紅壤稻田上氫醌施用下的節(jié)氮效應(yīng)研究

歐陽建平 俞歩云 夏桂龍

摘 要：為明確紅壤稻田氫醌配施的節(jié)氮效果，通過設(shè)置不同尿素施用量和氫醌的配比試驗(yàn)，測(cè)定和分析水稻的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成和氮肥利用率。結(jié)果表明：在0.5%的氫醌配施下，早稻季不同氮肥用量之間差異不顯著，晚稻季以施純氮140～160kg/hm2處理的產(chǎn)量明顯高于其他處理。這主要與該處理的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等均顯著提高有關(guān)。進(jìn)一步結(jié)合擬合方程發(fā)現(xiàn)，在配施0.5%的氫醌前提下，紅壤稻田晚稻季最佳的施氮量為134.42～141.42kg/hm2，最高產(chǎn)量為8544.03kg/hm2，最大的氮肥農(nóng)學(xué)效率為28.19kg/kg。

關(guān)鍵詞：氫醌；雙季稻；氮肥用量；水稻產(chǎn)量；氮肥利用率

中圖分類號(hào) S143.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）09-0050-04

Effects of Hydroquinone Application on Nitrogen Reduction in Paddy Fields of Red Soil

Ouyang Jianping et al.

（Institute of Agriculture Science，Plantation of Dengjia Town of Jiangxi Province，Yujiang 335200，China）

Abstract：In order to clarify the effect of hydroquinone with nitrogen fertilizer in paddy field of red soil.The field experiment was carried out which included different urea rates with hydroquinone，then，the yield，yield composition and nitrogen use efficiency of rice were determined and analyzed.The results showed that：there was no significant difference among all treatments in early rice，but the yield was higher in application of 140～160kg/hm2 nitrogen fertilizers than other treatments.This reason was mainly related to the effective panicle number per panicle，grain number per panicle，maturing rate and 1000-grain weight.It was found that the optimum nitrogen application rate was 134.42～141.42kg/hm2，the maximum yield was 8544.03kg/hm2，and the maximum nitrogen use efficiency was 28.91kg/kg.

Key words：Hydroquinone；Double-cropping rice；Nitrogen fertilizer rate；Rice yield；Nitrogen use efficiency

尿素是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛的一種氮肥，當(dāng)尿素進(jìn)入土壤中，在脲酶的作用下水解成銨態(tài)氮之后被作物吸收[1]。但是，由于脲酶對(duì)尿素的分解較快，導(dǎo)致作物后期供氮量不足，再加上不合理的施肥技術(shù)和田間管理技術(shù)，導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)田氮肥利用效率普遍較低[2-4]。減少稻田氮素?fù)p失，提高氮肥利用率的途徑和措施較多，其中對(duì)肥料本身進(jìn)行改型改性，減緩、控制肥料的溶解和釋放速度，開發(fā)出符合作物養(yǎng)分吸收動(dòng)態(tài)的新型緩控釋肥料，已成為國(guó)內(nèi)外眾多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。與普通商品肥料相比，緩控釋氮肥在提高氮肥利用率等方面具有許多優(yōu)點(diǎn)[5-6]，但是受作物品種、土壤性質(zhì)等環(huán)境因素的影響，不同控釋肥料養(yǎng)分釋放特性會(huì)有很大不同，從而導(dǎo)致肥料的養(yǎng)分供給與植物需求不能同步，再加上緩控釋肥料價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)肥料，難以為農(nóng)民接受，所以很難在生產(chǎn)中推廣[7-8]。因此，開發(fā)既能獲得高產(chǎn)又能最大限度地提高肥料利用率并減輕對(duì)環(huán)境的壓力的肥料利用新技術(shù)，對(duì)于保障糧食安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有極其重要的意義。

通過添加氫醌等脲酶抑制劑來延緩尿素的水解進(jìn)程是提高氮肥利用率的重要途徑之一[9-10]。但是，氫醌在土壤發(fā)揮作用受到土壤類型、pH和水分狀況等土壤理化性質(zhì)、加入的有機(jī)物質(zhì)以及尿素的濃度等因素的影響[11]。在紅壤稻田上，有關(guān)氫醌添加技術(shù)的研究則鮮有報(bào)道，因此，本研究通過研究不同尿素施用量和氫醌的配比試驗(yàn)，測(cè)定和分析水稻的產(chǎn)量和氮肥利用率，以期明確紅壤稻田氮肥的減施比例，從而更好地服務(wù)于江西省的糧食增產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于江西省鷹潭市余江縣（28°15′N，116°55′E），地處中亞熱帶，年均氣溫18.1℃，≥10℃積溫6480℃，年降雨量1537mm，年蒸發(fā)量1150mm，無霜期約為289d，年日照時(shí)數(shù)1950h。試驗(yàn)土壤為第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的紅壤性水稻土，試驗(yàn)前土壤性質(zhì)為：pH5.65，有機(jī)質(zhì)21.22g/kg，全氮1.41g/kg，全磷0.88g/kg，全鉀12.34g/kg。堿解氮89.35mg/kg，有效磷21.34mg/kg，速效鉀109.22mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)7個(gè)處理，包含：（1）CK，不施氮肥和氫醌；（2）N180，純氮施用量180kg/hm2，不施氫醌；（3）N180HQ，純氮施用量180kg/hm2，配施氫醌0.5%（以折算為尿素的用量為基準(zhǔn)）、（4）N160HQ，純氮施用量160kg/hm2，配施氫醌0.5%；（5）N140HQ，純氮施用量140kg/hm2，配施氫醌0.5%；（6）N120HQ，純氮施用量120kg/hm2，配施氫醌0.5%；（7）N100HQ，純氮施用量100kg/hm2，配施氫醌0.5%；3次重復(fù)，小區(qū)面積20m2（5m×4m）。所有處理磷、鉀肥用量一致（早稻和晚稻的P2O5為75kg/hm2和60kg/hm2，K2O分別為150kg/hm2和180kg/hm2）。試驗(yàn)中氮肥、氫醌和磷肥均作基肥一次性施用；鉀肥為氯化鉀，按照4∶3∶3比例分基肥、分蘗肥和孕穗肥施用。水稻品種早稻為德農(nóng)88，晚稻為汕優(yōu)456，均為雜交稻。育秧方式采用塑料秧盤育秧，早稻覆膜，播種時(shí)間為3月22日，移栽時(shí)間為4月22日，晚稻播種時(shí)間為6月23日，移栽時(shí)間為7月23日。栽插規(guī)格參考當(dāng)?shù)亓?xí)慣，行株距為20cm×20cm，雙本移栽。水稻的播種、移栽、水分管理等日常管理措施保持一致并與當(dāng)?shù)亓?xí)慣相同。試驗(yàn)期間，嚴(yán)格防控病蟲草為害，確保試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1.3 測(cè)定指標(biāo) （1）水稻籽粒產(chǎn)量：在早晚稻成熟期，每個(gè)小區(qū)單打單收，測(cè)定籽粒產(chǎn)量。（2）水稻產(chǎn)量構(gòu)成：在早晚稻成熟期，每個(gè)小區(qū)采集1m2樣品，帶回室內(nèi)考種，測(cè)定株高、穗數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。（3）氮肥農(nóng)學(xué)利用率（%）=（施肥區(qū)的水稻產(chǎn)量-不施肥區(qū)的水稻產(chǎn)量）/氮肥用量×100。所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2003進(jìn)行整理，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 16.0進(jìn)行，不同處理的差異顯著性采用LSD進(jìn)行（p<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥用量配施氫醌對(duì)水稻籽粒和生物產(chǎn)量的影響 不同氮肥用量與氫醌配施對(duì)水稻產(chǎn)量的影響見圖1。從圖1可以看出，在配施0.5%的氫醌前提下，施純氮140～160kg/hm2即可以獲得單施純氮180kg/hm2的水稻產(chǎn)量，而晚稻甚至有顯著的增產(chǎn)效果。紅壤稻田純氮的用量在140kg/hm2以上，配施氫醌下各處理的早稻產(chǎn)量沒有明顯差異；而施氮量低于140kg/hm2時(shí)，早稻的產(chǎn)量明顯降低。在晚稻季，配施0.5%的氫醌前提下施純氮140～160kg/hm2的產(chǎn)量明顯高于其他處理；施氮量增加到180kg/hm2時(shí)晚稻的產(chǎn)量反而出現(xiàn)明顯下降。這表明：紅壤稻田配施一定比例的氫醌可以在獲得較高產(chǎn)量的前提下明顯降低氮肥的投入。

2.2 不同氮肥用量配施氫醌對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成的影響 氫醌與不同氮肥用量尿素配施對(duì)水稻的產(chǎn)量構(gòu)成有明顯影響（表1），其中影響最大的因子是有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。和水稻的產(chǎn)量差異基本一致，施氮量在140kg/hm2以上處理的早稻產(chǎn)量構(gòu)成因子之間沒有明顯差異；但是晚稻季施氮量為140kg/hm2、配施0.5%氫醌處理的產(chǎn)量構(gòu)成因子中有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等因子均高于其他處理，這也是導(dǎo)致該處理晚稻產(chǎn)量最高的主要原因。

2.3 不同氮肥用量配施氫醌對(duì)早晚稻氮肥農(nóng)學(xué)效率的影響 隨著氮肥用量的增加，氮肥的農(nóng)學(xué)利用率表現(xiàn)出先增加后下降的趨勢(shì)（表2），早晚稻都表現(xiàn)出N140HQ處理氮肥的農(nóng)學(xué)效率最高，其中晚稻試驗(yàn)中，不同處理之間的差異明顯，其中N140HQ和N120HQ顯著高于其他處理。

2.4 配施氫醌下紅壤稻田合理的氮肥用量 從氮肥用量和水稻產(chǎn)量及氮肥農(nóng)學(xué)效率的擬合曲線來看，早稻季的擬合方程均不顯著，則晚稻季則呈極顯著水平（p<0.01）（圖1、圖2）。通過擬合方程計(jì)算獲得晚稻季合理的氮肥用量為141.42和134.42kg/hm2，最高產(chǎn)量為8544.03kg/hm2，最大的氮肥農(nóng)學(xué)效率為28.19kg/kg（表3）。

3 討論

很多研究表明，復(fù)合肥或尿素配施一定比例的氫醌可以顯著提升作物的氮肥利用率[12-13]，但有關(guān)氫醌配施下不同氮肥用量的產(chǎn)量表明還鮮有報(bào)告。本研究結(jié)果表明，在0.5%的氫醌配施下，早稻季不同氮肥用量之間差異不顯著，這可能與早稻季基肥施用時(shí)氣溫較低有關(guān)[14]，但具體原因還有待進(jìn)一步研究。晚稻季施純氮140～160kg/hm2的產(chǎn)量明顯高于其他處理，施純氮140～160kg/hm2處理的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等均顯著提高。

在本研究中，晚稻季配施氫醌下氮肥用量與水稻產(chǎn)量和氮肥農(nóng)學(xué)效率的關(guān)系可以用二次曲線進(jìn)行擬合，這與沒有氫醌配施的研究相一致[16-17]。但是，由于本研究中早稻季的產(chǎn)量差異不顯著，導(dǎo)致配施氫醌下氮肥用量與早稻的產(chǎn)量和氮肥農(nóng)學(xué)效率不存在顯著的相關(guān)關(guān)系。但從晚稻季的擬合方程可以得出，紅壤稻田的合理的氮肥用量為134.42～141.42kg/hm2，這一結(jié)果明顯低于雙季稻區(qū)目前推薦的氮肥用量（150kg/hm2以上）[18-19]。這說明，配施氫醌可以使晚稻季的氮肥施用量減少5.72%～10.39%。

4 結(jié)論

不同氮肥用量與氫醌配施可以顯著影響水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成和氮肥農(nóng)學(xué)效率，尤其是在晚稻季。在配施0.5%的氫醌前提下，紅壤稻田晚稻季最佳的施氮量為134.42～141.42kg/hm2，最大的產(chǎn)量為8544.03kg/hm2，最大的氮肥農(nóng)學(xué)效率為28.19kg/kg。

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（責(zé)編：張宏民）