新型控釋氮肥不同配施比例對水稻生長及養分利用的影響

王家寶，鄔 剛，袁嫚嫚，耿 維，井玉丹，孫義祥

（安徽省農業科學院 土壤肥料研究所 養分循環與資源環境安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230031）

近年來，由于氮肥施用量增加和施用方法不合理所帶來的環境污染、資源浪費、農產品質量下降等問題日益突出［1］。緩控釋肥因具有肥效長、肥料利用率高以及養分流失少等優點而被廣泛關注，將緩釋肥料與速效肥料按一定比例配施，不僅可以滿足作物前期生長所需養分，同時可以解決作物后期脫肥的問題，從而降低施肥成本［2-3］。前人對緩控釋肥的研究多為單一品種，對不同釋放期的控釋氮肥與速效氮肥之間的配施研究較少，本研究探討了兩種不同控釋期的控釋氮肥（CRU40、CRU90）與尿素（CU）配施對水稻生長及養分利用的影響，為驗證緩控釋肥料在水稻生產中的節肥潛力及增產效果以及探索簡化栽培的施肥技術模式提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用速效肥料為尿素（w（N）46%）、過磷酸鈣（w（P2O5）12%）和氯化鉀（w（K2O）60%），控釋氮肥為安徽茂施新型肥料有限公司生產。

水稻品種為禾兩優1號，水稻三葉期移栽，基本苗為22.2萬穴/hm2，行距30 cm，株距15 cm。

1.2 試驗地概況

試驗于2017年5月至9月，在安徽省明光市古沛鎮進行。試驗地耕層土壤w（全氮）0.78 g/kg，w（有機質）11.83 g/kg，w（速效磷）18.60 mg/kg，w（速效鉀）97.75 mg/kg，pH為5.83。

1.3 試驗設計

試驗設置不施氮處理作為對照（CK），試驗設計及施肥方案見表1，每個處理重復3 次，小區面積為30 m2，隨機排布，小區間田埂用防水布覆蓋，隔離防滲。各處理施P2O575 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2，所有處理肥料均一次性基施。

表1 試驗設計與施肥方案

1.4 樣品采集及分析方法

在試驗小區定點10穴，分別在6月19日、7月1日和8月11日記載分蘗數，同時每小區選取長勢中等且一致的水稻2穴采樣，測定干物質量。

收獲期，每小區分別采集水稻籽粒、秸稈樣品，測定樣品氮磷鉀含量（樣品采用H2SO4-H2O2消煮，待測液中氮、磷、鉀分別用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法和火焰光度法測定［4］），實驗室常規考種。水稻用小型收割機全部實收，單獨計產。

肥料的表觀利用率和農學利用率計算公式：

試驗數據用EXCEL2007 和SPSS19.0 軟件進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對水稻各時期干物質量及分蘗數的影響

2.1.1 不同施氮量對水稻各時期干物質量及分蘗數的影響

水稻干物質積累及莖蘗動態對產量有一定影響。以m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3 ∶2 為例，研究2 種不同施氮量對水稻各時期干物質量及分蘗數的影響，結果見圖1。

圖1 不同施氮量水稻各時期干物質量及分蘗數的變化

由圖1a.可知，各處理水稻干物質量隨著生育期的變化都在增加，且3次采樣各施氮處理干物質量均高于CK，但不同施氮量間又表現出差異。水稻生長前期，高施氮量處理T2 的干物質量高于低施氮量處理T7；但隨著水稻生育進程的延續，在第2次、第3次采樣時，T7處理的干物質量均高于T2。這說明高施氮量在水稻生長前期，有利于加快干物質的積累，但隨著生育期的延續，在水稻生育后期可能限制干物質的積累。

由圖1b.可知，水稻分蘗數隨著生長期的變化均呈現出先增加后減少的規律，且施氮處理在3次采樣中的分蘗數均顯著高于CK（P＜0.05），但不同施氮量處理間又表現出差異。第1次采樣時，T2處理的分蘗數最高；第2次、第3次采樣時，T7處理的分蘗數超過T2 處理，這可能是由于施氮量的增加易使水稻無效分蘗數增多，群體過大，后期分蘗死亡率高。

2.1.2 不同釋放期氮素分配比例對水稻各時期干物質量及分蘗數的影響

施氮量為165 kg/hm2時，不同釋放期氮素分配比例對水稻各時期干物質量及分蘗數的影響見圖2。

圖2 氮肥不同配施比例下水稻各時期干物質量及分蘗數變化

由圖2a.可知，3次采樣施氮處理干物質量均高于CK。第1次采樣時，T8 處理干物質量最高，處理T7次之，二者差異不顯著（P＞0.05），處理T6和T10的干物質量基本持平，T9處理的干物質量顯著低于上述4個處理；第2次采樣時，T7處理的干物質量最大，其次為T8 和T6 處理；第3 次采樣時，T7 處理的干物質量依然最高，其次為T8 和T10處理，但3者差異不顯著。這說明適當提高速效氮比例有利于前期水稻干物質的積累，同時，水稻在生育后期對氮素需求量降低，因此適當控制CRU90的施用比例，可以保證肥料中氮素的供應與水稻整個生育期對氮素的需求基本吻合。

由圖2b.可知，第1 次采樣時，T8 處理分蘗數最高，其次為T9處理，二者差異不顯著；第2次采樣時，T7 處理分蘗數最高，其次為T8 和T6 處理，3 個處理間差異不顯著；隨著水稻生育進程的延續，無效分蘗死亡，第3次采樣時，各處理分蘗數均低于第2 次采樣，但T7 處理分蘗數仍為各處理中最高，其次為T8和T10處理，三者差異不顯著。

2.2 不同施肥處理對水稻農學性狀及產量的影響

施用氮肥可以顯著提高水稻每穗粒數、有效穗數和產量，而對株高、谷草比和千粒質量的影響不顯著（見表2）。

表2 不同施肥處理對水稻農學性狀及產量的影響

施氮量為195 kg/hm2和165 kg/hm2的各處理中，水稻最高產量分別出現在T1 和T7 兩個處理，分別比CK增產53.76%、56.36%，但兩個處理間差異不顯著。同時，兩個施肥水平下，對水稻產量形成要素影響也不明顯，說明適當減少施氮量不會造成水稻減產。

在同一施氮水平下，不同釋放期氮素配施比例各處理間，產量形成要素差異均不顯著。在195 kg/hm2氮水平下，T3處理產量最低；在165 kg/hm2氮水平下，T9 處理產量最低；普通尿素比例為50%時（T1、T2、T6、T7），水稻產量較其他處理高，這是由于尿素能夠滿足水稻生長前期對速效養分的需求，后期隨著緩釋肥料中氮素的逐步釋放，保證了水稻整個生育期對養分的需求。

2.3 控釋氮肥不同配施比例對水稻氮含量及氮肥利用率的影響

各處理水稻籽粒氮含量均高于秸稈，秸稈氮含量最高和最低的處理分別為T7 和CK，二者相差3.04 mg/g，差異顯著；籽粒氮含量最高和最低的處理分別為T6和CK，各施氮處理間籽粒氮含量差異不顯著，但與CK差異顯著（見表3）。

表3 不同施肥處理對水稻氮含量及氮肥利用率的影響

施氮量為195 kg/hm2時，各處理氮肥表觀利用率和農學利用率平均為37.01%、13.43 kg/kg，其中T1處理最高，但與同一施氮水平下的其余處理差異不顯著；施氮量為165 kg/hm2時，氮肥表觀利用率和農學利用率平均為42.34%、16.84 kg/kg，其中，T7最高，其次為T6，二者差異不顯著（見表4）。

表4 不同施肥處理對水稻氮肥利用率的影響

2.4 控釋氮肥配施比例對水稻磷、鉀含量的影響

各處理水稻籽粒磷含量均高于秸稈（見表5），秸稈磷含量最高和最低的處理分別為T1和T9，二者差異顯著；籽粒w（磷）在2.23 ～3.41 mg/g。在施肥比例相同的各處理中，除T5 處理秸稈磷含量低于T10處理，T2處理籽粒磷含量低于T7處理外，施氮量為195 kg/hm2處理的秸稈磷含量和籽粒磷含量均高于相應的施氮量為165 kg/hm2的處理。這可能是由于在一定施氮范圍內，高施氮量可以促進水稻對磷的吸收，但當施氮量比較適宜時，也可以提高水稻對磷的吸收；而對于未施氮處理CK，其秸稈和籽粒磷含量均處于中等水平，這與氮素吸收能促進磷素的吸收相互矛盾，具體原因有待進一步研究。

總含磷量最高和最低的處理分別為T1 和CK，二者相差16.11 kg/hm2，差異顯著；施氮量為195 kg/hm2和165 kg/hm2各處理總含磷質量平均值分別為35.16、29.65 kg/hm2，在同一施氮水平下，尿素比例為50%時（T1、T2、T6、T7），總磷含量高于其他配施比例的處理，且在施氮量為165 kg/hm2的各處理中，T7 總磷含量最高，說明當施氮量一定時，m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3∶2時，對磷的吸收及積累有很好的促進作用。

表5 不同施肥處理對水稻磷含量及鉀含量的影響

各處理水稻秸稈鉀含量均遠高于籽粒，但各處理秸稈鉀含量、籽粒鉀含量以及總含鉀量差異均不顯著。秸稈鉀含量最高和最低的處理分別為CK 和T2，但CK 籽粒的鉀含量最低，說明施用氮肥能促進鉀向種子器官運輸。T7 處理籽粒鉀含量最高，說 明， 施 氮 量 為165 kg/hm2且m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3 ∶2 時，有利于鉀素向水稻籽粒轉移。

3 討論

3.1 施氮量對水稻生長及養分利用的影響

施氮可以顯著提高水稻有效分蘗數、干物質積累量和水稻產量［5］，且在一定范圍內，水稻產量隨著施氮量的增加而增加，但超出一定范圍后，增加施氮量，水稻產量不再增加，甚至會隨著施氮量增加而降低。適宜的施氮量可以提高肥料利用率、減少氮肥對環境的污染［6-7］。本研究中，施氮量為165 kg/hm2時最高產量為9 325.9 kg/hm2，施氮量為195 kg/hm2時最高產量為9 171.0 kg/hm2，兩者差異很小，兩者的氮肥表觀利用率和農學利用率分別為57.01%、20.37 kg/kg，45.54%和16.44 kg/kg。

氮素的吸收與磷、鉀素的吸收之間存在著密切的關系［8］。本研究中，施氮量為165 kg/hm2時，對磷、鉀的吸收及積累也有一定促進作用。

3.2 不同釋放期氮素分配比例對水稻生長及養分利用的影響

控釋肥料與速效肥料配施可以有效解決作物養分供應不足與養分流失之間的矛盾，適當比例的控釋氮肥與尿素配施能夠提高水稻籽粒氮素積累量，從而達到提高氮肥利用率的效果［2，9］。本研究中，在施氮水平相同的前提下，不同處理間產量差異不顯著，但表觀利用率差異較大，這可能是由于適宜的氮肥可以有效增加水稻籽粒的氮含量，從而提高了水稻對氮素的利用率。施氮量為165 kg/hm2時，控釋氮肥與普通尿素按m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3 ∶2配施時水稻的產量、氮肥表觀利用率、農學利用率最高，分別為9 325.9 kg/hm2、57.01%、20.37 kg/kg。說明不同釋放期氮素的配施比例，對水稻吸收氮素的影響較大，這可能與水稻對不同釋放期氮素的吸收機制不同有關，有待進一步研究。