施肥對稻田培肥及水稻浙優21產量的影響

李賽慧， 陳麗芬， 王會來， 馬嘉偉， 葉正錢*

(1.麗水市蓮都區土肥能源發展中心， 浙江 麗水 323000； 2.浙江農林大學 浙江省土壤污染生物修復重點實驗室， 浙江 杭州 311300)

化肥的應用能有效提高作物產量，保障糧食安全。據統計數據顯示，化肥對農作物產量的貢獻率為40%～60%[1]。中國化肥用量長期居于全球首位，化肥年消費數量占全球化肥總用量的1/3左右，且化肥施用強度高、利用效率低[2]。李艷等[3]研究表明，水稻的氮損失量隨著施氮量的增加呈線性增長的趨勢，稻田氨揮發也隨著氮肥施用的增加而加大。然而化肥的大量投入會引發一系列環境問題，如土壤酸化、土壤板結及水體富營養化等[4-5]，嚴重制約著農業綠色可持續發展。因此，探究化肥投入量、施用方式與作物產量的關系，提高化肥利用率仍是當前農業生產中關注的熱點。我國農業科研人員對水稻氮肥高效利用這一問題進行研究，針對氮肥用量、施肥方式、土壤類別和水稻種類各因素對水稻氮肥利用率影響開展研究，對我國農業生產起到了極大的促進作用[6-9]。

水稻是我國種植面積最大的糧食作物[10]。氮肥的過量施用以及不合理的施肥方式不僅容易導致水稻貪青，營養生長旺盛，結實率低，造成水稻低產，損害農民的經濟收入[11]，而且還易造成環境污染。氮肥過剩會造成水稻植株節間距離加長，后期倒伏風險增大。過量投入氮肥，增加生產成本，降低經濟效益[12]。針對我國稻田肥料施用量高、利用率低及水稻增產不明顯甚至減產等問題，有必要對稻田的施肥方式展開研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

田間試驗于2020年6—11月在麗水市蓮都區碧湖鎮進行，試驗田地理坐標28°06′N，119°32′E。屬中亞熱帶季風氣候類型，溫暖濕潤，雨量充沛，四季分明，具有明顯的山地立體氣候特征，年平均氣溫15 ℃，年降水量1 474 mm，年無霜期255 d，年日照時數1 783 h。試驗田地勢平坦，常年種植單季水稻。

供試水稻為當地主栽品種浙優21，經播種、穴盤育苗后人工插秧。供試土壤pH 4.98，有機質36.45 g·kg-1，堿解氮283.40 mg·kg-1，有效磷8.0 mg·kg-1，速效鉀179.9 mg·kg-1。供試肥料：氮肥為尿素(N 46%)，由靈谷化工集團有限公司生產;碳酸氫銨(N 17%)，由安徽華爾泰化工股份有限公司生產；磷肥為過磷酸鈣(P2O512%)，由浙江銘隆化工有限公司生產；鉀肥為氯化鉀(K2O 60%)，由中化化肥有限公司生產；復合肥為好樂耕緩釋肥(N 15%，P2O54%，K2O 6%)，由萬里神農有限公司生產；45%復合肥(N 15%，P2O515%，K2O 15%)，由安徽道爾化肥有限公司生產。

1.2 處理設計

試驗設4個處理：不施氮肥對照(CK)，基肥(6月5日)施過磷酸鈣281.3 kg·hm-2，氯化鉀67.5 kg·hm-2；常規施肥處理(CF)，基肥施碳酸氫銨375 kg·hm-2，追肥(6月12日)施尿素150 kg·hm-2，復合肥225 kg·hm-2；基肥改進處理(T1，基肥中20%碳酸氫銨以等氮量好樂耕替代)，基肥施碳酸氫銨300 kg·hm-2，好樂耕84 kg·hm-2，追肥施尿素216 kg·hm-2；追肥改進處理(T2，在T1處理的基礎上，追肥減量)，基肥施碳酸氫銨300 kg·hm-2，好樂耕84 kg·hm-2，追肥施尿素208.5 kg·hm-2。小區面積為83 m2，隨機區組排列，重復5次。

1.3 樣品采集、測定及分析

收獲期測定水稻產量，采集稻谷、秸稈和土壤樣品。

稻谷和秸稈樣品全氮測定采用靛酚藍比色法。

土壤樣品分析。pH采用水土比2.5∶1，pH計電位法測定；土壤堿解氮、有效磷、速效鉀分別采用堿解擴散法、Olsen法和醋酸銨浸提-火焰光度法測定；土壤有機質采用重鉻酸鉀外加熱法測定[13]。

數據用Excel 2016和SPSS Statistics 22.0進行統計分析，數據為5次重復的平均值。采用單因素方差分析(One-way ANOVA)、鄧肯新復極差法(Duncan’s)對數據進行顯著性分析和多重比較，顯著性水平設為P<0.05。利用Origin Pro 8.5進行作圖。

2 結果與分析

2.1 水稻產量

與不施氮肥對照(CK)相比，施用氮肥處理顯著提高水稻產量(圖1)，常規施肥、基肥改進和追肥改進處理水稻產量分別較不施氮肥對照增加40.7%、49.9%和38.3%。基肥改進處理氮素投入量比常規施肥處理少2%，但基肥改進處理產量顯著高于常規施肥處理，稻谷產量提高6.50%。在基肥改進的基礎上，減少追肥尿素的施用，追肥改進處理產量顯著低于基肥改進處理。追肥改進處理比常規施肥處理氮素投入量少2%，但兩者產量無顯著性差異。結果說明，適量施用緩釋肥并減少氮素投入能顯著提高水稻產量。

柱間無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖2 同。圖1 不同施肥處理對水稻產量的影響

2.2 氮肥利用率

圖2顯示，基肥改進處理氮肥利用率顯著高于常規施肥處理和追肥改進處理。基肥改進處理氮肥利用率為40.16%，是常規施肥處理氮肥利用率的1.21倍；追肥改進處理氮肥利用率為35.01%。

圖2 不同施肥處理對氮肥利用率的影響

2.3 土壤基本肥力性質

施肥處理對土壤基本肥力性質pH、有機質含量及有效養分含量都具有一定的影響(表1)，與不施氮肥對照相比，施用一定量氮肥能顯著提高水稻收獲期土壤pH。

表1 不同施肥處理對土壤養分含量的影響

施肥處理土壤有機質含量差異顯著，施用一定量氮肥土壤有機質含量顯著低于不施氮肥對照，可能與常規施肥、基肥改進和追肥改進處理水稻生長狀況良好有關，施用氮肥可促進水稻土有機質分解，促進植株生長發育。其中，不施氮肥對照土壤有機質含量較常規施肥、基肥改進和追肥改進處理分別提高39.8%、21.8%和6.2%，表明合理氮肥施用能顯著提高土壤有機質分解，促進植株吸收土壤養分。

土壤堿解氮含量決定土壤中植物可直接吸收利用的氮素含量，土壤堿解氮是水稻生長的重要影響因子之一。常規施肥、基肥改進處理土壤堿解氮含量顯著低于追肥改進處理和不施氮肥對照，說明常規施肥處理和基肥改進處理能促進水稻對氮素的吸收，符合基肥改進處理氮肥利用率高的特點。

常規施肥、追肥改進處理的土壤有效磷含量顯著高于不施氮肥對照和基肥改進處理。常規施肥處理土壤速效鉀含量顯著高于不施氮肥對照、基肥改進和追肥改進處理，分別提高4.44%、6.81%和6.81%。

3 討論

氮肥是影響水稻植株性狀和收獲產量的主要因素[14]。氮肥的施用可以顯著增加水稻產量[15]。氮肥施用可顯著提高水稻氮素吸收量，隨著氮肥施用量的增多，氮肥利用率會呈現先增加后下降的趨勢[16]。劉紅江等[17]研究發現，減少10%的氮肥施用量,使水稻產量增加1.9%。這與本次試驗基肥改進處理較常規施肥處理氮肥施用量降低2%、水稻稻谷產量提高6.50%相符。彭術等[18]研究發現，長期減施氮肥結合深施可以維持雙季稻的產量和稻田土壤肥力的穩定，顯著提高氮肥偏生產力。這與本次試驗基肥改進處理氮肥利用率顯著高于常規施肥相符。由于稻田長期大量施用氮肥，使得短期適量減氮并不會使作物減產[19-20]，甚至少量減少氮肥施用能夠提升水稻產量。蔣鵬等[21]研究發現，當減氮量為46%時，中等產量地塊(平均產量為8.54 t·hm-2)雜交中稻產量并不會顯著下降，且氮肥利用率顯著提高。這與本次試驗降低氮肥施用量提高了水稻氮肥利用率相近。

4 小結

試驗結果表明，基肥改進處理的氮肥施用量低于常規施肥處理，水稻產量顯著高于常規施肥處理，表明在氮素減量的情況下，合理的施肥方式同樣能保障水稻的氮素需求，提高水稻產量，增加經濟效益。適量減少氮肥投入，能夠提高浙優21水稻的氮肥利用率。本次試驗表明，基肥改進處理氮肥投入較常規施肥減少，氮肥利用率顯著提高。