緩控釋肥不同配比對水稻秀水33產量與氮肥利用率的影響

潘建清，李路菲，薛美琴

(長興縣農業技術推廣服務總站，浙江 長興 313100)

水稻是我國重要的糧食作物之一，提高水稻產量對于保證國家糧食安全至關重要[1]。施用氮肥是提高水稻產量與品質的重要技術之一[2]。然而，我國的氮肥平均利用率僅為28%，遠低于發達國家的60%[3]。過量及不合理的施用氮肥造成了許多生態環境問題，如溫室氣體的排放、土壤酸化、地表水富營養化、地下水硝酸鹽積累等[3-5]。傳統的水稻施肥技術為多次施肥，通常3～4次，導致勞動力成本投入較高，同時追施的肥料施于土壤表層易造成農業面源污染[5-6]。因此，在水稻生產中提供一種既可以提高肥料利用率、減少損失，同時又具有輕簡化特點的施肥技術是十分必要的[7-8]。

緩控釋肥作為一種新型肥料，能夠緩慢釋放養分，基本能與作物養分吸收同步，從而提高肥料利用率和作物產量[9]。張木等[5]研究發現，一次性施用緩控釋肥能在早稻和晚稻生產中實現。緩控釋肥一次性施用也可以滿足單季稻的養分需求[10]。有研究表明，緩控釋肥還可以減少氨揮發及溫室氣體排放[11-13]。但是，緩控釋肥成本較高，在大面積生產上推廣有一定難度。緩控釋肥與速效氮肥合理的配比是節約肥料成本，提高作物產量及氮肥利用率的重要方式之一。本研究通過大田試驗，研究緩控釋肥和普通尿素不同配比對水稻增產、氮素利用率等方面的影響，以期為緩控釋肥在水稻生產上的施用提供科學依據和數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2016—2017年在長興縣太湖街道進行。試驗田為湖松田，土壤質地為砂質壤土。土壤基礎地力：pH 5.8，有機質 37.6 g·kg-1，全氮 2.36 g·kg-1，堿解氮 213 mg·kg-1，速效磷 107 mg·kg-1，速效鉀 169 mg·kg-1。

供試緩釋氮肥(N 43%)由山東金正大生態工程有限公司提供；常規單質肥料為尿素(N 46%)，過磷酸鈣(P2O512%)，氯化鉀(K2O 60%)，均市售。供試水稻品種為秀水33，由嘉興市農業科學院提供。

1.2 處理設計

試驗共設置5個處理：處理1，對照(CK)，不施氮肥；處理2，常規施肥，施用常規單質肥料，施氮量為270 kg·hm-2；處理3，緩釋氮肥20%，施氮量為216 kg·hm-2；處理4，緩釋氮肥40%，施氮量為216 kg·hm-2；處理5，緩釋氮肥60%，施氮量為216 kg·hm-2。小區面積為40 m2(5 m×8 m)，隨機區組排列，重復3次。各個小區之間用寬度為30 cm的田埂隔開，田埂上包裹塑料薄膜。所有處理的磷和鉀肥用量相同，均為P2O560 kg·hm-2和K2O 90 kg·hm-2。對于常規施肥處理，氮肥(普通尿素)按基肥40%，分蘗肥30%，穗肥30%施用，對于3個緩控釋肥處理，緩釋氮肥與普通尿素按要求的比例混勻后作基肥一次施用。所有處理的磷鉀肥都作基肥一次施用。水稻整個生育期按照當地常規方式進行水分及病蟲害管理。

1.3 測定項目及方法

水稻成熟期進行植株采樣，每個小區隨機取6叢，裝入網袋中帶回實驗室進行養分分析測定。水稻植株樣人工脫粒分為籽粒和秸稈2個部分。樣品在75 ℃下烘至恒重，稱量。烘干樣品粉碎后測定全氮含量。采用濃硫酸-雙氧水消煮法測定[14]。

水稻收獲期進行考種，每個小區按照平均分蘗數選取6叢，測定水稻穗數、穗粒數、籽實率和千粒重。每個小區全部收割進行測產。

1.4 數據處理與分析

氮肥利用率相關計算公式如下[15]：氮肥收獲指數=水稻籽粒氮積累量/水稻植株總氮積累量×100%；氮肥表觀利用率=(施氮區水稻植株氮積累量-空白區水稻植株氮積累量)/施氮量×100%；氮肥農學效率=(施氮區水稻籽粒產量-對照區水稻籽粒產量)/施氮量；氮肥偏生產力=水稻籽粒產量/施氮量。

試驗數據采用Excel 2016處理，利用SPSS 22.0進行統計分析，采用LSD法進行差異顯著性分析(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 對水稻產量和產量構成因子的影響

表1顯示，與不施氮肥對照相比，施用氮肥顯著增加水稻的產量。而緩釋肥處理較常規施肥處理沒有顯著提高水稻產量。2016年緩釋氮肥40%處理的有效穗最高，且顯著高于對照，常規施肥和緩釋氮肥60%處理與緩釋氮肥20%處理間沒有顯著差異；各處理的每穗粒數為132～147粒；結實率常規施肥和緩釋氮肥20%處理顯著高于緩釋氮肥60%處理，但與對照和緩釋氮肥40%處理沒有顯著差異；各處理之間的千粒重沒有顯著差異。2017年水稻有效穗數施用氮肥的處理顯著高于對照，緩釋氮肥20%處理顯著高于常規施肥和緩釋氮肥40%處理，但與緩釋氮肥60%處理沒有顯著差異；各處理的每穗粒數為169～191粒，且各處理間沒有顯著差異；施用氮肥相較于對照沒有顯著影響水稻結實率；各處理的千粒重為25.0～25.3 g，緩釋氮肥20%處理顯著低于對照。

表1 不同施肥處理對水稻秀水33產量及產量構成要素的影響

2.2 對水稻氮含量和氮積累量的影響

從表2可以看出，與對照相比，施用氮肥提高了水稻籽粒和秸稈的氮含量。2016年籽粒氮含量各施氮處理的為13.1～13.8 g·kg-1，沒有顯著差異；秸稈氮含量緩釋氮肥40%和緩釋氮肥60%處理與常規施肥處理沒有顯著差異，但緩釋氮肥20%處理顯著低于常規施肥處理；籽粒氮積累量各施氮處理為90.1～98.4 kg·hm-2，顯著高于對照的65.0 kg·hm-2；秸稈氮積累量對照和緩釋氮肥20%處理顯著低于常規施肥和緩釋氮肥60%處理；各施氮處理之間的總氮積累量沒有顯著差異。2017籽粒氮含量緩釋氮肥20%處理比常規施肥處理顯著降低，而緩釋氮肥40%和緩釋氮肥60%處理與常規施肥處理之間均沒有顯著差異；秸稈氮含量緩釋肥處理的與常規施肥處理沒有顯著差異，但顯著高于對照；籽粒中氮積累量施氮處理的為100.9～115.9 kg·hm-2，且沒有顯著差異；對于秸稈中氮積累量和總積累量也是類似的情況。

2.3 對水稻氮肥利用率的影響

從表3可以看出，2016年水稻氮素收獲指數常規施肥和緩釋氮肥60%處理均顯著低于緩釋氮肥20%處理，而與對照和緩釋氮肥40%處理之間均沒有顯著差異；氮肥表觀利用率和氮肥農學效率，緩釋氮肥60%處理顯著高于常規施肥處理、緩釋氮肥20%和緩釋氮肥40%，常規施肥、緩釋氮肥20%和緩釋氮肥40%處理間差異不顯著；施用緩釋肥的3個處理比常規施肥處理顯著提高氮肥偏生產力。2017年對照和緩釋氮肥60%處理的氮素收獲指數顯著高于其他3個處理；氮肥表觀利用率緩釋氮肥20%處理顯著低于緩釋氮肥60%處理，但與常規施肥和緩釋氮肥40%處理間沒有顯著差異；氮肥農學效率3個施用緩釋肥的處理間沒有顯著差異，緩釋氮肥20%處理顯著高于常規施肥處理。3個緩釋肥處理的氮肥偏生產力為32.3～33.4 kg·kg-1，顯著高于常規施肥處理的26.7 kg·kg-1。

表2 不同施肥處理對水稻秀水33氮含量及氮積累量的影響

表3 不同施肥處理對水稻秀水33氮肥利用率的影響

3 小結與討論

緩控釋肥一次性施用，可以滿足水稻對養分的需求，同時還能節省人工投入，降低成本[10,16]。在本試驗中，緩控釋肥一次性施用可以維持水稻產量。前人的研究也表明，與常規施肥相比，緩控釋肥一次施用可以維持或者提高水稻產量[17]。Yang等[18]研究發現一次施用緩控釋肥可以提高水稻產量14%～27%。王強等[10]研究發現，緩控釋氮肥一次性施用比常規施肥可以增加分蘗數、有效穗及每穗實粒數等，從而提高了單季稻產量。這可能是因為緩釋肥中氮素的釋放與作物對氮素的需求基本吻合[17]。

氮素吸收利用與作物產量的形成有著密切的關系[19]。在長江下游單季稻生產上，施用緩控釋肥的水稻氮肥表觀利用率提高2%～20%[10]。Mi等[20]研究發現，緩控釋肥施用提高單季稻氮肥利用率13～21百分點。本試驗結果表明，緩釋氮肥60%處理的氮肥表觀利用率最高，其他比例的緩釋肥處理與常規施肥相近。這主要原因是緩釋氮肥60%處理的籽粒和秸稈氮含量相對較高。緩控釋肥配施一定比例速效氮肥既可以提高氮肥利用率，還能降低肥料成本與用工成本。

本試驗中幾種緩控釋肥的施肥模式均可以實現水稻穩產。緩控釋肥一次施用可以減少追肥勞動力成本，適合在勞動力缺乏、勞動力成本高的地區推廣使用。其中，緩控釋肥60%配施尿素40%是一種比較合理的施肥策略，它可以起到穩產及提高氮肥利用率的效果，適合大面積推廣應用。