張鴻燕 陳燕 劉宇新 周利軍
(1江西省農業環境監測站,南昌330046;2江西省紅壤研究所,南昌331717;*通訊作者:443674544@qq.com)
緩控釋氮肥種類和用量對南方粳稻產量和收益的影響
張鴻燕1陳燕2*劉宇新1周利軍2
(1江西省農業環境監測站,南昌330046;2江西省紅壤研究所,南昌331717;*通訊作者:443674544@qq.com)
為探明南方丘陵區粳稻種植中適宜的緩控釋氮肥種類和合理的用量,本研究以普通尿素為對照,分析比較了2種包膜尿素(樹脂包膜尿素和水溶性聚合物包膜尿素)不同用量下粳稻產量和肥料利用率的變化,并結合成本投入評估了不同處理的收益。結果表明,與普通尿素相比,施用緩控釋肥顯著提高了南方丘陵區粳稻產量、氮肥農學效率和收益,其中水溶性聚合物包膜尿素是較好的緩控釋肥種類,適宜用量為195 kg/hm2(純N)。
緩控釋肥;粳稻;南方丘陵區;產量
長江中下游的雙季稻種植模式在我國水稻生產中處于主導地位,為我國糧食安全與穩定發揮著巨大作用[1]。但是,氮肥利用率不高嚴重限制了該地區水稻產量的進一步增加[2-3]。因此,如何提高肥料利用率就顯得十分迫切和重要。同時,隨著近年來“北粳南移”的發展,粳稻在江西等地區的種植面積越來越大[4]。
與傳統氮肥相比,緩控釋氮肥的施用可以顯著提高肥料利用率[5-7]。同時也可以減少水稻生產中的施肥次數[8],在當前農村勞動力短缺的大背景下,緩控釋氮肥的推廣勢必在水稻生產中起到節本增效作用。但緩控釋氮肥肥效發揮受到包膜材料、土壤類型、氣候等因素的影響[9-10]。因此,探明南方丘陵區粳稻種植中合適的緩控釋氮肥種類和用量就顯得十分必要。本研究比較了2種包膜尿素(樹脂包膜尿素和水溶性聚合物包膜尿素)不同用量下粳稻產量和肥料利用率的變化,并結合成本投入評估了不同處理的收益,以期篩選出合適的緩控釋肥種類和用量,從而指導南方丘陵地區粳稻生產。
1.1試驗地概況
試驗設在江西省紅壤研究所試驗基地(116°17'70″E,28°35'03″N),屬中亞熱帶季風氣候,年均降雨量1 537 mm,年蒸發量1 100~1 200 mm;年均氣溫17.7℃~18.5℃,最冷月(1月)平均氣溫4.6℃,最熱月(7月)平均氣溫28.0℃~29.8℃。海拔28.54 m,為典型的低丘紅壤地區,土壤類型為第四紀紅粘土發育的潴育型水稻土,試驗開始時耕層土壤有機質27.3 g/kg,全氮1.88 g/ kg,全磷1.26 g/kg,全鉀10.07 g/kg,速效氮176.76 mg/ kg,速效磷88.40 mg/kg,速效鉀101.23 mg/kg。
1.2試驗設計
按照雙因素隨機區組設計。3個肥料種類為樹脂包膜尿素(resin-coated urea,RCU)、水溶性聚合物包膜尿素(water soluble polymer coated urea,WCU)、普通尿素(OU,CK1);4個肥料用量:0(CK2)、150 kg/hm2、195 kg/hm2、240 kg/hm2、300 kg/hm2。每個處理3次重復,小區面積21 m2(7 m×3 m)。磷肥用量(P2O5)為135 kg/ hm2;鉀肥用量(K2O)90 kg/hm2。N、P、K肥均一次性基施。供試粳稻品種為甬優12。播種時間5月22日,采用秧盤育秧。6月23日移栽,手工插秧,栽插規格30 cm×20 cm。
1.3測定指標
水稻產量:在成熟期,每個小區齊地收割,單獨脫粒,晾干,稱重,并換算成標準產量。
增產率=(施肥產量-不施肥產量)/不施肥產量× 100%,氮肥農學利用率=(施肥產量-不施肥產量)/施氮量,氮肥偏生產力=施肥產量/施氮量。
2.1不同肥料種類和用量對粳稻產量的影響
從圖1可見,與普通尿素相比,WCU顯著提高了粳稻產量,RCU對粳稻產量的作用不明顯;施肥處理粳稻產量顯著高于不施肥處理,且195 kg/hm2處理的產量顯著高于其他用量施肥處理。說明緩控釋氮肥的增產效果明顯優于普通尿素,且WCU是更好的緩控釋肥種類,其適宜用量為195 kg/hm2。

圖1 不同肥料種類和用量對粳稻產量的影響

圖2 不同肥料種類和用量對粳稻增產率、氮肥利用率和氮肥偏生產力的影響
2.2不同肥料種類和用量對粳稻增產率、氮肥利用率和氮肥偏生產力的影響
圖2結果顯示,不同肥料種類的增產率大多在用量為195 kg/hm2時達到最高,且緩控釋肥的增產率明顯高于普通尿素;在樹脂包膜尿素中,除了240 kg/hm2的處理氮肥農學利用率較低之外,其他用量間不存在顯著差異;在水溶性聚合物包膜尿素中,不同用量的氮肥農學利用率表現出195 kg/hm2處理>240 kg/hm2處理>300 kg/hm2>150 kg/hm2;在普通尿素中,除了150 kg/hm2的處理氮肥農學利用率較高之外,其他用量處理間不存在顯著差異。3個肥料種類的氮肥偏生產力均隨著肥料用量的增加而降低。
2.3不同肥料種類和用量對水稻經濟效益和利潤的影響
從表1可見,在不同肥料用量處理中,均表現為195 kg/hm2的處理利潤較高,其中又以195 kg/hm2的水溶性聚合物包膜尿素處理最高。
江西省是我國水稻的主產區之一,主要以種植雙季稻為主。但是,雙季稻模式的勞動力需求較大,隨著農村勞動力的轉移,該地區的雙季稻模式受到巨大的挑戰[11]。因此,探索省工省力的輕簡化種植模式就顯得十分迫切。而種植粳稻則可以在保障糧食高產的同時實現省工省力目標。隨著“北粳南移”工程的推進,粳稻在江西省得到了長足的發展。研究表明,江西省種植粳稻可以實現高產目標[12-13]。
然而,由于粳稻生育期長,養分需求高,因此需要投入較高的化肥用量[14-15]。由于不同的生態環境下,土壤肥力和溫光條件存在較大差異,因此,江西地區粳稻的需肥量可能與其他地區存在差異。同時,有關緩控釋肥在粳稻上的施用效果也不明確。在本研究中,針對粳稻品種甬優12,與普通尿素相比,緩控釋肥的增產效果明顯。試驗結果表明,水溶性聚合物包膜尿素是較好的緩控釋肥種類,其在195 kg/hm2用量下的氮肥農學利用率也較高。不同緩控釋肥的差異可能跟土壤類型和田間管理有關[16],但具體原因還有待進一步研究。

表1 不同肥料種類和用量對粳稻經濟效益和利潤的影響(元/hm2)
一般情況下,緩控釋肥的價格普遍高于普通尿素[17]。因此,計算種植粳稻的收益和利潤對于稻農選擇緩控釋肥的積極性就顯得十分重要。本研究結果表明,施用緩控釋肥的處理利潤明顯高于施用普通尿素的處理,且以選用水溶性聚合物包膜尿素,195 kg/hm2用量時的利潤最高。
[1]周衛.低產水稻土改良與管理:理論方法技術[M].北京:科學出版社,2015.
[2]金繼運.集約化農田節肥增效理論與實踐[M].北京:科學出版社,2012.
[3]黃慶海.長期施肥紅壤農田地力演變特征[M].北京:中國農業科學技術出版社,2014.
[4]黃山,何虎,張衛星,等.不同粳稻品種在江西不同生態區的農學表現[J].江西農業大學學報,2013,35(1):25-32.
[5]王玉軍,鄒應斌,張夫道,等.摻混型緩/控釋肥對雜交晚稻產量的影響[J].中國土壤與肥料,2009(5):28-33.
[6]彭玉,孫永健,蔣明金,等.不同水分條件下緩/控釋氮肥對水稻干物質量和氮素吸收、運轉及分配的影響[J].作物學報,2014,40(5):859-870.
[7]董燕,王正銀.緩/控釋復合肥料不同形態氮素釋放特性研究[J].中國農業科學,2006,39(5):960-967.
[8]粟曉萬,杜建軍,賈振宇,等.緩/控釋肥的研究應用現狀[J].中國農學通報,2007,23(12):234-238.
[9]韓曉日.新型緩/控釋肥料研究現狀與展望[J].沈陽農業大學學報,2006,37(1):3-8.
[10]黃永蘭,羅奇祥,劉秀梅,等.包膜型緩/控釋肥技術的研究與進展[J].江西農業學報,2008,20(3):55-59.
[11]許軻,張軍,張洪程,等.雙季晚粳稻不同栽培方式生產力及其群體質量差異研究[J].中國水稻科學,2014,28(5):503-513.
[12]黃大山,曹開蔚,程飛虎,等.一季粳稻作雙季晚稻高產栽培技術[J].中國稻米,2010,16(4):40-42.
[13]黃發松,王延春.湘、鄂、贛發展晚粳稻生產的條件與建議[J].中國稻米,2010,16(6):67-68.
[14]金磊,李霞,劉小龍,等.氮素對粳稻花后光合響應曲線與氮素利用的影響[J].江西農業大學學報,2014,36(1):26-37.
[15]程飛虎.甬優12號江西引種表現及高產栽培技術要點[J].中國稻米,2014,20(2):61-62.
[16]黃旭,唐拴虎,徐培智,等.不同種類緩/控釋肥料對水稻產量及養分利用率的影響[J].廣東農業科學,2010,37(8):95-96.
[17]吳歡歡,李若楠,張彥才,等.我國緩/控釋肥料發展現狀、趨勢及對策[J].華北農學報,2009,24(S2):263-267.
Effects of Different Type and Amount of Slow-release Nitrogen Fertilizer on Yield and Economic Benefit of Japonica Rice in South China
ZHANG Hongyan1,CHEN Yan2*,LIU Yuxin1,ZHOU Lijun2
(1Jiangxi Province Agriculture Environmental Monitoring Administration,Nanchang 330046,China;2Jiangxi Institute of Red Soil,Nanchang 331717, China;*Corresponding author:443674544@qq.com)
In order to define the reasonable type and amounts of slow-release nitrogen fertilizer on japonica rice in Southern hillside area,the authors analysised the yield and fertilizer use efficency of two kinds of slow-release nitrogen fertilizer with different coating materials(resin coated urea and water-soluble polymer coated urea),and assessed the inputs and benefits of different treatments,taking common urea as control.The results showed that slow-release fertilizer significantly increased rice yield,agronomic efficiency and economic benefit,compared with common urea.The water soluble polymer coated urea is a better kind of slow-release fertilizer in Southern hillside area,and the best application amount was 195 kg/hm2.
slow controlled release fertilizer;japonica rice;Southern hillside area;yield
S511.062
B
1006-8082(2016)05-0035-03
2016-05-07
江西省水稻產業技術體系“清潔生產與質量控制”(JXARS-02-06)