緩釋氮肥與尿素配施對高原機插秈稻產量與生長特性的影響

龍瑞平朱麗芬趙麗娟李貴勇夏瓊梅朱海平帕三石尹嬌鄧安鳳楊從黨*

（1云南省農業科學院糧食作物研究所，昆明650205；2云南省德宏州芒市農業技術推廣中心，云南芒市678400；第一作者：lrp725@126.com；*通訊作者：yangcd2005@163.com）

緩釋氮肥與尿素配施對高原機插秈稻產量與生長特性的影響

龍瑞平1朱麗芬2趙麗娟2李貴勇1夏瓊梅1朱海平1帕三石2尹嬌2鄧安鳳1楊從黨1*

（1云南省農業科學院糧食作物研究所，昆明650205；2云南省德宏州芒市農業技術推廣中心，云南芒市678400；第一作者：lrp725@126.com；*通訊作者：yangcd2005@163.com）

為了明確高原地區機插秈稻緩釋氮肥與尿素配施的最佳比例，以川谷優7329為材料，在施氮量為150 kg/hm2和105 kg/hm2水平下，研究了4種緩釋氮肥與尿素配施比例（10∶0，7∶3，5∶5，3∶7）對機插秈稻產量與生長特性的影響。結果表明，不同施氮量間水稻產量差異不顯著,緩釋氮肥與尿素配施水稻產量由高到低為5∶5＞10∶0＞7∶3＞3∶7。在相同比例下增加施氮量可以增加機插秈稻抽穗期高效葉片的長度，提高莖蘗數和抽穗期葉面積指數，但降低了氮肥農學利用效率和粒葉比。尿素所占比例越高成穗率越低，5∶5的處理水稻表觀輸出率和氮肥農學利用效率最高。高原地區機插秈稻最佳氮肥施用量為105 kg/hm2，緩釋氮肥與普通尿素配施比例為5∶5。

緩釋氮肥；機插秈稻；產量；生長特性；高原

水稻是我國的主要糧食作物，保證水稻的種植面積與單產是確保我國糧食安全的重要手段。但近年來，隨著農村勞動力向第二、三產業的轉移，從事農業的人口不斷減少，勞動力成本不斷增加，水稻種植面積面臨減小的趨勢。因此，實行水稻輕簡栽培是我國水稻發展的必然方向。水稻輕簡栽培主要包括栽培技術的輕簡化和管理技術的輕簡化。前人在機插秧、拋秧、直播稻等輕簡栽培技術方面已有了大量研究[1-3]。氮肥管理是水稻管理技術的重要環節，前人研究表明，氮肥通過分次施入能夠滿足水稻不同生育時期的生長需要，提高水稻的產量[4]，但施肥次數增多將增加勞動力的投入，難以滿足水稻輕簡栽培的要求。緩釋氮肥是一種可延緩氮素釋放速率，減少氮素損失并供植物持續吸收利用的氮肥，具有減少施肥作業次數，節省勞力和費用的特點，是實現水稻氮肥輕簡化管理的有效途徑。有關緩釋氮肥在水稻中的應用，不同研究者的結論有所不同。邢曉鳴等[5-6]研究表明，緩釋氮肥一次性以基肥形式施入，氮肥釋放的速率基本能與水稻生長發育的需肥規律同步，提高了氮素利用效率，并達到了增產的效果。田小海等[7]研究則表明，水稻后期物質生產量大，需肥量也大，單靠緩釋氮肥“一道清”的施肥方法無法滿足其所需。目前對緩釋氮肥的研究主要集中在手插稻上，有關對高原地區機插稻的報道較少。本研究擬通過探索緩釋氮肥與普通尿素配施對高原地區機插秈稻生長特性及產量的影響，明確高原地區機插秈稻緩釋氮肥與普通尿素配施的最佳比例，為機插水稻輕簡施肥技術提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年在云南芒市進行，該地地處低緯高原，海拔850 m，年平均氣溫19.6℃，年平均降水量1 654.6 mm，雨季（5-10月）降水量占全年降水量的89%，日照時數2 252.9 h，蒸發量1 723.6 mm，無霜期315 d。

供試水稻品種為川谷優7329，供試肥料為山東金正大牌樹酯包衣類緩釋氮肥（CRF，含N 44%）和普通尿素（UR，含N 46%）。

1.2 試驗設計

通過調查近幾年試驗點水稻高產氮肥（尿素）用量為120 kg/hm2純氮，所以試驗設高氮（150 kg/hm2純氮）和低氮（105 kg/hm2純氮）2個處理，分別用N1和N2表示，緩釋氮肥∶尿素比例分別設置為10∶0、7∶3、5∶5、3∶7，分別用T1、T2、T3、T4表示，以及1個不施肥處理（CK），每個處理3次重復，小區面積30 m2（5 m×6 m），小區間用塑料隔板隔開，避免竄水竄肥。施肥方法：以基肥形式一次性施入。水稻于4月8日播種，4月28日機械移栽，8月26日收獲，整個生育期統一進行病蟲草及水分管理。

表1 不同比例緩釋氮肥與尿素配施對高原機插秈稻產量與產量結構的影響

1.3 測定項目及計算方法

移栽后每小區選2個點，每點連續選20叢，每隔7 d調查1次莖蘗動態；在抽穗期普查各小區苗情，根據各小區平均水平分別選取有代表性植株3叢，用LI-3100C臺式葉面積儀測定水稻葉面積、用直尺測定株高和頂部3片葉的葉長，分別將所取樣品的莖鞘和葉片于105℃殺青30 min，80℃烘箱烘至恒質量后測定干物質量。成熟期用抽穗期的方法取樣，將樣品進行考種測定理論產量及植株的干物質量，對小區實收測產。

穎花/葉（朵/cm2）=總穎花數/抽穗期葉面積；實粒/葉（粒/cm2）=總實粒數/抽穗期葉面積；粒質量/葉（mg/ cm2）=籽粒產量/抽穗期葉面積；氮肥農學利用率（kg/ kg）=（施氮區產量-不施氮區產量）/施氮量；群體生長率[g/（m2·d）]＝（W2-W1）/（t2-t1）。（式中，W1和W2為前后2次測定的干物質量，t1和t2為前后2次測定的時間）；表觀輸出量＝抽穗期葉（鞘、莖）干質量-成熟期葉（鞘、莖）干質量。

1.4 數據分析

運用Microsoft Excel軟件進行數據的錄入、計算與作圖；運用SPSS 19.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 對高原機插秈稻產量與產量結構的影響

從表1可以看出，施氮處理的實際產量要顯著高于不施氮處理，而高氮處理和低氮處理機插稻產量差異不顯著；在4種配施比例中，緩釋肥與尿素的比例為5∶5時（T3）水稻實際產量最高，比例為3∶7時（T4）實際產量最低，兩個處理間差異達到顯著水平。從產量構成因素來看，不施氮處理的有效穗數、穗粒數、穎花量和千粒重最低，施肥后各因素均有所增加，其中有效穗數、穎花量和結實率的增加達到顯著水平，但千粒重和穗粒數差異不顯著。不同施氮量間穎花量差異不顯著，而有效穗變化規律為隨著控釋氮肥所占比例增加有效穗數增加。總體來看，2個施氮量之間的水稻產量和產量構成因素差異不顯著；不同比例緩釋肥與尿素配施對水稻的產量差異達到了極顯著水平，主要表現在有效穗數差異達到極顯著水平；而兩者的互作效應除有效穗穗差異達到顯著水平外，其余各指標差異都不顯著。

2.2 對高原機插秈稻莖蘗成穗和氮肥利用率的影響

從圖1可以看出，不施氮處理水稻的莖蘗動態要明顯低于各施氮處理，高氮處理的莖蘗數高于低氮處理的；相同配施比例下，高氮處理的莖蘗數明顯大于低氮處理，各處理高峰苗的大小順序為T4＞T3＞T1＞T2＞CK。

表2 不同比例緩釋氮肥與尿素配施對高原機插秈稻抽穗期的葉面積指數、粒葉比和株高的影響

圖1 不同比例緩釋氮肥與尿素配施高原機插秈稻的莖蘗動態

圖2 不同比例緩釋氮肥與尿素配施高原機插秈稻的成穗率

從圖2來看，不施氮處理的成穗率最高，T4處理成穗率最低，在緩釋氮與尿素的配比中，尿素所占比例越高成穗率越低，各處理間成穗率差異達到顯著水平，2個施氮量間成穗率差異不大。從圖3來看，T3處理氮肥農學利用效率最高，T4處理最低；在相同配比處理中，除T4處理外，低氮處理的氮肥農學利用率均高于高氮處理。

2.3 對高原機插秈稻抽穗期葉片和株高的影響

圖3 不同比例緩釋氮肥與尿素配施高原機插秈稻的氮肥農學利用率

從表2可以看出，不施氮處理的葉面積指數和高效葉面積指數最低，無論高氮處理還是低氮處理，水稻葉面積指數和高效葉面積指數最高的分別是T4處理和T3處理。不施氮處理的粒葉比高于施氮處理，施肥處理中T1處理的粒葉比最高。T2處理的株高最高，T4處理的株高最低，整體來看，緩釋肥所占比例越高株高越高。高氮處理抽穗期的葉面積指數、粒葉比、株高差異達到顯著水平，而低氮處理各處理間差異不顯著。通過方差分析，2個施氮水平之間的葉面積指數達到極顯著水平，粒葉比達到顯著水平，而株高差異不顯著；不同比例緩釋肥與尿素配施對水稻的葉面積指數和株高達到顯著水平；而施氮水平和氮肥配施的互作對水稻的葉面積指數、粒葉比和株高差異都不顯著。

圖4 不同比例緩釋氮肥與尿素配施高原機插秈稻抽穗期高效葉片長

表3 不同比例緩釋氮肥與尿素配施對高原機插秈稻干物質量和群體生長率的影響

從圖4可以看出，各處理的葉長為倒3葉＞倒2葉＞劍葉。高氮條件下高效葉片葉長明顯高于不施氮處理，各施氮處理間差異不大；低氮條件下，倒3葉的葉長差異較大，其次是倒2葉，差異最小的是劍葉，其中倒3葉各處理的葉長序為T2＞T3＞T1＞T4＞CK。說明高氮條件下各處理間高效葉葉長差異不大，而在低氮條件下對倒3長度的影響最大。

2.4 對高原機插秈稻干物質量的影響

從表3可以看出，收獲期總干物質含量最高的是T1處理，抽穗期總干物質含量最高的是T3處理，兩個時期干物質含量最低的是不施氮處理；抽穗期到收獲期的干物質積累量和群體生長率變化規律相同，都表現出T1處理最高，T3處理最低，而表觀輸出率恰好相反。通過方差分析發現，不同比例緩釋肥與尿素配施水稻抽穗期和收獲期總干物質含量，以及2個時期干物質積累量、群體生長率和表觀輸出率差異達到了極顯著水平，2個施氮水平間齊穗期干物質量差異達到顯著水平，而施氮水平和氮肥配施的互作以上指標差異都未達到顯著水平。

3 討論

緩釋氮肥是通過表面的包膜來延緩氮的釋放。大量研究表明，緩釋氮肥施用可以提高水稻產量[8-9]，同時還可以提高肥料的利用率[10]，減少施肥量和環境污染。但緩釋氮肥氮素釋放緩慢容易造成水稻前期肥力不足，通過緩釋氮肥與普通尿素配施能夠使作物獲得更高產量[11]，但對常規尿素與緩釋氮肥配施的比例不同研究者有著不同的看法。陳賢友等[12]研究表明，在施氮量為210 kg/hm2下水稻產量由高到低為100%緩釋尿素處理、70%緩釋尿素+30%常規尿素處理、50%緩釋尿素+50%常規尿素處理、30%緩釋尿素+70%常規尿素處理；袁嫚嫚等[13]研究表明，施氮量為180 kg/hm2，以樹脂包膜尿素和普通尿素按氮素用量7∶3比例摻混基施的處理水稻增產效果和經濟效益最好。王海月等[14]研究表明，在施氮量為180 kg/hm2和150 kg/hm2條件下緩釋氮肥+常規尿素比例為7∶3時水稻產量最高。付月君等[15]研究表明，在施氮量為150 kg/hm2下一次性基施40%緩釋氮肥+60%尿素處理的水稻產量和氮肥利用率最高。本研究表明，在施氮量為150 kg/hm2和105 kg/hm2條件下緩釋氮肥和常規尿素比例為5:5時水稻實際產量最高。結合前人的研究結果來看，在緩控釋肥與尿素的最佳配比中，緩釋肥所占比例隨著總施氮量的降低而呈下降趨勢。

施氮水平會影響水稻分蘗的發生，同也會影響成穗率[16]。本研究結果表明，高氮處理的莖蘗數高于低氮處理，高峰苗的差異最大，而成穗率恰好出現相反趨勢，這是因為緩釋尿素肥力釋放明顯滯后[17]，導致稻田前期肥力不足分蘗較少，這與王海月等[15]的研究結果不一致。

從氮肥農學利用效率來看，付月君等[15]研究表明，在添加40%控釋氮肥以內水稻農學利用效率隨著控釋比例的提高而相應提高，添加80%控釋肥是水稻農學利用率有所下降。本研究表明，緩釋氮肥所占比例最低的處理水稻氮肥農學利用率最低，而緩釋氮肥與常規尿素比例為5∶5時水稻氮肥農學利用效率最高。

水稻抽穗期的葉面積指數、抽穗至成熟期的干物質積累量、穎花量與產量有著密切的關系[18-20]，王海月等[14]研究表明，在高氮水平下，水稻的葉面積指數和干物質積累量表現較好，緩釋氮肥與常規氮肥配施優于全常規氮肥。本研究表明，高氮條件下水稻的葉面積指數、株高、葉長和表觀輸出率高于低氮處理。

4 結論

不同比例緩釋肥與尿素配施對水稻產量的影響達到顯著水平，其中，緩釋氮肥與普通尿素比例為5∶5時氮素能滿足水稻不同生育時期生長發育的需要，氮肥農學利用效率高，群體長勢比較合理，產量最高。在施氮量為150 kg/hm2和105 kg/hm2水平下，水稻抽穗期的葉面積指數和干物質含量差異達到顯著水平，但產量差異不顯著。綜合考慮節本增效作用，建議在高原地區機插秈稻氮肥施用量為105 kg/hm2，緩釋氮肥與普通尿素配施的比例為5∶5。

[1]彭長青，李世峰，卞新民，等.機插水稻高產栽培關鍵技術的適宜值[J].應用生態學報，2006，17（9）：1 619-1 623.

[2]鐘飛，王正春.直播稻主要生育特點及高產栽培技術[J].大麥與谷類科學，2008（4）：31-34.

[3]顏鳳亞，陳潔.拋秧水稻生育特點與高產高效栽培技術[J].北方水稻，2013，43（6）：44-47.

[4]丁華萍，陳斌，吉訓風，等.氮肥運籌對機插水稻產量、效益及肥料利用率的影響[J].中國稻米，2014，20（1）：92-93.

[5]邢曉鳴，李小春，丁艷鋒，等.緩控釋肥組配對機插常規粳稻群體物質生產和產量的影響[J].中國農業科學，2015，48（24）：4 892-4 902.

[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]田小海，馬國輝，楊令芝，等.緩釋氮肥對超級雜交稻后期生長與生理功能的影響[J].雜交水稻，2010，25（5）：64-69.

[8] Yu P,Sun Y J,Jiang M J,et al.Effects of water management and slow/controlled release nitrogen fertilizer on biomass and nitrogen accumulation,translocation,and distribution in rice[J].Acta Agronomica Sinica,2014,40（5）:859-870.

[9] 唐拴虎，謝春生，孫小文，等.水稻施用控釋肥料生長效應研究[J].中國農學通報，2004，20（1）：149-151.

[10]符建榮.控釋氮肥對水稻的增產效應及提高肥料利用率的研究[J].植物營養與肥料學報，2001，7（2）：145-152.

[11]張玉鳳，董亮，于淑芳，等.控釋摻混尿素對大白菜產量、品質及土壤硝態氮的影響[J].土壤，2013，45（1）：177-180.

[12]陳賢友，吳良歡，韓科峰，等.包膜尿素和普通尿素不同摻混比例對水稻產量與氮肥利用率的影響 [J].植物營養與肥料學報，2010，16（4）：918-923.

[13]袁嫚嫚，葉舒婭，劉楓，等.樹脂包膜尿素對水稻產量和氮肥利用率的影響[J].中國農業氣象，2011（S1）：83-87.

[14]王海月，李玥，孫永健，等.不同施氮水平下緩釋氮肥配施對機插稻氮素利用特征及產量的影響 [J].中國水稻科學,2017,31（1）：50-64.

[15]付月君，王昌全，李冰，等.控釋氮肥與尿素配施對單季稻產量及氮肥利用率的影響[J].土壤，2016，48（4）：648-652.

[16]文云書.雜交稻旱育秧密度與施肥對提高成穗率的探討[J].耕作與栽培，2000（3）：18-19.

[17]Azeem B,Kushaari K Z,Man Z B,et al.Review on materials&methods to produce controlled release coated urea fertilizer[J].J Controll Release,2014,181（1）:11-21.

[18]凌啟鴻.作物群體質量[M].上海：上海科學技術出版社，2000：44-107.

[19]李剛華，張國發，陳功磊，等.超高產常規粳稻寧粳1號和寧粳3號群體特征及對氮的響應 [J].作物學報，2009，35（6）：1 106-1 114.

[20]張洪程，吳桂成，吳文革，等.水稻“精苗穩前、控蘗優中、大穗強后”超高產定量化栽培模式 [J].中國農業科學，2010，43（13）：2 645-2 660.

Effects of Combined Application of Slow-release Nitrogen Fertilizer and Urea on Yield and Growth Characters of Machine Transplanting Indica Rice in Plateau Areas

LONG Ruiping1,ZHU Lifeng2,ZHAO Lijuan2,LI Guiyong1,XIA Qiongmei1,ZHU Haiping1,PA Sanshi2,YIN Jiao2,YANG Congdang1*
（1Food Crops Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming 650205,China;2Mangshi Agricultural Technology Extension Center,Mangshi,Yunnan 678400,China;1st author:lrp725@126.com;*Corresponding author:yangcd2005@163.com）

In order to conform the optimal proportion of the slow-release nitrogen fertilizer and urea combined application of machine transplanting indica rice in plateau areas,using Chuanguyou 7329 as the material,the effects of the different proportion（10∶0,7∶3,5∶5 and 3∶7）on yield and growth characters of machine transplanting indica rice were studied under nitrogen application rate of 150 kg/ hm2and 105 kg/hm2.The results showed that the yield of rice under different nitrogen application rate were not significant.According to the proportion of the slow-release nitrogen fertilizer and urea combined application,the yield of machine transplanting indica rice was 5∶5＞10∶0＞7∶3＞3∶7.The increase of nitrogen application rate could increased the high effective leaf length in heading stage and improved the rice tiller number and leaf area index of heading stage,but decreased the agronomic use efficiency of nitrogen fertilizer and grain-leaf ratio at heading stage under the same proportion.In the different proportion of facilities,the higher the proportion of urea was,the lower the spike rate was.When the proportion is 5∶5,the apparent export percentage and agronomic use efficiency of nitrogen fertilizer of rice was higher.The apporopriate application rate of nitrogen fertilizer was 105 kg/hm2,and the best proportion of slow-release nitrogen fertilizer and common urea was 5∶5.

slow-release nitrogen fertilizer;machine transplanting indica rice;yield;growth characters;plateau

S511.062

A

1006-8082（2017）04-0130-06

2017－06－22

農業部公益行業（農業）科研專項（2013031 02；201303129）；云南省科技惠民專項（2016RA001）；國家重點基礎研究發展計劃（“973”計劃）（2013CB8352 05）；國家重點研發計劃（2016YFD0300506）