水稻土壤養(yǎng)分釋放特性對施氮模式的響應

雋英華　宮亮　孫文濤等

摘要：從氮肥高效利用的角度出發(fā)，通過田間試驗研究了不同施氮模式作用下遼南地區(qū)的水稻土壤養(yǎng)分動態(tài)變化特征。結果表明：與對照相比，施氮明顯提高了耕層土壤的堿解氮含量，并且隨著施氮量增加，耕層土壤的堿解氮含量升高；有效磷含量在拔節(jié)期之前呈增加趨勢，而在拔節(jié)期之后則呈波浪形變化；速效鉀含量先增加后降低；隨著追氮次數(shù)的增加，土壤堿解氮和速效鉀含量均先增加后降低，有效磷含量則呈無規(guī)律性變化；隨著生育期推進，土壤堿解氮和速效鉀含量均降低，而有效磷含量則呈無規(guī)律性變化。與其他施氮模式相比，3次追肥的施氮模式能夠在整個生育期為水稻提供較充足的有效養(yǎng)分，滿足植株的生理需求。綜合考慮土壤的養(yǎng)分動態(tài)變化特性、產量性狀、產投比、氮肥農學效率等因素，初步篩選出3次追肥為遼南地區(qū)水稻生產中的高效施氮模式。

關鍵詞：養(yǎng)分釋放；施氮模式；高效施肥

中圖分類號： S158.2 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）07-0074-03

收稿日期：2013-10-08

基金項目：國家公益性行業(yè)（農業(yè)）專項（編號：20100314-4）；國家科技支撐計劃（編號：2013BAD05B07）；遼寧省重大科技攻關計劃（編號：2011201029）。

作者簡介：雋英華（1979—），男，山東莒南人，博士，副研究員，主要從事作物營養(yǎng)與土壤氮轉化的生物化學調控研究。Tel：（024）31028698；E-mail：juanyong_001@sohu.com。

通信作者：于濤。E-mail：13940000176@163.com。氮是農業(yè)生產中重要的養(yǎng)分限制因子，土壤氮損失嚴重、氮肥利用率低是制約我國發(fā)展高產、高效和優(yōu)質農業(yè)的重要因素之一[1]。由于水稻等禾本科植物自身不具備固氮能力，其生長發(fā)育所需的氮素主要依靠根系從土壤中吸收，但土壤中可利用的氮素又難以滿足其高產優(yōu)質的需要[2]，因而以施肥的方式補充土壤氮素是作物優(yōu)質、高產、穩(wěn)產的有效措施。但是長期過量施氮會造成土壤中氮素的大量贏余，從而降低氮肥的增產效率和利用率，并給生態(tài)環(huán)境帶來嚴重威脅[3]。目前世界各國都很重視提高氮肥利用率的研究[4-6]，并且研究發(fā)現(xiàn)，氮肥施用方式對氮肥利用率的影響較大[7]。不同施氮模式在農業(yè)生產中所起的作用存在差異，不同的養(yǎng)分釋放特性會造成土壤養(yǎng)分供應能力的變化，同時也會影響作物對養(yǎng)分的吸收。目前，關于施氮模式的研究大多集中在施肥期和施用量對作物產量及氮肥利用率的影響方面[8-10]，而在施氮模式作用下的水稻土壤養(yǎng)分供應能力方面鮮有報道。本試驗在遼南地區(qū)的水稻種植地中實施了不同的施氮模式，并研究了土壤養(yǎng)分的動態(tài)變化特性，以期為該地區(qū)水稻生產中的合理施氮和提高氮肥利用率提供數(shù)據支持。

1材料與方法

1.1試驗材料

水稻供試品種為港源4115雜交稻。試驗在遼寧省瓦房店市仙浴灣鎮(zhèn)進行，該地區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫9.3 ℃，無霜期165～185 d，年平均降水量580～750 mm。供試土壤為水稻土，耕層土壤（0～20 cm）的理化性質：有機質12.62 g/kg，全氮0.71 g/kg，有效磷（P2O5） 14.36 mg/kg，速效鉀（K2O）157.53 mg/kg，pH值8.30。

1.2試驗設計

2結果與分析

2.1不同施氮模式作用下的土壤養(yǎng)分變化行為

由圖1可見，土壤堿解氮含量的動態(tài)變化受施氮量和追氮次數(shù)的雙重制約，與不施氮相比，施氮明顯提高了整個生育期內土壤堿解氮含量，增加幅度為5.33%～73.62%。隨著施氮量增加，堿解氮含量顯著增加，說明通過增加氮肥用量可提高土壤堿解氮含量。隨著生育期推進，土壤堿解氮含量呈下降趨勢，以分蘗期含量最高，到乳熟期達到較低水平。在分蘗期，N210 3次追肥和N210 1次基施處理的土壤堿解氮含量分別為164.1、116.6 mg/kg，較不施氮處理分別增加48.24%、5.33%。隨著追氮次數(shù)增加，土壤堿解氮含量先增加后降低再增加，以3次追肥處理的最高，其變化范圍為121.3～1641 mg/kg。隨著追氮次數(shù)增加，土壤堿解氮含量下降幅度隨生育期的推進逐漸降低，以N210 1次追肥處理的下降幅度最大，到孕穗期下降了36.7%，其次為N210 2次追肥處理的20.0%和N210 3次追肥的13.5%。表明減少基肥施入量，適當增加追氮次數(shù)可以顯著提高生育后期土壤堿解氮含量。

由圖2可見，土壤有效磷含量的動態(tài)變化受施氮量和追氮次數(shù)的雙重制約，隨著施氮量增加，土壤有效磷含量在拔節(jié)期以前逐漸增加，而在拔節(jié)期以后呈波浪形變化?？傮w比較不同施氮水平下的土壤有效磷含量，以施氮量 255 kg/hm2 時土壤有效磷含量較高，且在整個生育期內均保持基本穩(wěn)定，僅到成熟期略有下降，表明適當提高氮肥施用量可顯著增加土壤有效磷含量。隨著生育期推進，對照、N210 1次追肥、N165 2次追肥和N210 2次追肥處理的土壤有效磷含量均呈雙峰曲線變化，峰值分別在拔節(jié)期和乳熟-成熟期；而N255 2次追肥、N210 3次追肥和N210 1次基施處理均逐漸降低。隨著追氮次數(shù)增加，土壤有效磷含量在分蘗期和孕穗期增加，在拔節(jié)期和成熟期先增加后降低，而在乳熟期則先降低后增加，表明單獨增加追氮次數(shù)對土壤有效磷含量影響呈無規(guī)律性變化。

由圖3可見，土壤速效鉀含量的動態(tài)變化受施氮量和追氮次數(shù)的雙重制約，隨著施氮量增加，土壤速效鉀含量先增加后降低，當施氮量為210 kg/hm2時達到最大；之后進一步增加施氮量，土壤速效鉀含量變化不大，甚至降低，表明適當增加氮肥用量可以提高水稻土壤速效鉀含量。隨著生育期推進，土壤速效鉀含量呈現(xiàn)先緩慢下降后迅速下降的變化趨勢，直至成熟期達到最小值。隨著追氮次數(shù)增加，土壤速效鉀含量先增加后減小，以2次追氮處理的土壤速效鉀含量最高，表明適當增加追肥次數(shù)可以有效提高土壤速效鉀含量。

2.2不同施氮模式作用下的水稻產量性狀及經濟效益

從表2可見，與對照相比，施氮處理明顯增加了水稻穗長、株高、穗粒數(shù)、 千粒重和籽粒產量。比較對照、N165二次追肥、N210二次追肥、N255二次追肥可知，隨著施氮量增加，水稻穗長、株高、穗粒數(shù)、千粒重及籽粒產量均有增加。在施氮量相同的情況下，基肥比例最高的N210 1次追肥處理，其千粒重高于N210 2次追肥處理，說明水稻千粒重隨基肥比例提高而增加。N210 3次追肥處理的株高、穗長、千粒重及籽粒產量均明顯高于其他大部分處理，說明提高中后期施氮比例有助于改善水稻產量性狀及提高產量。從產投比和氮肥農學效率的角度看，以N210 3次追肥處理的最高，其次為N210 1次基施處理。這是因為，常規(guī)的施肥方法（基肥、分蘗肥、穗肥）由于前期施肥量較大，在滿足水稻對養(yǎng)分需求的同時也引起了氮素的大量損失，而在生育后期不能提供給水稻充足的養(yǎng)分，限制了籽粒的形成與累積；1次基施施氮方法由于氮肥的深施而減輕了外界因素的不利影響，降低了氮肥損失，延長了對水稻養(yǎng)分的持續(xù)供給能力；3次追肥施氮方法（分蘗肥、穗肥、粒肥）由于增加了追肥次數(shù)，同樣也滿足了水稻生長發(fā)育對養(yǎng)分氮的需求。

3結論

研究表明，施氮量只對水稻不同生育期的土壤養(yǎng)分含量有影響，而施氮模式則對土壤養(yǎng)分的變化趨勢影響較大。土壤養(yǎng)分的動態(tài)特性是土壤、肥料、植株、環(huán)境等多因子綜合作用的結果。隨著施氮量增加，土壤堿解氮含量增加；有效磷含量在拔節(jié)期以前增加，而在拔節(jié)期以后則呈波浪形變化；速效鉀含量先增加后降低。隨著追氮次數(shù)增加，土壤堿解氮和速效鉀含量均先增加后降低，而有效磷含量則呈無規(guī)律性變化。隨著生育期推進，土壤堿解氮和速效鉀含量總體均呈降低趨勢，而有效磷含量則呈無規(guī)律性變化。綜合考慮土壤養(yǎng)分動態(tài)特征、產量性狀、產投比、氮肥農學效率等因素，初步證實3次追肥（基肥、分蘗肥、穗肥、粒肥）的施氮方法優(yōu)勢較大。

參考文獻：

[1]劉益仁，李想，郁潔，等. 有機無機肥配施提高麥-稻輪作系統(tǒng)中水稻氮肥利用率的機制[J]. 應用生態(tài)學報，2012，23（1）：81-86.

[2]王林學，楊義，劉幫銀，等. 施氮量對玉米植株硝態(tài)氮含量及產量的影響[J]. 安徽農業(yè)科學，2008，36（15）：6404-6406，6468.

[3]Roelck M，Han Y，Schleef K H，et al.. Recent trends and recommendations for Nitrogen fertilization in intensive agriculture in eastern China[J]. Pedosphere，2004，14（4）：449-460.

[4]朱兆良. 農田中氮肥的損失與對策[J]. 土壤與環(huán)境，2000，9（1）：1-6.

[5]Dobermann A，Witt C，Dawe D，et al. Site-specific nutrient management for intensive rice cropping systems in Asia[J]. Field Crops Research，2002，74（1）：37-66.

[6]Peng S B，Huang J L，Zhong X H，et al.. Challenge and opportunity in improving fertilizer-nitrogen use efficiency of irrigated rice in China[J]. Agricultural Sciences in China，2002，1（7）：776-785.

[7]盧樹昌，臧鳳燕，劉惠芬，等. 不同施氮方式對夏玉米生長性狀及氮肥利用率的影響[J]. 天津農學院學報，2002，9（1）：18-21.

[8]楊玉畫，褚清河，杜慧玲. 施肥比例及施肥量對玉米吸肥的影響及增產機理[J]. 山西農業(yè)科學，2004，32（4）：33-36.

[9]劉迎雪，李文華，李彩鳳，等. 不同施氮模式對玉米產量和質量的影響[J]. 玉米科學，2007，15（2）：117-119，126.

[10]陳祥，同延安，楊倩. 氮磷鉀平衡施肥對夏玉米產量及養(yǎng)分吸收和累積的影響[J]. 中國土壤與肥料，2008（6）：19-22.

[11]魯如坤. 土壤農業(yè)化學分析方法[M]. 北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2000：194-195.

[12]呂麗華，陶洪斌，王璞，等. 施氮量對夏玉米碳、氮代謝和氮利用效率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2008，14（4）：630-637.

2.2不同施氮模式作用下的水稻產量性狀及經濟效益

從表2可見，與對照相比，施氮處理明顯增加了水稻穗長、株高、穗粒數(shù)、 千粒重和籽粒產量。比較對照、N165二次追肥、N210二次追肥、N255二次追肥可知，隨著施氮量增加，水稻穗長、株高、穗粒數(shù)、千粒重及籽粒產量均有增加。在施氮量相同的情況下，基肥比例最高的N210 1次追肥處理，其千粒重高于N210 2次追肥處理，說明水稻千粒重隨基肥比例提高而增加。N210 3次追肥處理的株高、穗長、千粒重及籽粒產量均明顯高于其他大部分處理，說明提高中后期施氮比例有助于改善水稻產量性狀及提高產量。從產投比和氮肥農學效率的角度看，以N210 3次追肥處理的最高，其次為N210 1次基施處理。這是因為，常規(guī)的施肥方法（基肥、分蘗肥、穗肥）由于前期施肥量較大，在滿足水稻對養(yǎng)分需求的同時也引起了氮素的大量損失，而在生育后期不能提供給水稻充足的養(yǎng)分，限制了籽粒的形成與累積；1次基施施氮方法由于氮肥的深施而減輕了外界因素的不利影響，降低了氮肥損失，延長了對水稻養(yǎng)分的持續(xù)供給能力；3次追肥施氮方法（分蘗肥、穗肥、粒肥）由于增加了追肥次數(shù)，同樣也滿足了水稻生長發(fā)育對養(yǎng)分氮的需求。

3結論

研究表明，施氮量只對水稻不同生育期的土壤養(yǎng)分含量有影響，而施氮模式則對土壤養(yǎng)分的變化趨勢影響較大。土壤養(yǎng)分的動態(tài)特性是土壤、肥料、植株、環(huán)境等多因子綜合作用的結果。隨著施氮量增加，土壤堿解氮含量增加；有效磷含量在拔節(jié)期以前增加，而在拔節(jié)期以后則呈波浪形變化；速效鉀含量先增加后降低。隨著追氮次數(shù)增加，土壤堿解氮和速效鉀含量均先增加后降低，而有效磷含量則呈無規(guī)律性變化。隨著生育期推進，土壤堿解氮和速效鉀含量總體均呈降低趨勢，而有效磷含量則呈無規(guī)律性變化。綜合考慮土壤養(yǎng)分動態(tài)特征、產量性狀、產投比、氮肥農學效率等因素，初步證實3次追肥（基肥、分蘗肥、穗肥、粒肥）的施氮方法優(yōu)勢較大。

參考文獻：

[1]劉益仁，李想，郁潔，等. 有機無機肥配施提高麥-稻輪作系統(tǒng)中水稻氮肥利用率的機制[J]. 應用生態(tài)學報，2012，23（1）：81-86.

[2]王林學，楊義，劉幫銀，等. 施氮量對玉米植株硝態(tài)氮含量及產量的影響[J]. 安徽農業(yè)科學，2008，36（15）：6404-6406，6468.

[3]Roelck M，Han Y，Schleef K H，et al.. Recent trends and recommendations for Nitrogen fertilization in intensive agriculture in eastern China[J]. Pedosphere，2004，14（4）：449-460.

[4]朱兆良. 農田中氮肥的損失與對策[J]. 土壤與環(huán)境，2000，9（1）：1-6.

[5]Dobermann A，Witt C，Dawe D，et al. Site-specific nutrient management for intensive rice cropping systems in Asia[J]. Field Crops Research，2002，74（1）：37-66.

[6]Peng S B，Huang J L，Zhong X H，et al.. Challenge and opportunity in improving fertilizer-nitrogen use efficiency of irrigated rice in China[J]. Agricultural Sciences in China，2002，1（7）：776-785.

[7]盧樹昌，臧鳳燕，劉惠芬，等. 不同施氮方式對夏玉米生長性狀及氮肥利用率的影響[J]. 天津農學院學報，2002，9（1）：18-21.

[8]楊玉畫，褚清河，杜慧玲. 施肥比例及施肥量對玉米吸肥的影響及增產機理[J]. 山西農業(yè)科學，2004，32（4）：33-36.

[9]劉迎雪，李文華，李彩鳳，等. 不同施氮模式對玉米產量和質量的影響[J]. 玉米科學，2007，15（2）：117-119，126.

[10]陳祥，同延安，楊倩. 氮磷鉀平衡施肥對夏玉米產量及養(yǎng)分吸收和累積的影響[J]. 中國土壤與肥料，2008（6）：19-22.

[11]魯如坤. 土壤農業(yè)化學分析方法[M]. 北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2000：194-195.

[12]呂麗華，陶洪斌，王璞，等. 施氮量對夏玉米碳、氮代謝和氮利用效率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2008，14（4）：630-637.

2.2不同施氮模式作用下的水稻產量性狀及經濟效益

從表2可見，與對照相比，施氮處理明顯增加了水稻穗長、株高、穗粒數(shù)、 千粒重和籽粒產量。比較對照、N165二次追肥、N210二次追肥、N255二次追肥可知，隨著施氮量增加，水稻穗長、株高、穗粒數(shù)、千粒重及籽粒產量均有增加。在施氮量相同的情況下，基肥比例最高的N210 1次追肥處理，其千粒重高于N210 2次追肥處理，說明水稻千粒重隨基肥比例提高而增加。N210 3次追肥處理的株高、穗長、千粒重及籽粒產量均明顯高于其他大部分處理，說明提高中后期施氮比例有助于改善水稻產量性狀及提高產量。從產投比和氮肥農學效率的角度看，以N210 3次追肥處理的最高，其次為N210 1次基施處理。這是因為，常規(guī)的施肥方法（基肥、分蘗肥、穗肥）由于前期施肥量較大，在滿足水稻對養(yǎng)分需求的同時也引起了氮素的大量損失，而在生育后期不能提供給水稻充足的養(yǎng)分，限制了籽粒的形成與累積；1次基施施氮方法由于氮肥的深施而減輕了外界因素的不利影響，降低了氮肥損失，延長了對水稻養(yǎng)分的持續(xù)供給能力；3次追肥施氮方法（分蘗肥、穗肥、粒肥）由于增加了追肥次數(shù)，同樣也滿足了水稻生長發(fā)育對養(yǎng)分氮的需求。

3結論

研究表明，施氮量只對水稻不同生育期的土壤養(yǎng)分含量有影響，而施氮模式則對土壤養(yǎng)分的變化趨勢影響較大。土壤養(yǎng)分的動態(tài)特性是土壤、肥料、植株、環(huán)境等多因子綜合作用的結果。隨著施氮量增加，土壤堿解氮含量增加；有效磷含量在拔節(jié)期以前增加，而在拔節(jié)期以后則呈波浪形變化；速效鉀含量先增加后降低。隨著追氮次數(shù)增加，土壤堿解氮和速效鉀含量均先增加后降低，而有效磷含量則呈無規(guī)律性變化。隨著生育期推進，土壤堿解氮和速效鉀含量總體均呈降低趨勢，而有效磷含量則呈無規(guī)律性變化。綜合考慮土壤養(yǎng)分動態(tài)特征、產量性狀、產投比、氮肥農學效率等因素，初步證實3次追肥（基肥、分蘗肥、穗肥、粒肥）的施氮方法優(yōu)勢較大。

參考文獻：

[1]劉益仁，李想，郁潔，等. 有機無機肥配施提高麥-稻輪作系統(tǒng)中水稻氮肥利用率的機制[J]. 應用生態(tài)學報，2012，23（1）：81-86.

[2]王林學，楊義，劉幫銀，等. 施氮量對玉米植株硝態(tài)氮含量及產量的影響[J]. 安徽農業(yè)科學，2008，36（15）：6404-6406，6468.

[3]Roelck M，Han Y，Schleef K H，et al.. Recent trends and recommendations for Nitrogen fertilization in intensive agriculture in eastern China[J]. Pedosphere，2004，14（4）：449-460.

[4]朱兆良. 農田中氮肥的損失與對策[J]. 土壤與環(huán)境，2000，9（1）：1-6.

[5]Dobermann A，Witt C，Dawe D，et al. Site-specific nutrient management for intensive rice cropping systems in Asia[J]. Field Crops Research，2002，74（1）：37-66.

[6]Peng S B，Huang J L，Zhong X H，et al.. Challenge and opportunity in improving fertilizer-nitrogen use efficiency of irrigated rice in China[J]. Agricultural Sciences in China，2002，1（7）：776-785.

[7]盧樹昌，臧鳳燕，劉惠芬，等. 不同施氮方式對夏玉米生長性狀及氮肥利用率的影響[J]. 天津農學院學報，2002，9（1）：18-21.

[8]楊玉畫，褚清河，杜慧玲. 施肥比例及施肥量對玉米吸肥的影響及增產機理[J]. 山西農業(yè)科學，2004，32（4）：33-36.

[9]劉迎雪，李文華，李彩鳳，等. 不同施氮模式對玉米產量和質量的影響[J]. 玉米科學，2007，15（2）：117-119，126.

[10]陳祥，同延安，楊倩. 氮磷鉀平衡施肥對夏玉米產量及養(yǎng)分吸收和累積的影響[J]. 中國土壤與肥料，2008（6）：19-22.

[11]魯如坤. 土壤農業(yè)化學分析方法[M]. 北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2000：194-195.

[12]呂麗華，陶洪斌，王璞，等. 施氮量對夏玉米碳、氮代謝和氮利用效率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2008，14（4）：630-637.