%）處理植株全氮含量最高，T1（不施氮肥）處理全氮含量最低。拔節期以前，常規尿素處理高于控釋尿素處理，原因是控釋尿素釋放慢，植株吸收氮少，在抽穗-成熟期隨著控釋尿素的釋放加快，植株吸收氮增多，含氮量升高，且T3處理大于T2處理。表明控釋尿素處理整個生育期提高了植株氮素的含量。

2.4 產量及其構成因素

從產量構成因素來看（表2），不同氮肥的施用提高了水稻的穗長、穗粒數，T4處理高于其他處理，表明該處理比其他處理更有利于提高水稻的穗長、穗粒數，但對水稻的千粒重影響不大。從產量結果看，不同氮肥施用產量顯著高于不施氮肥處理，控釋氮肥處理又好于普通尿素處理，特別是T4處理產量最高，達到7944.44 kg/hm2，與常規尿素處理相比，產量提高7.3%，與不施肥處理相比產量提高19.0%，差異都達到顯著水平。

2.5 水稻經濟效益的影響

從表3可以看出，不同氮肥處理利潤高于不施肥處理，而控釋尿素處理高于常規尿素處理，T4處理最高。表明控釋尿素80%以上用量，經濟效益高于普通尿素施用。

3 結論與討論

綜合以上分析可見，由于控釋肥的釋放特性[18]，控釋氮肥的施用，促進水稻增產的機理主要表現為提高水稻氮素供應水平，明顯促進水稻生長發育[19]，張海軍等[20]認為控釋氮肥可以提高土壤中銨態氮的含量，減少硝態氮的積累，本試驗中也得到相似結論。常規尿素用量土壤中氮素高于不施肥處理，而合理控釋肥用量土壤中的銨態氮和硝態氮又高于普通尿素的含量，并且在整個生育期內，銨態氮和硝態氮的變化規律不同，土壤銨態氮含量先升高后下降，抽穗期含量最高，土壤硝態氮含量先下降后升高，抽穗-乳熟期含量最低，說明抽穗期到乳熟期是水稻需氮關鍵期，也是肥料轉化最快時期，滿足了不同時期水稻需氮量，促進籽實形成，從而提高產量。常規尿素釋放快，后期氮素不能滿足需要，導致產量低于控釋肥處理。并且在本試驗中，控釋氮肥是常規尿素等氮量的80%的情況下水稻都增產，這與孫磊[21]研究有相同之處。但本研究控釋尿素100%處理并不是最好的處理，而控釋尿素90%處理，產量最高，比常規尿素處理提高7.3%，說明以常規尿素施用量來施用控釋尿素，氮素的釋放量大于水稻不同時期需氮量，導致氮素釋放過量，加大植株營養生長，干物質積累多，對產量提高反而減少，所以與常規尿素用量相比控釋尿素必須減施，因此從經濟效益和生態環境來看控釋尿素90%處理是比較好的肥料施用量。

本試驗在選擇地點和土壤類型上存在較大不足，且試驗只有1年，今后打算進行多點多年開展控施氮肥試驗研究。以期找到不同土壤類型控釋氮肥最佳施肥比例，為水稻合理施用氮肥和水稻高產優質提供理論依據。

參考文獻

[1] 周江民.有機-無機配施對水稻產量、品質及氮素吸收的影響[J].植物營養與肥料學報，2012，18（1）：234-240.

[2] 陸景陵.植物營養學（上冊）[M].北京：中國農業大學出版社，2003.

[3] Mosier A R， Zhu Z L. Changes in patterns of fertilizer nitrogen use in Asia and its consequences for N2O emissions from agricultural systems[J]. Nutr. Cyc. in Agroecosystems，2000，57：107-117.

[4] Li Y E， Liu E D. Emissions of N2O， NH3 and NOX from fuel combustion， industrial processes and the agricultural sectors in China[J]. Nutr. Cyc. in Agroecosystems，2000，57：99-106.

[5] 張維理，武淑霞，冀宏杰，等.中國農業面源污染估計及控制對策Ⅰ.21世紀初期中國農業面源污染的形式估計[J].中國農業科學，2004（34）：1008-1017.

[6] 王德建，林靜慧，孫瑞娟，等.太湖地區稻麥高產的氮肥適宜量及其對地下水的影響[J].土壤學報，2003（40）：426-432.

[7] 于立芝，李東坡，俞守能，等.緩/控釋肥料研究進展[J].生態學雜志，2006，25（12）：1559-1563.

[8] 陳祥，同延安，亢歡虎，等.氮肥后移對冬小麥產量、氮肥利用率及氮素吸收的影響[J].植物營養與肥料學報，2008，14（3）：450-455.

[9] 吳文革，張四海，趙決建，等.氮肥運籌模式對雙季稻北緣水稻氮素吸收利用及產量的影響[J].植物營養與肥料學報，2007，13（5）：757-764.

[10] 易鎮邪，王璞.包膜復合肥對夏玉米產量、氮肥利用率與土壤速效氮的影響[J].植物營養與肥料學報，2007，13（2）：242-247.

[11] 侯雪坤.王鵬.控釋氮肥對玉米生長發育及產量和品質的影響[J].黑龍江農業科學，2009，5：61-63.

[12] 李敏，李廣濤，葉舒婭，等.連續施用控釋氮肥對超級水稻產量、氮肥利用率及土壤養分變化的影響[J].中國農學通報，2012，28（33）：130-134.

[13] 羅蘭芳，鄭圣先，廖育林，等.控釋氮肥對稻田土壤微生物的影響及其與土壤氮素肥力的關系[J].湖南農業大學學報：自然科學版，2007，33（5）：608-613.

[14] 聶軍，肖劍，戴平安，等.控釋氮肥對水稻氮代謝關鍵酶活性及糙米蛋白質含量的影響[J].湖南農業大學學報：自然科學版，2003，29（4）：318-321.

[15] 羅蘭芳，聶軍，鄭圣先，等.施用控釋氮肥對稻田土壤微生物生物量碳、氮的影響[J].生態學報，2010，11：2925-2932.

[16] 紀雄輝，鄭圣先，聶軍，等.稻田土壤上控釋氮肥的氮素利用率與硝態氮的淋溶損失[J].土壤通報，2003，38（3）：467-471.

[17] 鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2000：42-58.

[18] 王亮，秦玉波，于閣杰，等.新型緩控釋肥的研究現狀及展望[J].吉林農業科學，2008，4：38-42.

[19] 唐拴虎，楊少海，陳建生，等.水稻一次性施用控釋肥料增產機理探討[J].中國農業科學，2006，39（12）：2511-2520.

[20] 張海軍，武志杰，李榮華，等.控釋氮肥對土壤NH4+-N、NO3-N及番茄產量和品質的影響[J].土壤通報，2004，35（1）：30-34.

[21] 孫磊.控釋氮肥對寒地粳稻產量及氮肥利用率的影響[J].中國稻米，2011，17（4）：25-26.