緩/控釋肥對雙季稻產(chǎn)量、氮素吸收和平衡的影響①

侯紅乾，冀建華，劉益仁，黃永蘭，馮兆濱，劉秀梅，胡兆平，韋禮和，王子君

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緩/控釋肥對雙季稻產(chǎn)量、氮素吸收和平衡的影響①

侯紅乾1, 2, 3，冀建華1, 2, 3，劉益仁1, 2, 3，黃永蘭4，馮兆濱1, 2, 3，劉秀梅1, 2, 3*，胡兆平5，韋禮和6，王子君1, 2, 3

(1江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，南昌 330200；2國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心，南昌 330200；3農(nóng)業(yè)部長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實驗室，南昌 330200；4江西省超級水稻研究發(fā)展中心，南昌 330200；5金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司，山東臨沭 276700；6吉安市畜禽良種場，江西吉安 343000)

在江西省雙季稻區(qū)連續(xù)2年設(shè)置大田定位試驗，設(shè)置不施氮(CK)、分次優(yōu)化施肥(OPT)、一次性基施緩/控釋肥(100CRF)和一次性基施80% 緩/控釋肥(80CRF)4個施肥處理，研究施用緩/控釋肥對雙季稻產(chǎn)量、氮素吸收與利用、土壤礦質(zhì)氮累積以及系統(tǒng)氮素平衡的影響。結(jié)果表明：與OPT處理相比，100CRF、80CRF處理2年4季水稻產(chǎn)量均無顯著差異，但100CRF處理水稻吸氮量顯著提高(<0.05)，在2013年早晚稻分別提升32.58%(<0.05)和15.41%(<0.05)，80CRF處理與OPT處理無顯著差異。施用緩/控釋肥與分次優(yōu)化施肥比較，能提高早晚稻氮肥表觀利用率、氮肥表觀殘留率，降低土壤氮素?fù)p失率。在雙季稻連作體系，土壤中礦質(zhì)氮含量在同生育期均表現(xiàn)為早稻高于晚稻，100CRF、80CRF處理與OPT處理在分蘗期、抽穗期、成熟期均無顯著差異，但土壤NO– 3-N在晚稻成熟期100CRF處理顯著高于OPT處理(<0.05)。2年平均100CRF和80CRF處理氮損失量比OPT處理分別減少65.34 kg/hm2(33.08%)和90.64 kg/hm2(45.89%)。氮盈余量分別減少51.63 kg/hm2(29.41%)和85.13 kg/hm2(48.49%)。因此緩/控釋肥施用可促進(jìn)雙季稻獲得高產(chǎn)，增加植株氮素吸收，維持了較高的土壤氮素水平并減少氮素?fù)p失，當(dāng)前生產(chǎn)條件下，緩/控釋肥減量20%，雙季水稻在維持高產(chǎn)的同時氮肥利用率最高，氮素?fù)p失最低，是一種較為合適的施肥方式。

雙季稻；緩/控釋肥；產(chǎn)量；氮素吸收；氮素平衡

氮肥的施用在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，但近年來隨著氮肥施用量迅速增加，氮肥增產(chǎn)效應(yīng)呈遞減趨勢，氮肥當(dāng)季利用率偏低、損失率偏高、環(huán)境風(fēng)險增加等問題日益凸顯[1-2]。如何在提高作物產(chǎn)量的同時，有效減少氮肥對環(huán)境的負(fù)面作用，已經(jīng)成為現(xiàn)在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的重大課題?？蒯尩誓苡行Ы鉀Q這一問題，控釋氮肥具有養(yǎng)分釋放與作物吸收同步的優(yōu)點(diǎn)，一般認(rèn)為，緩/控釋肥比速效氮肥利用率提高10% ~ 30%，比傳統(tǒng)速效肥料可減少用量10% ~ 40%，且能實現(xiàn)全生育期一次性施肥[3-6]。因而，緩/控釋肥的研究與應(yīng)用對實現(xiàn)2020年農(nóng)用化肥的“零增長”目標(biāo)，推動資源節(jié)約型和環(huán)境友好型綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

已有結(jié)果表明，緩/控釋肥能改善作物生長發(fā)育，提高水稻、小麥、玉米和花生等作物產(chǎn)量[7-12]。關(guān)于緩/控釋肥種類、配施方式、摻混比例及管理措施對作物氮素吸收利用、肥料氮的釋放、土壤氮素殘留等方面有大量的研究[13-16]。目前在稻田針對緩/控釋肥的研究主要集中在水稻產(chǎn)量提升、肥料氮養(yǎng)分釋放和養(yǎng)分利用率提升方面，且多以一年試驗結(jié)果為主，由于緩/控釋肥肥效較長，可能在后季作物中進(jìn)一步發(fā)揮，殘留在土壤中氮素，未被當(dāng)季作物吸收利用，這部分殘留氮對后季作物仍是有效的，因此有必要研究施用緩/控釋肥在雙季稻田多年連作體系，水稻產(chǎn)量、氮素吸收、土壤-作物系統(tǒng)氮素平衡特征。以期準(zhǔn)確評價稻田應(yīng)用緩/控釋肥土壤氮素狀況及環(huán)境影響。

本研究以南方雙季水稻體系為研究對象，選用具有代表性水稻專用緩/控釋配方肥。連續(xù)2年4季作物定位研究了全量及減量施用緩/控釋肥條件下，早、晚稻的產(chǎn)量效應(yīng)、氮素吸收利用情況、土壤殘留氮素的動態(tài)變化及整個系統(tǒng)氮素平衡狀況，為南方雙季稻區(qū)緩/控釋肥的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

于2012—2013年連續(xù)2年在江西省南昌縣岡上鎮(zhèn)進(jìn)行定位試驗(28°25′N，115°51′E)，土壤類型為第四紀(jì)紅壤發(fā)育的潴育性水稻土，該區(qū)域地處中亞熱帶，年平均氣溫17.5 ℃，≥10 ℃積溫5 400 ℃，年降雨量1 600 mm，年蒸發(fā)量1 800 mm，無霜期約280 d。溫、光、熱資源豐富，適宜大多數(shù)農(nóng)作物生長。水稻移栽前土壤有機(jī)質(zhì)為32.52 g/kg、全氮為1.89 g/kg、堿解氮為135.6 mg/kg、有效磷為35.8 mg/kg、速效鉀為94.14 mg/kg、pH為6.20。

1.2 供試品種

早稻品種為佳優(yōu)98，于4 月中旬拋秧, 密度為43.4 萬兜/hm2，7 月上旬收獲，全生育期 110 d左右。晚稻品種為101，于7 月中旬移栽, 密度為18 萬兜/hm2，10 月中下旬收獲，全生育期120 d左右。

1.3 試驗設(shè)計

早晚稻大田試驗設(shè)4個處理，分別為：①不施氮肥(CK)；②優(yōu)化分次施肥(OPT)；③一次性基施緩/控釋肥(100CRF)；④一次性基施80% 緩/控釋肥(80CRF)。其中處理2、3等養(yǎng)分設(shè)計，小區(qū)面積30 m2，區(qū)組隨機(jī)排列，重復(fù)3 次，共12 個小區(qū)。

早稻以每公頃施純N 157.5 kg、P2O575 kg、K2O 135 kg為基礎(chǔ)。晚稻以每公頃施純N 180 kg、P2O554 kg、K2O 171 kg為基礎(chǔ)。推薦施肥，氮肥用尿素(N，46.30%)，磷肥用鈣鎂磷肥(P2O5，12%)，鉀肥用氯化鉀(K2O，60%)，早晚稻施肥方法，氮、鉀肥料基肥︰分蘗肥︰穗肥為50%︰25%︰25%，磷肥全部基施；試驗用緩/控釋肥由金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)，早稻緩/控釋肥(N-P2O5-K2O含量為21-10-14)，晚稻緩/控釋肥(N-P2O5-K2O配方為20-6-19) 均一次性施用，緩/控釋肥氮素由包膜尿素提供，磷、鉀分別由磷酸一銨、氯化鉀提供，控釋尿素養(yǎng)分釋放期80 d，緩/控釋肥用量以O(shè)PT處理中氮肥為標(biāo)準(zhǔn)，養(yǎng)分不足部分用氯化鉀補(bǔ)充，詳細(xì)施肥量及施肥方法見表1。

在早、晚稻生長期間，田面灌溉水保持在5 ~ 8 cm，水稻收獲10 d排水，冬季休閑，不進(jìn)行灌溉和栽培作物。小區(qū)間用田埂分隔開，單獨(dú)設(shè)立排灌水溝，各小區(qū)均采用最優(yōu)的水分調(diào)控技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)管理，除肥料處理外的其他田間管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的大田管理相同。

表1 各處理施肥量和施肥方式

注： CK、OPT、100CRF和80CRF分別表示不施氮肥、優(yōu)化施肥、施用緩/控釋肥和80% 用量緩/控釋肥處理，下同。磷肥全部基施。

1.4 項目測定及方法

2012 年試驗田施基肥前取 0 ~ 20 cm 耕層土壤，按常規(guī)法測定土壤基本理化性質(zhì)[17]。2012—2013年每年分別在早晚稻分蘗期、抽穗期在每小區(qū)選擇 5 個位點(diǎn)，采用土鉆取0 ~ 20 cm新鮮土樣，在水稻成熟期分別取0 ~ 20、20 ~ 40 cm土樣，土壤等層混合后，放入冰盒迅速帶回實驗室。新鮮土樣過5 目篩后，采用2 mol/L的KCl溶液進(jìn)行振蕩浸提，采用流動分析儀同時測定土壤NO– 3-N和NH4+-N含量。

水稻收獲后分小區(qū)單打、單收，以風(fēng)干重記產(chǎn)，水稻實際產(chǎn)量用烘干法折算。并在每小區(qū)取代表性植株 5 株，分秸稈和籽粒兩部分稱取干重后粉碎，采用 H2O2-H2SO4消煮，用凱氏定氮儀測定秸稈和籽粒的含氮量。

1.5 計算公式[16,18-19]

土壤氮素凈礦化量 (kg/hm2) = 不施氮處理作物吸氮量+不施氮處理土壤礦質(zhì)氮累積量–不施氮處理土壤起始礦質(zhì)氮累積量；

土壤氮素表觀損失量 (kg/hm2) = 施氮量+土壤起始礦質(zhì)氮累積量+土壤氮素凈礦化量–作物攜出量–收獲后土壤殘留礦質(zhì)氮累積量；

氮素收獲指數(shù)= 籽粒吸氮量/植株總吸氮量；

氮肥表觀利用率(%) = (施氮區(qū)植株總吸氮量–空白區(qū)植株總吸氮量)/施氮量×100；

氮肥表觀殘留率(%) = (施氮區(qū)土壤礦質(zhì)氮?dú)埩袅卡C無氮區(qū)土壤礦質(zhì)氮?dú)埩袅? /施氮量×100；

氮肥表觀損失率(%) = 100%–氮肥表觀利用率–氮肥表觀殘留率。

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理及作圖使用Sigmaplot完成。數(shù)據(jù)分析使用DPS7.05統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，多重比較采用Duncan 新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用緩/控釋肥對水稻產(chǎn)量和氮素吸收的影響

由表2可知，連續(xù)2 年施用緩/控釋肥早晚稻產(chǎn)量變化規(guī)律相似，所有施肥處理產(chǎn)量均顯著高于CK(不施氮)(<0.05)，但各施氮肥處理間無顯著差異；2年產(chǎn)量平均以80CRF處理最高，比CK增產(chǎn)25.32%(<0.05)。所有施氮處理生物量均顯著高于CK (0.05)；各施氮肥處理間在2013年早稻以100CRF處理生物量最高，顯著高于OPT處理(<0.05)，其余季節(jié)施氮肥處理間無顯著差異；2年生物量平均以100CRF處理最高，比CK增產(chǎn)27.7% (<0.05)，100CRF與80CRF處理間生物量無顯著差異。所有施氮肥處理吸氮量顯著高于CK(<0.05)，施氮肥處理間也存在顯著差異，其中100CRF處理與OPT處理，在2013年早晚稻均達(dá)到顯著差異水平(<0.05)，分別提高32.58% 和15.41%。100CRF吸氮量高于80CRF處理，在2012年晚稻達(dá)到顯著差異水平(<0.05)，提高了14.89%，80CRF與OPT之間無顯著差異。氮的收獲指數(shù)除2012年早稻以外，施氮處理間以80CRF處理最高，在2012年晚稻顯著高于OPT、100CRF處理。

綜上，施用緩/控釋肥與優(yōu)化分次施肥處理間產(chǎn)量相當(dāng)；全量施用緩/控釋肥比優(yōu)化分次施肥能提高水稻生物量和吸氮量；減量20% 施用緩/控釋吸氮量與優(yōu)化施肥水稻生物量和吸氮量相當(dāng)，但能提高氮的收獲指數(shù)。

表2 應(yīng)用緩/控釋氮肥對2012年和2013年雙季稻產(chǎn)量、地上部生物量和氮素吸收量的影響

注 ：相同年份同一列數(shù)值后小寫字母不同表示處理間達(dá)到顯著差異(<0.05)，下同。

2.2 施用緩/控釋肥對水稻氮素利用及土壤氮素殘留、損失的影響

由表3可知，施氮極顯著影響早晚稻氮肥表觀利用率、殘留率和損失率。施緩/控釋肥處理氮肥表觀利用率最高，顯著高于OPT處理(<0.05)；第一年早稻，80CRF顯著高于100CRF處理(<0.05)，其余季節(jié)兩個施用緩/控釋肥處理之間無顯著差異，原因是80CRF雖然施氮量低，但籽粒秸稈氮含量、吸氮量均較低。100CRF處理比OPT顯著提高土壤氮素表觀殘留率，兩年早晚稻均達(dá)到顯著差異(<0.05)；80CRF與100CRF處理之間無顯著差異。100CRF處理、80CRF處理比OPT處理均顯著降低土壤氮素的損失率，兩年早晚稻均達(dá)到顯著差異(<0.05)；80CRF處理損失率最低，在2012年早稻中顯著低于100CRF處理(<0.05)。

綜上，施用緩/控釋肥與分次優(yōu)化施肥比較，能提高早晚稻氮肥表觀利用率，提高氮肥表觀殘留率，降低土壤氮素?fù)p失率。通過緩/控釋肥減量20% 施用，氮肥表觀利用率2年平均最高，氮肥表觀損失率最低，氮肥表觀殘留率維持在較高的水平。

2.3 施用緩/控釋肥對雙季稻田土壤礦質(zhì)氮動態(tài)變化的影響

施氮肥處理對土壤NH4+-N動態(tài)變化有顯著影響(圖1)，在早稻季施肥處理NH4+-N濃度要高于CK處理，在分蘗期達(dá)到顯著差異(<0.05)，在抽穗期和成熟期無顯著差異。OPT處理在分蘗期和抽穗期均最高，而100CRF在成熟期最高，施肥處理之間無顯著差異。在晚稻季變化趨勢與早稻相同，但同期的濃度下降。

表3 應(yīng)用緩/控釋肥對水稻氮素利用、殘留、損失率的影響

圖1 雙季稻體系0 ~ 20 cm土壤NH4+-N動態(tài)變化

土壤NO– 3-N在早晚稻變化規(guī)律相同(圖2)，在分蘗期和抽穗期各處理含量均比較低，但到成熟期后，土壤NO– 3-N顯著提高，其中施肥處理顯著高于CK(<0.05)，施肥處理之間表現(xiàn)為緩/控釋肥處理要高于OPT處理，其中在晚稻收獲期100CRF顯著高于OPT、80CRF處理(<0.05)，原因可能是稻田土壤處于淹水狀態(tài)，土壤氮素以NH4+-N為主，土壤NO– 3-N含量較低，到后期由于土壤干濕交替，硝化作用增強(qiáng)，NO– 3-N含量水平逐步增高，控釋肥由于土壤氮素在后期仍有釋放，因此有大量NO– 3-N累積。

圖2 雙季稻體系0 ~ 20 cm土壤NO– 3-N動態(tài)變化

土壤中礦質(zhì)氮(NH4+-N+NO– 3-N)是土壤供氮能力的重要指標(biāo)。其變化直接反映了土壤當(dāng)季氮素的供應(yīng)強(qiáng)度。由圖3可以看出，早晚稻土壤礦質(zhì)氮變化規(guī)律基本一致，在分蘗盛期，施肥處理顯著高于CK處理(<0.05)，在分蘗期、抽穗期，施肥處理間無顯著差異；但在成熟期，所有施肥處理礦質(zhì)氮含量均升高，緩/控釋配方肥處理100CRF礦質(zhì)氮含量最高，其次是處理80CRF，均高于OPT處理，但施氮肥處理間無顯著差異。

圖3 雙季稻體系0 ~ 20 cm土壤礦質(zhì)氮(Nmin)動態(tài)變化

2.4 施用緩/控釋肥對雙季稻體系土壤氮素平衡的影響

雙季稻體系土壤-水稻總的氮平衡狀況來看(表4)：2年表現(xiàn)出相同的規(guī)律，氮素輸入主要以施氮肥為主，占氮素輸入量的44.82% ~ 57.00%；氮輸出項中，作物帶走氮素為主要方式，占氮素總輸出量的56.47% ~ 83.42%。在氮素?fù)p失中，OPT處理損失最大，土壤氮素盈余量最高；施用緩控釋肥處理土壤氮素?fù)p失較少，盈余量也最??；2年平均100CRF和80CRF處理損失量比OPT分別減少65.34 kg/hm2(33.08%)和90.64 kg/hm2(45.89%)，盈余量分別減少51.63 kg/hm2(29.41%)和85.13 kg/hm2(48.49%)。

從單季氮素平衡狀況來看：早稻季土壤氮素礦化量小于晚稻，土壤氮素殘留率大于晚稻，氮素表觀損失和氮素盈余量均比晚稻小。4季水稻均表現(xiàn)為OPT處理土壤氮素的損失量最高，等量施用緩/控釋肥土壤氮素?fù)p失量小于OPT，減量施用緩/控釋肥損失量最小。土壤氮素盈余量表現(xiàn)為OPT>100CRF>80CRF。通過緩/控釋肥減量施用土壤氮素平衡較為合理。

表4 緩/控釋肥對雙季稻土壤-作物系統(tǒng)2年4季氮平衡的影響(2012—2013，kg/hm2)

注 ：氮平衡 = 殘留礦質(zhì)氮– 播前礦質(zhì)氮+ 氮素表觀損失

3 討論

3.1 應(yīng)用緩/控釋肥對雙季稻體系水稻產(chǎn)量的影響

施用緩/控釋肥早晚稻氮素吸收量和氮肥利用率均顯著提高。全量施用緩/控釋肥2年平均生物產(chǎn)量最高，氮素的累積量最高；在優(yōu)化施肥的基礎(chǔ)上，早晚稻分別減施20% 氮肥，2年平均籽粒產(chǎn)量最高；無論全量還是減量20% 緩/控釋肥，與OPT處理產(chǎn)量均無顯著差異，但早晚稻氮素吸收量和氮肥利用率均顯著提高。緩/控釋肥全量施用易造成秸稈產(chǎn)量增加，氮素吸收浪費(fèi)，氮素收獲指數(shù)下降。王斌等[18]研究發(fā)現(xiàn)，施緩/控釋肥水稻的地上部分特別是稻草的吸氮量遠(yuǎn)高于常規(guī)尿素，緩/控釋肥可能造成植株莖葉的“奢侈”吸氮，Wang等[21]也研究表明，一次性施用緩控釋肥能滿足作物從移栽到齊穗期的氮素需要，極大地增加了氮素的回收率，減少氮素?fù)p失和氨的揮發(fā)。同時會增加植株后期吸氮量，降低氮收獲指數(shù)。這些結(jié)論與本研究基本一致，通過減量施用20% 的緩/控釋肥，氮收獲指數(shù)比優(yōu)化施肥顯著提高，氮素利用效率最高，同時節(jié)約了成本，這有利于緩/控釋肥的推廣應(yīng)用。綜合2年4個輪作周期的結(jié)果，在優(yōu)化施肥的基礎(chǔ)上，施用緩/控釋肥減施20% 是可行的。但也有研究認(rèn)為緩/控釋肥減量條件下與普通尿素處理相比，水稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、產(chǎn)量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率有所下降[22]。造成這種結(jié)果差異的原因可能與試驗點(diǎn)的基本條件和所用緩/控釋肥種類不同有關(guān)。

3.2 應(yīng)用緩/控釋肥對雙季稻體系氮素平衡的影響

優(yōu)化分3次施肥，比傳統(tǒng)農(nóng)民習(xí)慣施肥能減少氮肥的損失，是一種比較科學(xué)的施肥模式。本研究條件下，2年早晚稻氮肥平均損失量為197.54 kg/hm2，占氮輸入量59.9%；施用緩/控釋肥水稻吸氮量顯著增加，土壤礦質(zhì)氮?dú)埩袅恳诧@著增加；土壤氮素?fù)p失量顯著減小。2年雙季稻平均損失量為132.17 kg/hm2，占氮輸入量40.05%；通過緩/控釋肥減量2年雙季稻平均損失量為106.87 kg/hm2，占氮輸入量40.48%，損失量最小。從土壤氮平衡來看，在雙季稻田，土壤氮素的殘留量早稻大于晚稻，土壤氮素的損失晚稻季大于早稻季。Fan等[23]認(rèn)為在稻麥輪作系統(tǒng)中，氮素的損失主要發(fā)生在水稻季，水稻淹水泡田造成大量NO– 3-N的反硝化損失。Zhao等[24]研究認(rèn)為，稻田的氮素?fù)p失主要是氨揮發(fā)和反硝化作用，均占到22%，在習(xí)慣施肥下，土壤中殘留的氮素很少。梁鋼[25]在研究包膜控釋尿素對小麥–玉米輪作的影響時，發(fā)現(xiàn)施用控釋尿素能增加土壤耕層(0 ~ 20 cm)的氮素積累。衣文平等[26-27]研究發(fā)現(xiàn)，施用控釋肥不僅可促進(jìn)作物增產(chǎn)、氮肥利用率提高，還可使土壤中的NO– 3-N總累積量有一定提高。這些研究與本研究基本一致，本研究條件下，OPT處理土壤氮素殘留最少，全量施用緩/控釋肥土壤礦質(zhì)氮?dú)埩袅孔畲蟆Ｆ渲蠳O– 3-N含量在收獲期顯著提高，早晚稻分別比OPT提高28.7% 和96.5%。早稻收獲后隨著淹水泡田，造成殘留氮素的淋溶和反硝化損失，這也是晚稻季的氮損失量高于早稻的原因之一，因此施用緩/控釋肥其施肥量應(yīng)該在OPT基礎(chǔ)上減少施用。這樣既提高了肥料的經(jīng)濟(jì)效益，減少氮素?fù)p失，又使輸入土壤中的氮素更好地以植物吸收的方式輸出，確保土壤的氮素循環(huán)處于一個相對平衡穩(wěn)定的水平。

4 結(jié)論

與優(yōu)化施肥(OPT)相比，施用緩/控釋肥雙季稻產(chǎn)量無顯著影響，但施用緩/控釋肥能顯著提高雙季稻地上部生物量和吸氮量，提高土壤氮素殘留，減少氮素?fù)p失，提高氮素的利用率；通過緩/控釋肥減量20% 在穩(wěn)產(chǎn)的同時減少氮素奢侈吸收，提高氮素的收獲指數(shù)，在保持土壤供氮的同時進(jìn)一步減少氮素的盈余和損失，提高了氮肥利用率，是一種較為合適的施肥方法。

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Effects of Slow/Controlled-Release Fertilizer on Grain Yield, N Uptake and Soil N Balance in Double Cropping Rice

HOU Hongqian1,2,3, JI Jianhua1,2,3, LIU Yiren1,2,3, HUANG Yonglan4, FENG Zhaobin1,2,3, LIU Xiumei1,2,3*, HU Zhaoping5, WEI Lihe6, WANG Zijun1,2,3

(1 Soil & Fertilizer and Resources & Environment Institute, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200, China; 2 National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement, Nanchang 330200, China; 3 Key Laboratory of Crop Eco-physiology and Faming System for the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River, Ministry of Agriculture, Nanchang 330200, China; 4 Jiangxi Super-rice Research and Development Center, Nanchang 330200, China; 5Kingerta Ecological Engineering Group Co., Ltd., Linshu, Shandong 276700, China; 6 Ji’an Breeding Farms of Livestock and Poultry, Ji’an, Jiangxi 343000, China)

A location-fixed field experiment was carried out for 2 years under double cropping rice in Nanchang, Jiangxi Province of Southern China. Four treatments were designed which included no nitrogen fertilizer (CK), optimization of nitrogen fertilization application split by three times (OPT), slow/controlled release fertilizer all used as basal fertilizer (100CRF), and 80% slow/controlled release fertilizer all used as basal fertilizer (80CRF). Each treatment had three replicates. Rice grain yield, nitrogen absorption and utilization, soil mineral nitrogen accumulation and nitrogen balance in soil-crop system were investigated. The results showed that compared with OPT, 100CRF and 80CRF did not changed the rice yield significantly, but 100CRF increased nitrogen uptake of rice significantly (<0.05). Nitrogen uptake increased by 32.58% (<0.05) in early rice and 15.41% (<0.05) in late rice in 2013, respectively; while no difference existed in nitrogen uptake between 80CRF and OPT. Compared with OPT, CRF improved utilization rate of nitrogen of rice and thus reduced loss of soil nitrogen. Soil mineral nitrogen was higher in early rice than in late rice in the same growth period, no significant difference existed in soil mineral nitrogen between different treatments in tillering, heading and mature stages, but soil nitrate nitrogen in late rice under 100CRF was significantly higher than that of OPT in mature stage. Compared with OPT, the average nitrogen loss ratio of 100CRF and 80CRF reduced by 65.34 kg/hm2(33.08%) in 2013 and 90.64 kg/hm2(45.89%) in 2014, respectively. Therefore controlled release nitrogen fertilization can promote rice yield, increase nitrogen absorption of rice, maintain high soil nitrogen level, reduce soil nitrogen loss and improve utilization rate of nitrogen fertilizer. Reducing 20% of applied controlled release fertilizer is more reasonable under current situation because it can maintain high yield of cropping rice while has the highest utilization rate of nitrogen fertilizer and the lowest nitrogen loss at the same time.

Double copping rice; Slow/controlled-release fertilizer; Gain yield; N uptake; N balance

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目(2017YFD0200702)、江西省重點(diǎn)研發(fā)計劃項目(20161BBF60133)和江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新基金項目資助。

(lxm3392@163.com)

侯紅乾(1980—)，男，陜西鳳翔人，碩士，助理研究員，主要從事新型肥料研究與推廣。E-mail: hugh_hhq@yeah.net

10.13758/j.cnki.tr.2018.01.006

S143；S51

A