施用新型尿素水稻葉片SPAD值變化特征及產(chǎn)量分析

郭曉彥 陳雪青 史鵬飛 張麗霞 李慧龍 聶良鵬 段斌 郭慧玲

摘 要：設(shè)置無氮對照、常規(guī)尿素、控失尿素、聚能網(wǎng)尿素、含鋅尿素、控失尿素一次底施、常規(guī)尿素+鋅共7個(gè)處理，通過大田試驗(yàn)，研究信陽地區(qū)水稻施用新型尿素對水稻葉片SPAD值變化特征及產(chǎn)量的影響，以期為新型尿素在信陽地區(qū)的大面積推廣提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：與常規(guī)尿素相比，新型尿素更能促進(jìn)水稻植株葉片黑黃交替，更有助于水稻植株強(qiáng)壯和穗粒飽滿。在分蘗期，新型尿素在供應(yīng)新葉生長的同時(shí)也能保證水稻下位葉片的氮素供應(yīng)；在孕穗期和抽穗期，新型尿素在保證稻穗發(fā)育的同時(shí)能更好的兼顧到水稻植株莖葉的生長。施用新型尿素的增產(chǎn)效果明顯，與常規(guī)尿素相比，水稻產(chǎn)量增幅分別為含鋅尿素6.23%、常規(guī)尿素+鋅5.35%、控失尿素5.13%、聚能網(wǎng)尿素3.72%。綜上所述，新型尿素中以含鋅尿素和控失尿素表現(xiàn)較好，在信陽地區(qū)具有較大推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：新型尿素；含鋅尿素；控失尿素；水稻；SPAD值

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.05.013

Abstract： The experiment was conducted with 7 treatments， including no nitrogen treatment， normal urea， controlled loss urea， density network urea， urea containing zine， controlled loss urea one-time fertilization， and normal urea plus zine. The effect of new type urea on dynamic characteristics of SPAD value and yield of rice leaves in Xinyang area was studied by field experiment， aiming to providing scientific basis for large area spreading of new type urea in Xinyang area. The results showed that compared with the normal urea， new type urea could promote alternate phenomenon of the plant leaf of rice， which was helpful for sthenia of rice plant and plumpness of grain. At the tillering stage of rice， new urea could provide nitrogen nutrition of newly-growing leaves， and also guarantee nitrogen nutrition of leaves in the lower position. At the booting stage and heading stage， new urea could guarantee nitrogen nutrition of grain， and also consideration to nitrogen nutrition of leaves in rice plant. The effect of new urea on increasing production was significantly， compared with the normal urea， increase amplitude of rice yield was urea containing zine 6.23%， normal urea plus zine 5.35%， controlled loss urea 5.13% and density network urea 3.72% respectively. In summary， the effect of urea containing zine and controlled loss urea were better than the other new urea， which has excellent popularizing value in Xinyang area.

Key words： new type urea；urea containing zine；controlled loss urea；rice；SPAD value

氮素是對水稻生長、產(chǎn)量影響最為明顯的營養(yǎng)元素[1-2]。為獲得更高產(chǎn)量，農(nóng)民常施用過量的氮肥，因此造成氮肥浪費(fèi)，面源污染嚴(yán)重。中國水稻對氮肥的利用率大約在28%～37%之間，低于世界一般水平15～20個(gè)百分點(diǎn)[3]，氮肥利用率低一直以來都是施肥中存在的主要問題。根據(jù)十二五“一控二減三基本”的目標(biāo)，中國至2020年化肥、農(nóng)藥的施用量要實(shí)現(xiàn)零增長，鑒于此，提高氮肥利用率顯得尤為重要。

提高氮肥利用率可以通過作物品種的篩選、測土配方技術(shù)、綠肥化肥配施等多種方法來實(shí)現(xiàn)[4-7]，其中開發(fā)新型肥料也是重要途徑之一[8]。河南省心連心化肥公司研發(fā)的新型尿素如控失尿素、聚能網(wǎng)尿素、含鋅尿素等，通過添加一些脲酶抑制劑、硝化抑制劑、氨基酸、植物生長調(diào)節(jié)劑等改善養(yǎng)分在土壤中的形態(tài)，可直接提高肥效和調(diào)節(jié)植物代謝而間接提高肥效[9]。

信陽地區(qū)具有典型的南北過渡帶氣候特點(diǎn)，是河南省水稻的主產(chǎn)區(qū)，水稻種植面積47 萬hm2左右，占全省水稻種植面積的80%以上[10]，因此通過氮肥利用率的提高來增加水稻產(chǎn)量意義重大。

本文旨在通過大田試驗(yàn)，研究信陽地區(qū)水稻施用新型尿素對水稻植株葉片SPAD值變化和水稻產(chǎn)量的影響，以期為新型尿素在信陽地區(qū)的大面積推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

試驗(yàn)于2016年5—9月在河南省信陽市湖東農(nóng)業(yè)科學(xué)試驗(yàn)園區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬空閑，供試土壤為水稻土，質(zhì)地為輕質(zhì)黏土，土壤pH值5.89，有機(jī)質(zhì)15.6 g·kg-1、堿解氮120.9 mg·kg-1、速效磷6.0 mg·kg-1、速效鉀57.2 mg·kg-1、有效鋅4.67 mg·kg-1。供試水稻品種為揚(yáng)兩優(yōu)6號。

根據(jù)水稻氮源不同，設(shè)置7個(gè)處理，包括對照和6個(gè)不同類型的氮肥處理，具體設(shè)計(jì)方案見表1。小區(qū)面積為26.88 m2（6.4 m×4.2 m），株行距20 cm×30 cm，每區(qū)14穴×32穴（20 cm×30 cm），每穴栽兩粒種苗，四次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。各個(gè)處理之間的田埂用黑色薄膜包裹，以防止串水串肥和雜草叢生。根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分狀況，該試驗(yàn)中N、P、K用量分別為180，90，126 kg·hm-2（1∶0.5∶0.7），P、K做底肥一次性施入，氮肥分底肥（5月15日）、分蘗肥（5月24日）、孕穗肥（7月6日）按照3∶2∶1分三次施入。肥料來源：磷用過磷酸鈣（P2O5：12%）、鉀用氯化鉀（K2O：60%），氮用心連心肥料公司提供的控失尿素、聚能網(wǎng)尿素、含鋅尿素和常規(guī)尿素。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 整個(gè)生育期水稻植株SPAD值監(jiān)測 水稻于4月22日播種，5月20日移栽，于移栽10 d后（5月30日）開始對水稻SPAD值進(jìn)行測定，每10 d測定1次，一直測到水稻成熟結(jié)束。每個(gè)處理隨機(jī)選擇10穴（沿小區(qū)對角線方向各選擇5穴），每穴選擇主莖的頂1葉至頂4葉的SPAD平均值代表該植株的SPAD值，10穴主莖葉片的平均值代表該小區(qū)的SPAD值。

1.2.2 水稻生長的3個(gè)時(shí)期不同葉位葉片SPAD值的測定 在水稻生長的分蘗期（6月14日）、孕穗期（7月18日）和抽穗期（8月18日）對每個(gè)小區(qū)中10株水稻的頂1葉至頂4葉分別進(jìn)行SPAD值測定，最終由同一小區(qū)、同一葉位的10個(gè)SPAD值的平均值代表該小區(qū)該葉位的葉色（SPAD值）情況。

1.2.3 葉綠素含量測定 施肥后7 d測定水稻的葉綠素含量，每個(gè)處理選擇5穴采集水稻主莖的頂1葉至頂4葉，采用95%乙醇法[11]進(jìn)行測定。

1.2.4 產(chǎn)量測定 各小區(qū)單打單收，風(fēng)干后，測定籽粒干質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用SAS 8.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用新型尿素對水稻整個(gè)生長期植株SPAD值的影響

從圖1可以看出，無論是施用哪種新型尿素，水稻群體都表現(xiàn)出了黑黃交替現(xiàn)象，黑黃交替有助于水稻植株強(qiáng)壯和穗粒飽滿，但是不同新型尿素導(dǎo)致了黑黃變化幅度的不同和黑黃交替出現(xiàn)時(shí)間的差異。處理X7（常規(guī)尿素+等量鋅）和處理X2（常規(guī)尿素）表現(xiàn)出相同的趨勢（輕微波動），雖然出現(xiàn)了兩次黑黃交替，但是變化不明顯，出現(xiàn)時(shí)間為6月20日和8月18日；而處理X3（控失尿素）、處理X4（聚能網(wǎng)尿素）表現(xiàn)出相同的趨勢（三個(gè)連續(xù)的倒V峰），出現(xiàn)了3次黑黃交替現(xiàn)象，出現(xiàn)時(shí)間為6月7日、6月27日、7月18日，第一次黑黃交替出現(xiàn)時(shí)間較早，可見控失尿素和聚能網(wǎng)尿素能促使黑黃交替較早出現(xiàn)，有利于促進(jìn)分蘗和壯苗；另外處理X5（含鋅尿素）、處理X6（控失尿素一次底施）表現(xiàn)出相同的趨勢（孕穗之前為圓弧形大峰、之后為倒V型小峰），出現(xiàn)了兩次黑黃交替，出現(xiàn)時(shí)間為6月20日和8月18日，雖然也只是出現(xiàn)了兩次黑黃交替，但是黑黃變化幅度更加明顯，更有利于水稻植株的營養(yǎng)生長及生殖生長。

2.2 施用新型尿素水稻關(guān)鍵生育期不同葉位葉片的SPAD值分布特征

新型尿素在水稻分蘗期、孕穗期、抽穗期3個(gè)關(guān)鍵生育期主莖頂4片葉SPAD值分布特征分別見圖2、圖3、圖4。

從圖2可以看出，處理X2（常規(guī)尿素）頂2葉、頂3葉的SPAD值大于頂1葉、頂4葉，說明水稻分蘗期的重點(diǎn)是水稻植株莖葉的生長，此時(shí)的氮素供應(yīng)側(cè)重于新生葉片的供給，因此位于水稻植株下位的頂4葉的SPAD值較低，而新生葉片頂1葉的SPAD值偏低則可能是因?yàn)槿~片未生長完全，仍在繼續(xù)生長中。處理X3（控失尿素）、X4（聚能網(wǎng)尿素）、X5（含鋅尿素）、X6（控失尿素一次底施）、X7（常規(guī)尿素+等量鋅）則表現(xiàn)為頂1葉至頂4葉的SPAD值逐漸變大，說明這幾種新型尿素在供應(yīng)新葉生長的同時(shí)也能保證水稻下位葉片的氮素供應(yīng)。另外，含鋅尿素、控失尿素在分蘗期同一葉位葉片的SPAD值大于常規(guī)尿素，說明含鋅尿素、控失尿素在氮素供給上要優(yōu)于常規(guī)尿素。

從圖3可以看出，處理X5（含鋅尿素）的SPAD值表現(xiàn)為分蘗期的趨勢：頂4葉>頂3葉>頂2葉>頂1葉，這說明含鋅尿素對水稻植株孕穗期的氮素供應(yīng)即充足又全面。除X6外，其他幾個(gè)處理的SPAD值均表現(xiàn)為頂2葉、頂3葉>頂4葉>頂1葉，這是因?yàn)樗驹谠兴肫诘纳L重點(diǎn)由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向營養(yǎng)生長與生殖生長并進(jìn)階段，氮素供給側(cè)重于稻穗的生長發(fā)育，從而使得水稻植株下位葉的SPAD值變?。豁?葉的SPAD值之所以最小的原因應(yīng)該與分蘗期情況相同；處理X3（控失尿素）、X5（含鋅尿素）、X6（控失尿素一次底施）、X7（常規(guī)尿素+等量鋅）的水稻植株SPADL4-L3（頂4葉和頂3葉之間的差值）大于處理X2（常規(guī)尿素），說明新型尿素在保證稻穗發(fā)育的同時(shí)能更好的兼顧到水稻植株莖葉的生長。

從圖4可以看出，在抽穗期水稻為保證谷粒灌漿，氮素供應(yīng)又一次向稻穗轉(zhuǎn)移，無論是常規(guī)尿素還是新型尿素，水稻葉片均出現(xiàn)不同程度的衰老，尤其是水稻植株下位葉。除了處理X6（控失尿素一次底施）外，其他處理的SPAD值均表現(xiàn)為頂1葉至頂4葉逐漸變小。另外，處理X4（聚能網(wǎng)尿素）、X5（含鋅尿素）、X6（控失尿素一次底施）的頂4葉的SPAD值大于處理X2（常規(guī)尿素），且處理X3（控失尿素）、X4（聚能網(wǎng)尿素）、X5（含鋅尿素）、X6（控失尿素一次底施）的SPADL4-L3值大于處理X2（常規(guī)尿素）。

姜繼萍等[12]研究認(rèn)為，分蘗期、孕穗期、抽穗期利用水稻主莖頂4葉與頂3葉的SPAD值差值大小可以較好地判斷植株當(dāng)時(shí)的氮素營養(yǎng)狀況，SPADL4-L3值越大，說明植株氮素營養(yǎng)越充足。王紹華等[13]研究證實(shí)，頂4葉葉色受氮素供需差的影響最大， 當(dāng)土壤供氮不能滿足庫需氮時(shí)， 頂 4葉葉色淺于頂 3 葉。因此，從圖2、圖3、圖4可以看出，在施氮量相同的情況下，新型尿素比常規(guī)尿素更能促進(jìn)植株對氮素的吸收和轉(zhuǎn)化，而在信陽地區(qū)，含鋅尿素和控失尿素表現(xiàn)最優(yōu)。

2.3 施用新型尿素對水稻葉綠素含量的影響

由表2可以看出，無論是采用活體（SPAD值）測定，還是采用離體葉片（95%乙醇）測定，其水稻葉綠素含量的變化趨勢基本上趨于一致。在施入底肥8 d后（即移栽7 d后），新型尿素處理的葉綠素含量均比常規(guī)尿素處理的高，說明新型尿素作50%底肥施入后，有助于水稻葉綠素含量的提高；在施入分蘗肥7 d后及施入孕穗肥7 d后，新型尿素處理的葉綠素含量均比常規(guī)尿素處理的高，說明新型尿素與常規(guī)尿素相比，更有助于水稻植株莖葉的生長、稻穗的發(fā)育及谷粒灌漿，從而為水稻增產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。

2.4 不同氮肥處理對水稻產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，施氮肥處理X2～X7的水稻產(chǎn)量極顯著高于不施氮肥處理X1，說明施氮肥能顯著提高水稻產(chǎn)量；X3～X7這5個(gè)新型尿素處理的水稻產(chǎn)量與常規(guī)尿素處理X2相比，X5與X2差異達(dá)到極顯著水平，X3、X4、X5、X7與X2差異均達(dá)到顯著水平，各處理增產(chǎn)效果表現(xiàn)為X5（6.23%）>X7（5.35%）>X3（5.13%）>X4（3.72%）。

3 結(jié)論與討論

（1）與常規(guī)尿素相比，含鋅尿素、控失尿素、聚能網(wǎng)尿素等新型尿素更能促進(jìn)水稻植株葉片黑黃交替，更有助于水稻植株強(qiáng)壯和穗粒飽滿。

（2）在分蘗期，含鋅尿素、控失尿素、聚能網(wǎng)尿素等在供應(yīng)新葉生長的同時(shí)也能保證水稻下位葉片的氮素供應(yīng)；在孕穗期，新型尿素在保證稻穗發(fā)育的同時(shí)能更好的兼顧到水稻植株莖葉的生長；在抽穗期，施用含鋅尿素、控失尿素、聚能網(wǎng)尿素等水稻植株葉片的SPADL4-L3值大于常規(guī)尿素，說明新型尿素的氮素供應(yīng)效果比常規(guī)尿素好。

（3）與常規(guī)尿素相比，新型尿素的增產(chǎn)效果明顯，這與前人的研究結(jié)果一致[14-16]。含鋅尿素、常規(guī)尿素+鋅、控失尿素和聚能網(wǎng)尿素處理水稻產(chǎn)量增幅分別為6.23%，5.35%，5.13%和3.72%。這與水稻整個(gè)生育期及關(guān)鍵生育期的SPAD值變化特征相呼應(yīng)，這也遵循了前人的研究結(jié)果[12-13]。

（4）綜合來看，含鋅尿素和控失尿素在信陽地區(qū)水稻田表現(xiàn)較好，產(chǎn)量增幅均超過5%，適宜在信陽地區(qū)大面積推廣。

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