施用氮肥對水稻產量的影響

王繼申 陳 芹 葛徐芳

1.東海縣桃林鎮農業技術推廣站；2.東海縣農業技術推廣中心

水稻是我國最主要的糧食作物，其播種面積約占我國糧食作物總面積的27%， 稻谷產量占全國谷物總產的40%以上[1]。 為了減輕人口增加對糧食需求的壓力，我國一直將提高水稻單位面積產量作為水稻生產的主要任務。 目前，全國的水稻單產水平已超過6噸/公頃，高出世界平均水平的65%，這為保證糧食供應的安全和社會的穩定起到了十分重要的作用。但同時，隨著水稻產量水平的提高，化肥特別是氮肥的施用量不斷增加。我國水稻種植面積約占世界水稻種植面積的20%， 但水稻氮肥用量占全球水稻氮肥總用量的37%[2]。 且過高的氮肥施用并沒有顯著提高水稻的產量和經濟效益，使得肥料利用效益過低，直接或間接的導致了一系列不良的環境反應[3]。

因此在保證水稻產量的前提下，如何減少氮肥的施用量和提高氮肥的利用效率，一直是農業科技工作者面臨的突出問題。 本試驗以徐稻3 號為材料，設置了不同的氮肥運籌，觀察了其對機插水稻產量及肥料利用率影響，以期為水稻高產和肥料運籌提供依據。

一、材料與方法

1.材料

試驗于2012 年在東海縣平明農試站進行， 土壤類型為砂姜黑土，pH 值為7.4， 耕作層含有機質1.86%， 全氮121 毫克/千克-1， 有效磷10.3 毫克/千克-1，速效鉀108.7 毫克/千克-1。 前茬作物為小麥，供試品種為煙農19。

2.試驗設計

（1）施氮量試驗。 設置4 個水平的施氮量，即150N(全生育期施氮150 千克/公頃）、270N(全生育期施氮270 千克/公頃）、300N (全生育期施氮300 千克/公頃）、330N(全生育期施氮330 千克/公頃），以N1、N2、N3、N4 表示，按基肥：分蘗肥：促花肥：保花肥=4∶1∶3∶2 施用，基肥于整地時施用，分蘗肥于機插后7 天施用，促花肥于倒4 葉施用，保花肥在倒1.5 葉施用，以不施氮肥處理為對照（CK）。

（2）氮肥運籌試驗。 施氮量為純氮300 千克/公頃，按基蘗肥和穗肥施用比例設5 個處理，分別為A基蘗肥：穗肥=7∶3、B 基蘗肥：穗肥=6∶4、C 基蘗肥：穗肥=5∶5、D 基蘗肥：穗肥=4∶6、E 基蘗肥：穗肥=3∶7，基肥：分蘗肥=7∶3，穗肥中促花肥：保花期=7∶3，穗肥中促花肥：保花肥=6∶4。 小區面積為12 平方米，隨機區組排列，重復3 次。各小區均用田埂分隔，并用塑料薄膜包埋。

水稻于6 月1 日播種，6 月19 日移栽。 插秧機選用東洋PF455S 步行式插秧機，株行距為14 厘米×30厘米， 每公頃栽插基本苗81.45 萬。 施過磷酸鈣450千克/公頃，一次性作基肥施用。施氯化鉀150 千克/公頃，50%作基肥，50%作分蘗肥。 基余田間管理同高產栽培管理。

3.測定項目與方法

機插前測定秧苗素質，播后測定密度，定期觀測葉齡和莖蘗動態，在重點生育期的夠苗期、拔節期、孕穗期、抽穗期、成熟期測定葉齡、莖蘗數、葉面積、干物重等。成熟期各處理取10 穴稻株，進行考種和測定干物重等，收割期實收記產。

有關氮素利用效率指標的計算方法：

氮肥農學利用率=（施氮區稻谷產量－空白區稻谷產量）/施氮量；

氮素干物質生產率=成熟期水稻植株干物重/成熟期水稻植株吸氮量施氮量；

氮素產谷效率=稻谷產量/成熟期水稻植株吸氮量施氮量。

二、結果與分析

1.水稻產量及構成因素

不施氮處理CK 產量為5652.2 千克/公頃， 施氮處理產量顯著高于不施氮處理。當施氮量在0～300 千克/公頃之間時，產量隨施氮量的增加而增加，當施氮量繼續增加時產量略有降低。處理N2、N3、N4 產量無顯著差異，分別比CK 增產62.4%、67.8%、62.8%施氮條件下平均增產59.2%。產量增加的主要原因是穗數和每穗粒數增加，穗數增加幅度平均為43.1%,每穗粒數增加幅度平均為34.9%。 但隨著氮量的增加，結實率和千粒重有所下降，結實率下降11.2%，千粒重下降6.2%。

在不同的氮肥運籌處理間， 有效穗數差異不顯著，這表明該地基礎肥力較高，用相對較少的基蘗肥就能獲得足夠的穗數。 處理B 和C 的產量差異不顯著，其平均產量顯著高于其他處理11.0%，產量增加的主要原因是每穗總粒數較其他處理平均增多5.6%，千粒重增加5.1%。

從本試驗結果可知，該田塊獲得高產的適宜施氮量為270～330 千克/公頃，施氮量300 千克/公頃產量最高，施氮量繼續增加，產量略有下降，氮肥運籌以基蘗肥：穗肥為5：5～6：4 為宜。

2.水稻群長勢及干物質積累

隨著施氮量的增加，高峰苗、有效穗增多，但成穗率下降，抽穗期、成熟期的葉面積指數增加，CK 和N1成熟期葉面積指數僅為0.8～0.9， 顯著低于其它各處理，出現早衰，這可能是水稻后期缺乏氮素營養所致。前期基蘗肥比例越高，高峰苗越多，其成穗率越低，抽穗期葉面積指數相對較高， 成熟葉面積指數差異較小。 產量與抽穗期干物質積累量足y=-0.0002x2+5.1314x-19531（R2=0.9154）的拋物線關系，與成熟期的干物質積累y=04388x+1592.6(R2=0.8961)的直線關系，徐稻3 號獲得高產其抽穗期的干物質積累量適宜為10000～1100 千克/公頃，成熟期的干物質積累量以18000 千克/公頃左右為宜， 處理N2、N3、N4、B、C 的抽穗期、 成熟期的干物質積累量均在此適宜值左右，獲得了較高產量。

3.水稻氮利用率

隨著氮肥用量的增加，氮素干物質生產率、氮素產谷率、氮肥農學利用率均降低。 相同施氮量不同肥料運籌，氮素干物質生產率、氮素產谷效率、氮肥農學利用率均表現為C＞B＞A＞D＞E，前期施氮比例大的處理A、B 氮素干物質生產率、氮素產谷效率、氮肥農學利用率均大于后期施氮比例大的處理E、D，這說明前期的氮肥利用率高于后期的，本試驗條件下，前肥后移的適宜比例為5：5，后期施用比例再增加，群體抽穗期和成熟期干物重下降，不利于高產。

三、結論與討論

從本試驗可以看出，施氮量試驗中N3 處理的產量最高，N2、N4 次之， 但這三個處理間差異不顯著。肥料運籌試驗中以C 處理產量最高，B 處理次之。 因此在本試驗條件下獲得高產的適宜施氮量為270-330 千克/公頃，合理的肥料運籌為5：5～6：4。

隨著氮肥用量的增加，肥料利用率降低，這與前人的研究結果相一致。 前肥后移的適宜比例為5：5。本研究結果為前期的氮肥利用率高于后期的，而前人也有研究結果為水稻生育后期施肥的肥料利用率高于前期，但其研究范圍是在適宜的比例范圍內[4]，因此本研究與前人的研究并不矛盾。

籽粒產量為生物產量與經濟系數的乘積，提高產量是通過增加生物產量還是提高收獲指數，存在不同的觀點[5]。本試驗條件下，籽粒產量與抽穗干物質積累量呈拋物線關系，與成熟期的干物質積累量呈直線正相關。因此，在本試驗條件下要想獲得更高的產量，應該提高成熟期的干物質積累量，但同時抽穗期的干物重也不是越多越好，因此應在把握適宜抽穗期干物重的前提下， 盡量提高抽穗期至成熟期的干物質積累量。建議生產中的栽培技術應圍繞提高抽穗期至成熟期的干物質生產量這一重點。

葉片是水稻的主要的源器官，要想獲得高產必須有充足的源。 隨著施氮量的增加，群體抽穗期葉面積指數逐步提高，但產量卻是先增加后降低，這可能是群體葉面積過大造成群體郁蔽以及群體通風透氣變差造成的。 群體葉面積雖然增大但源反而相對不足，降低了群體的籽粒生產能力。因此在生產中應采用適當的栽培技術， 將群體葉面積控制在適宜范圍內，并不是越大越好。

水稻實際生產中往往由于后期倒伏而造成減產，而株高增加往往會提高倒伏機率。隨著氮肥施用量的增加，水稻株高持續增加。 本試驗中水稻生育后期天氣狀況晴好，并未出現大面積倒伏情況，但N3、N4 的植株強度明顯降低。 因此應該適宜控制施氮量，以免造成群體倒伏而減產。

[1]徐匡迪，沈國舫. 依靠稻作科技革新，推動中國水稻產業發展. 在首屆國際水稻大會上作的主題報告.北京：2002.9.

[2]FAO. Statistical Databases. Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations.2004.

[3] 張國梁， 章申. 農田氮素淋失研究進展. 土壤，1998，30(6)：291-297.

[4]閆湘，金繼運，何萍，梁鳴早. 提高肥料利用率技術研究進展. 中國農業科學，2008,41（2）：450-459.

[5]楊建昌，王朋，劉立軍，王志琴，朱慶森. 中秈水稻品種產量與株型演進特征研究. 作物學報，2006，32（7）：949-955.