水稻生產(chǎn)氮肥需要量與利用率試驗(yàn)研究

許暉,周忠清,文舉,徐正猛,史方春

(湖北省荊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧油作物研究所,湖北 荊州 434000)

氮、磷、鉀是水稻生長發(fā)育中所必需的三大營養(yǎng)元素,其中氮素對水稻生長發(fā)育的影響較大[1].為了明確我國不同水稻生態(tài)區(qū)主要水稻季節(jié)主栽水稻品種的氮肥需要量和利用效率,為國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究和水稻生產(chǎn)氮肥施用提供科學(xué)基礎(chǔ),為此,國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系荊州綜合試驗(yàn)站于2009年在江漢平原一季中稻區(qū)進(jìn)行了氮肥效應(yīng)試驗(yàn).

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)試驗(yàn)安排在江北農(nóng)場農(nóng)科所—荊州農(nóng)科院江北基地,試驗(yàn)田肥力均勻,排灌方便,土壤類型為潴育型水稻土,試驗(yàn)前土壤養(yǎng)分測試結(jié)果為:pH7.6,有機(jī)質(zhì)含量23.61 g/kg,堿解氮156.30 mg/kg,速效磷8.97 mg/kg,速效鉀152.16 mg/kg.

1.2供試材料供試水稻品種:揚(yáng)兩優(yōu)6號.供試肥料品種:氮肥為碳酸氫銨(N≥17%)作底肥、尿素(N≥46%)作追肥,磷肥為過磷酸鈣(P2O5≥14%),鉀肥為氯化鉀(K2O≥60%).

1.3試驗(yàn)處理4個(gè)氮水平處理:(1)不施氮肥(N0)；(2)當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮水平(N1),N1總施N量為10 kg純氮(每667 m2,全文同)；(3)比當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮水平提高30%的施氮水平(N2),N2總施N量為13 kg純氮；(4)比當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮水平降低30%的施氮水平(N3),N3總施N量為7 kg純氮.所有處理中,底肥、追肥各占總施N量的50%.

所有處理(包括不施氮肥處理)均按當(dāng)?shù)赜昧渴┯孟嗤瑪?shù)量的磷肥和鉀肥,每667 m2施P2O55.6 kg、K2O 9.0 kg.

1.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)按照1個(gè)試驗(yàn)品種,4個(gè)氮肥水平處理安排小區(qū),小區(qū)面積20 m2,隨機(jī)區(qū)組排列,4次重復(fù),共16個(gè)小區(qū),小區(qū)間筑田埂,并用薄膜包裹,避免串灌串排,試驗(yàn)田四周設(shè)1.5 m寬的保護(hù)行.

試驗(yàn)采用水育秧,秧齡32天移栽,每小區(qū)栽30行,每行15株,雙本,株行距為16.7 cm×27.8 cm.田間管理與大田生產(chǎn)相同,生長過程中同步進(jìn)行生育期、莖蘗動(dòng)態(tài)、植株生長量和含氮量的調(diào)查測定,其中含氮量用凱氏定氮法測定.水稻成熟后分小區(qū)考種、收割,曬干后記產(chǎn).

氮肥利用率=[(施氮肥區(qū)作物吸氮量-無氮區(qū)作物吸氮量)/(肥料含氮量×施氮量)]×100%[2].

1.5數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel和DPS3.01進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn).

2 結(jié)果與分析

2.1不同施氮水平處理對水稻主要生育性狀的影響從試驗(yàn)結(jié)果可知(見表1):在4個(gè)施氮水平處理中,N2處理全生育期最長,為132 d,N1處理全生育期為130 d,N0和N3處理全生育期均為129 d；同時(shí),N1、N2處理的始穗期比N0、N3處理的遲1 d.這說明不同氮肥水平處理對水稻生長發(fā)育進(jìn)程有一定的影響,在試驗(yàn)處理中,氮肥水平越高,水稻的生育進(jìn)程減緩,全生育期越長.

表1 水稻主要生育性狀 月/日

2.2不同施氮水平處理對水稻主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響從試驗(yàn)結(jié)果可知(見表2):在4個(gè)處理中,氮肥水平越高,水稻株高、有效穗數(shù)、穗長、千粒重、產(chǎn)量等均越大,經(jīng)方差分析表明,其中株高、穗長、千粒重,N2處理最大,N1、N3處理之間差異不顯著,N0處理最??；有效穗數(shù),4處理間差異均顯著；產(chǎn)量N0處理最小,N3處理其次,N1、N2處理間差異不顯著.在4個(gè)處理中,穗粒數(shù)為N1>N2>N3>N0,結(jié)實(shí)率則為N1>N3、N0>N2,說明N1處理的穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均最高,表明當(dāng)?shù)厣a(chǎn)施氮水平(N1)有一定的科學(xué)依據(jù),經(jīng)方差分析表明,穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率4處理間差異不顯著.

表2 水稻主要經(jīng)濟(jì)性狀

圖1 氮肥效應(yīng)圖

以水稻產(chǎn)量為因變量(Y),氮肥施用量為自變量(X),利用試驗(yàn)處理N0、N1、N2、N3的試驗(yàn)數(shù)據(jù),在Excel中作散點(diǎn)圖,添加趨勢線和顯示方程(見圖1),得到一元二次方程:

Y=-0.65X2+24.88X+443.1

(1)

式(1)中,Y、X分別表示水稻產(chǎn)量和純氮施用量,從圖1可以看出,不同施氮水平,水稻的產(chǎn)量有明顯差異.隨施氮量的增加,稻谷產(chǎn)量也明顯提高.根據(jù)方程計(jì)算,在不考慮其他環(huán)境因素變化的條件下,每667 m2純氮用量為19.14 kg時(shí),水稻產(chǎn)量最高.

2.3不同施氮水平處理對水稻植株生長量性狀的影響從試驗(yàn)結(jié)果可知(見表3):在4個(gè)處理中,成熟期植株、葉、莖干物質(zhì)重隨施氮量的增加而增大,且方差分析表明4處理間植株干物質(zhì)重差異顯著,說明水稻植株的全生長量是隨施氮量的增加而增大的,而成熟期植株穗的干物質(zhì)重總的趨勢是隨施氮量的增加而增大,但方差分析表明N1、N2 處理間穗的干物質(zhì)重差異不顯著,說明穗重與施氮量不是簡單的直線正相關(guān).

表3 水稻植株生長量性狀

移栽期干物質(zhì)重取秧田樣本測定值的平均值

2.4不同施氮水平處理對水稻植株含氮量和氮肥利用率的影響從試驗(yàn)結(jié)果可知(見圖2),4個(gè)處理中,成熟期葉、莖、植株的含氮量隨施氮量的增加而增大,穗的含氮量則先隨施氮量的增加而增大,后隨施氮量的進(jìn)一步增加而下降,同時(shí)方差分析表明4個(gè)處理莖、葉、穗的含氮率在不同施氮水平間的差異不顯著,說明植株含氮率可能主要由品種自身決定,與施氮量相關(guān)性不明顯,植株的含氮量的增加主要由植株生長干重的增加而導(dǎo)致的.

根據(jù)水稻植株干物質(zhì)重和含氮率試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算不同施氮水平處理中的氮肥利用率(見圖3),結(jié)果表明:所設(shè)處理中,N1處理氮肥利用率最高,為41.28%,N3處理氮肥利用率為31.33%,N2處理氮肥利用率為36.11%,說明隨施氮量的增加,水稻氮肥利用率逐漸升高,而隨施氮量的進(jìn)一步增加,水稻的氮肥利用率又逐漸下降,圖3表明當(dāng)?shù)厥┑?N1)的水稻氮肥利用率是比較高的.

圖2 不同施氮水平處理成熟期水稻植株含氮量

圖3 不同施氮水平處理的氮肥利用率

3 小結(jié)

施肥在水稻生產(chǎn)中起到十分重要的作用,合理施肥可以提高水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)[3].在與磷、鉀肥配施的情況下,氮肥施用量對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)值意義非常重要[4].從試驗(yàn)結(jié)果與分析中可以看出,每667 m2純氮施用量為10 kg時(shí),氮肥利用率較高,每667 m2純氮施用量在10～19.14 kg范圍內(nèi),多施可以適量提高水稻產(chǎn)量,但氮肥利用率可能下降,同時(shí)會(huì)增加病蟲害發(fā)生機(jī)率[5],增加了生產(chǎn)成本(見表4).

表4 不同施氮水平的經(jīng)濟(jì)效益比較(每667 m2)

生產(chǎn)成本計(jì)為:純氮4.31元/kg、P2O54.17元/kg、K2O 7元/kg、種子16元/kg、農(nóng)藥50元(每667 m2)、用工工價(jià)60元/d、旋耕及收割費(fèi)用等130元(每667 m2)、稻谷2.10元/kg.經(jīng)濟(jì)效益調(diào)查分析結(jié)果顯示:4處理中,N1的凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比最大,分別為482元(每667 m2)和1.60,即經(jīng)濟(jì)效益較高,因而,當(dāng)?shù)厥┑仕?N1)在目前土壤肥力條件下,能夠有效提高氮肥利用率,增加稻谷產(chǎn)量和產(chǎn)值.

水稻生長過程中,氣溫、日照、雨量、病蟲等也是影響水稻生長發(fā)育的重要因素[6].在研究肥料因素的同時(shí),也應(yīng)重視環(huán)境尤其是氣象因子對產(chǎn)量的影響.因此,我們在研究水稻氮肥需要量與利用率時(shí),要考慮到當(dāng)?shù)氐臍庀笠蛩?探討它們互作的發(fā)生規(guī)律,為水稻育種與栽培、品種布局與區(qū)劃提供可靠依據(jù).

參考文獻(xiàn):

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