不同緩控釋肥料對水稻秀水134產(chǎn)量的影響及其效益研究

李靜宜

[摘要]不同緩控釋肥料會對水稻的基本產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生明顯的影響，這是地方水稻栽培種植長期實踐所得出的結(jié)果。本文從理論層面論述了緩控釋肥料相關(guān)技術(shù)應(yīng)用原理的內(nèi)容，并結(jié)合兩大試驗深入科學(xué)地研究了不同緩控釋肥料對水稻秀水134產(chǎn)量所帶來的影響及產(chǎn)出效益，以期對簡化水稻施肥技術(shù)和節(jié)約勞動力成本提供幫助。

[關(guān)鍵詞]緩控釋肥料；水稻；秀水134；試驗；產(chǎn)量影響；生產(chǎn)效益

中圖分類號：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180822

水稻是全球超過半數(shù)人口的主食，在我國更是第一大糧食作物。但近年來我國的水稻種植面積卻呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，這是由于農(nóng)戶在種植水稻時持續(xù)增肥所導(dǎo)致的。雖然持續(xù)增肥能夠為農(nóng)戶種植節(jié)約大量的成本與時間，保證糧食總產(chǎn)量的穩(wěn)定增長，但實際上不合理的施肥容易造成農(nóng)作物肥料利用率偏低，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響。我國氮肥、磷肥和鉀肥的利用效率分別為35%、20%和50%，普遍低于發(fā)達(dá)國家55%～70%的氮肥、磷肥和鉀肥的利用效率水平。而對氮肥的濫用還造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染問題，如地表水富營養(yǎng)化、氣態(tài)活性氮過量引起霧霾天氣、溫室氣體二氧化氮的直接排放導(dǎo)致地方生物多樣性下降等。為解決上述問題，地方水稻栽培種植需要思考創(chuàng)新解決策略。

1對緩控釋肥料的理論研究

緩控釋肥料是一種特殊的新型肥料，它能對肥料中的養(yǎng)分進(jìn)行有效的釋放延緩，同時還能實現(xiàn)對釋放速度的控制，是一種典型的“智能化”肥料。緩控釋肥料的營養(yǎng)元素可在土壤中實現(xiàn)緩慢釋放，有效減少營養(yǎng)元素的損失，具有較長、較穩(wěn)定的肥效期，可源源不斷地為植物提供生育期所需要的所有養(yǎng)分。考慮到肥料釋放緩慢的基本特性，利用緩控釋肥料可切實減少肥料流失，增加整體的肥料利用效率，對減少施肥數(shù)量及次數(shù)也有一定的幫助，為農(nóng)戶種植水稻節(jié)約了成本。

目前市面上的緩控釋肥料種類相當(dāng)多，包括物理型緩控釋肥料（如包膜肥料、無機(jī)包膜肥料、有機(jī)化合物聚合包膜肥料）和物理化學(xué)型緩釋控肥料（如生化脲酶或抑制劑肥料、脲甲醛類肥料）。其中各種肥料的營養(yǎng)元素含量也各不相同，大部分中都含有硫元素、微量元素和尿素等營養(yǎng)成分，所以緩控釋肥料的整體售價相比于普通復(fù)合肥要高出不少，一般緩控釋肥料價格為140～200元/kg，相比普通復(fù)合肥高出7～10倍。目前越來越多的實踐證明緩控釋肥料能夠滿足農(nóng)作物在不同生長階段的肥料需求，它通過提高作物生長后期的供肥能力以促進(jìn)作物生長，最終提高產(chǎn)量。目前各地都在對不同的緩控釋肥料進(jìn)行分析比較試驗，以期獲得較好的緩控釋肥料應(yīng)用效果，確保地方水稻的高產(chǎn)、高效栽培。

相關(guān)研究表明，采用緩控釋肥料要根據(jù)作物本身的生長發(fā)育需求進(jìn)行肥料的養(yǎng)分釋放速度控制，提高肥料中的氮素利用率以及水稻作物產(chǎn)量。中科院朱兆良院士在針對南方地區(qū)所開展的大面積水稻一次性施肥技術(shù)研究獲得試驗結(jié)果，結(jié)果表明應(yīng)該在水稻秧苗移栽前實施一次基礎(chǔ)施水緩控釋肥料施肥，施肥量為0.045～0.065kg/m²，這一用量可基本滿足水稻在整個生育期對養(yǎng)分的基本需求。而從功能作用角度來講，緩控釋肥料采取以習(xí)性基礎(chǔ)施肥，對降低肥料徑流和淋溶損失很有幫助。目前采用緩控釋肥料施肥可保證對氮肥的利用率超過60%，最高達(dá)到85%，比普通氮肥的利用率提高了近40%，對減少水稻的淋溶損失也很有幫助，可大幅度降低NO₃-N的污染。將緩控釋肥料與普通尿素對比，發(fā)現(xiàn)其能夠有效降低稻田中的NO₃^--N、NH₄⁺-N以及TN等徑流損失量（分別為30.58%、22.45%、18.77%）。結(jié)合之前學(xué)者對緩控釋肥料用于水稻的相關(guān)研究報告，可以進(jìn)一步了解如果將單一的緩控釋肥料集中施于水稻中，無法實現(xiàn)水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分利用率的提高，對水稻的經(jīng)濟(jì)效益影響也相對不大。因此需要深入研究緩控釋肥料對水稻的產(chǎn)量影響，特別是一次性基肥施肥對水稻產(chǎn)量的實際影響。整體來講，就是研究不同緩控釋肥料對水稻整體產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性狀與效益的影響，最終篩選出性價比更高且更易于推廣的緩控釋肥料，保證該新型肥料能夠在我國水稻種植中大規(guī)模應(yīng)用，為水稻的健康栽培與產(chǎn)量增產(chǎn)帶來更多技術(shù)參考。

2試驗案例一

2.1試驗材料及試驗地基本介紹

該試驗在某地區(qū)種植大戶農(nóng)田中展開，其前茬為空閑田塊，專門對空閑田塊進(jìn)行了土壤系灰潮土亞類淡涂泥土土屬處理。而且該試驗用區(qū)域擁有相對平坦的地勢和相對均勻的肥力，在試驗前的土壤基本理化性狀檢測中就基本明確了這一點。其土壤理化性狀條件為土壤中含有有效磷1.25mg/kg、速效鉀150mg/kg、堿解氮223.2mg/kg，整體pH值經(jīng)過測試為6.01。

在試驗材料方面首先選擇了單質(zhì)肥料作為試驗地塊主要施肥肥料，其中主要包含了氮肥尿素，含N量在45.5%以上，單價為2.2元/kg；磷肥則選擇了過磷酸鈣，含有16%以上的P₂O₅，單價為1.1元/kg；鉀肥選擇了原產(chǎn)于加拿大的進(jìn)口氯化鉀，K₂O含量大于60%，單價3.9元/kg。

在緩控釋肥料選擇方面該試驗所選擇的是永笑脲甲醛緩控釋肥料，其整體養(yǎng)分超過50%，其中氮、磷、鉀肥三者的成分比例為22%、8%和17%，單價為5元/kg。另外還加入了總養(yǎng)分為52%的“稻堅強”控釋摻混肥料，其中氮、磷、鉀肥三者的成分比例為26%、11%和16%。另外該試驗中還用到了“好樂耕”有機(jī)緩控釋水稻專用肥、“六國網(wǎng)”復(fù)合緩釋控?fù)交旆?、袁氏專用緩釋控?fù)交旆室约氨驹囼炛械闹饕囼瀸ο蟆獑渭境Ｒ?guī)晚稻品種秀水134。

2.2試驗處理與設(shè)計

首先對該緩控釋肥料水稻施肥試驗進(jìn)行合理處理，專門設(shè)置了7個處理區(qū)，分別為無施肥區(qū)（處理1）、常規(guī)施肥區(qū)（施肥過磷酸鉀、氯化鉀以及尿素，處理2）、緩控釋施肥區(qū)1（施肥永笑脲甲醛緩控釋肥，配合尿素15kg，處理3）、緩控釋施肥區(qū)2（施肥“稻堅強”緩釋控?fù)交旆?0kg，配合尿素15kg，處理4）、緩控釋施肥區(qū)3（施肥“好樂耕”有機(jī)緩釋控?fù)交旆?0kg，配合尿素15kg，處理5）、緩控釋施肥區(qū)4（施肥“六國網(wǎng)”復(fù)合緩釋控?fù)交旆?2kg，配合尿素15kg，處理6）、緩控釋施肥區(qū)5（施肥袁氏專用緩釋控?fù)交旆?1kg，配合尿素15kg，處理7）。

對上述7個施肥試驗區(qū)進(jìn)行對比分析，主要用1個常規(guī)施肥區(qū)、5個緩控釋施肥區(qū)與1個無施肥區(qū)進(jìn)行對比觀察，肥料成本與常規(guī)施肥基本相同，且在重復(fù)處理7次以后，可實現(xiàn)對每個試驗區(qū)的單灌單排，避免串灌串排問題的出現(xiàn)。為此，在每個試驗區(qū)內(nèi)都會設(shè)置四周的保護(hù)航，保證實驗區(qū)施肥水平與栽培技術(shù)措施水平基本保持在同一水平線上。

2.3試驗時間

該試驗從2016年6月4日開始播種，到7月4日施入35%的氮肥和100%的磷肥與鉀肥，再施入100%的緩控釋復(fù)合肥；7月7日選擇移栽，保證移栽后的株行距控制在18.8×21.2cm，每個試驗區(qū)都栽培水稻800株，且每叢中保證有5株植株；7月14日開始處理基本苗，為水稻施入45%的氮肥和20%的分蘗肥；完成了全部尿素的處理后，8月初在試驗區(qū)內(nèi)施入10%的氮肥；11月初對7個試驗區(qū)進(jìn)行樣本采集分析，主要分析水稻的經(jīng)濟(jì)性狀；11月中旬正式分區(qū)收割水稻稻谷，曬干后稱重記錄水稻產(chǎn)量。

2.4試驗結(jié)果分析

試驗案例一中基于不同肥料處理的水稻農(nóng)藝性狀與經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)數(shù)據(jù)見表1。

2.4.1對水稻農(nóng)藝性狀與經(jīng)濟(jì)性狀的影響分析

據(jù)表1可知，7個處理區(qū)中對水稻的經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)最明顯的是有效穗，其中有效穗最多的處理區(qū)為處理4區(qū)，處理量達(dá)到415.5穗/m²。從各個試驗區(qū)的農(nóng)藝性狀對比來看，其中水稻植株的尖葉最長與植株最高的為處理2區(qū)，這表明處理2試驗區(qū)中水稻的常規(guī)施肥肥力充足，呈現(xiàn)出了水稻植株較為茂盛的群體栽培效果，不過其常規(guī)施肥狀態(tài)下的水稻千粒重在處理數(shù)據(jù)上表現(xiàn)為7個處理區(qū)最低。

2.4.2對水稻整體產(chǎn)量的影響分析

基于不同處理狀態(tài)下水稻產(chǎn)量在該試驗中存在明顯差異性。處理1區(qū)與處理2區(qū)的水稻產(chǎn)量分別為0.69kg/m²和0.61kg/m²，水稻產(chǎn)量在所有處理區(qū)域中最低；處理4區(qū)的水稻產(chǎn)量達(dá)到最高水平1.03kg/m²，產(chǎn)量明顯高于其它區(qū)域；處理區(qū)1、2、3、7水稻產(chǎn)量均低于處理6區(qū)。

2.4.3對水稻生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的影響分析

如果在肥料成本相同的情況下，需要思考不同肥料處理背景下所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不同。結(jié)合實驗結(jié)果分析無肥區(qū)、常規(guī)施肥區(qū)以及5個緩控釋施肥區(qū)的產(chǎn)值與純收入對比，5個緩控釋施肥區(qū)在收入上均比無肥區(qū)更高，而常規(guī)施肥區(qū)則位居第6位。其中純收入最高的為處理4區(qū)，它的收入可達(dá)到2.98元/m²，而無肥區(qū)收入最低，只有1.05元/m²。

可結(jié)合試驗篩選出運用不同緩控釋施肥對水稻秀水134產(chǎn)量的影響。采用常規(guī)施肥可有效減少肥料投入量和追肥次數(shù)，節(jié)省成本，為水稻增產(chǎn)增效，但相比較而言采用緩控釋肥料的效果更好，結(jié)合實際的地力情況，可推斷出試驗區(qū)內(nèi)氮肥的施入臨界量為15kg左右。其中在等價肥料投入條件下，緩控釋肥料相比于常規(guī)肥料可減少施入20%左右的氮肥，為農(nóng)戶水稻種植節(jié)約成本。

3試驗案例二

3.1試驗材料與處理設(shè)計

試驗案例二在2017年5-10月展開，選擇年降水量為1200.6mm、年平均氣溫為17.3℃、無霜期為245d、年日照時數(shù)為1520.7h的試驗區(qū)域。另外經(jīng)過考察該試驗田塊的土壤理化性質(zhì)為pH值6.8，其中全氮含量為1.8g/kg，施入有效磷17.9mg/kg，還配備了速效鉀95mg/kg。所采用的試驗水稻依然是秀水134，試驗肥料包括木質(zhì)素緩釋肥、脲甲醛緩釋肥、水稻配方肥、氯化鉀、復(fù)合肥以及碳酸氫鉀等。

3.2試驗方法

試驗田塊選擇大區(qū)展開，專門設(shè)置5個處理區(qū)域，其中處理1區(qū)采用木質(zhì)素緩釋肥和尿素15kg；處理2區(qū)采用基肥配合45%的脲甲醛緩釋肥40kg、尿素15kg；處理3區(qū)采用穩(wěn)定性非配合40%基肥、尿素15kg；處理4區(qū)采用水稻配方肥，配合44%基肥和氯化鉀1.0kg；處理5區(qū)采用常規(guī)施肥專門作為對比區(qū)。

該試驗選擇在水稻成熟期（10月末）展開植株采樣和水稻經(jīng)濟(jì)性狀測試，專門對水稻的株高、有效穗、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率以及千粒重進(jìn)行對比分析。實驗中采用了烘干法進(jìn)行產(chǎn)量折算，最后對水稻生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了精確評估。

3.3試驗結(jié)果

試驗案例二中基于不同肥料處理的水稻農(nóng)藝性狀與經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)數(shù)據(jù)見表2。

結(jié)合試驗結(jié)果對水稻的經(jīng)濟(jì)性狀與產(chǎn)量影響因素進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對照最高為處理2區(qū)，其有效穗數(shù)值最高，達(dá)到190.8穗/m²，最低為處理5區(qū)，即采用常規(guī)施肥的對比區(qū)；在每穗實粒數(shù)方面，處理1區(qū)表現(xiàn)最高，可達(dá)到313.9粒，而處理3區(qū)最低，只有294.8粒。不同施肥處理情況下水稻產(chǎn)量平均值為1.2～1.28kg/m²，其中處理2區(qū)最高，采用了脲甲醛緩釋肥對水稻產(chǎn)量影響較大，而采用常規(guī)施肥處理后的試驗5區(qū)在水稻產(chǎn)量上位居第4位，超過了木質(zhì)素緩控釋肥處理的處理1區(qū)。

針對水稻的化肥用量影響方面，處理4區(qū)的施肥次數(shù)為3次，緩釋肥與水稻配方肥的使用程度相應(yīng)減少了其施肥用量，相比于常施肥處理5區(qū)，它的施肥中純氮用量減少了18.2%左右。而處理2及處理3區(qū)的水稻種植減氮增效效果則相對明顯。

該試驗中不同試驗區(qū)對水稻產(chǎn)值的經(jīng)濟(jì)影響分析。相比于常規(guī)施肥處理，處理2區(qū)和處理3區(qū)的水稻產(chǎn)值分別增加了2.45%和1.89%，而處理4區(qū)和處理1區(qū)則分別減少了0.8%和1.2%。可以見得在不同施肥處理狀況下根據(jù)肥料總投入、所采用肥料的不同，水稻產(chǎn)值會發(fā)生較大的經(jīng)濟(jì)差異。在施肥次數(shù)以外，田間管理生產(chǎn)總成本也有差異，其中處理1區(qū)的生產(chǎn)總成本最高達(dá)到2.85元/m²，而處理3區(qū)最低為2.553元，m²。

4結(jié)論

本文主要分析了基于不同緩控釋肥料對水稻秀水134產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，結(jié)合兩個試驗案例中的多個處理區(qū)，通過不同緩控釋肥料施肥、常規(guī)施肥及無施肥區(qū)進(jìn)行試驗對比發(fā)現(xiàn)，一般施用緩控釋肥料可提高10%～15%的水稻作物產(chǎn)量，肥料利用率可提高25%，效果明顯。而在試驗中發(fā)現(xiàn)施肥脲甲醛緩釋肥效果最佳，脲甲醛緩釋肥是被目前公認(rèn)的穩(wěn)定性最佳的緩釋控肥料，在有效減氮的同時可以提高水稻的氮素吸收利用率，對簡化水稻施肥技術(shù)和節(jié)約勞動人力成本都有好處。