新型控釋氮肥不同配施比例對(duì)水稻生長(zhǎng)及養(yǎng)分利用的影響

王家寶，鄔 剛，袁嫚嫚，耿 維，井玉丹，孫義祥

（安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所 養(yǎng)分循環(huán)與資源環(huán)境安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230031）

近年來(lái)，由于氮肥施用量增加和施用方法不合理所帶來(lái)的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降等問(wèn)題日益突出［1］。緩控釋肥因具有肥效長(zhǎng)、肥料利用率高以及養(yǎng)分流失少等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛關(guān)注，將緩釋肥料與速效肥料按一定比例配施，不僅可以滿足作物前期生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，同時(shí)可以解決作物后期脫肥的問(wèn)題，從而降低施肥成本［2-3］。前人對(duì)緩控釋肥的研究多為單一品種，對(duì)不同釋放期的控釋氮肥與速效氮肥之間的配施研究較少，本研究探討了兩種不同控釋期的控釋氮肥（CRU40、CRU90）與尿素（CU）配施對(duì)水稻生長(zhǎng)及養(yǎng)分利用的影響，為驗(yàn)證緩控釋肥料在水稻生產(chǎn)中的節(jié)肥潛力及增產(chǎn)效果以及探索簡(jiǎn)化栽培的施肥技術(shù)模式提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用速效肥料為尿素（w（N）46%）、過(guò)磷酸鈣（w（P2O5）12%）和氯化鉀（w（K2O）60%），控釋氮肥為安徽茂施新型肥料有限公司生產(chǎn)。

水稻品種為禾兩優(yōu)1號(hào)，水稻三葉期移栽，基本苗為22.2萬(wàn)穴/hm2，行距30 cm，株距15 cm。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年5月至9月，在安徽省明光市古沛鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)地耕層土壤w（全氮）0.78 g/kg，w（有機(jī)質(zhì)）11.83 g/kg，w（速效磷）18.60 mg/kg，w（速效鉀）97.75 mg/kg，pH為5.83。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置不施氮處理作為對(duì)照（CK），試驗(yàn)設(shè)計(jì)及施肥方案見(jiàn)表1，每個(gè)處理重復(fù)3 次，小區(qū)面積為30 m2，隨機(jī)排布，小區(qū)間田埂用防水布覆蓋，隔離防滲。各處理施P2O575 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2，所有處理肥料均一次性基施。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與施肥方案

1.4 樣品采集及分析方法

在試驗(yàn)小區(qū)定點(diǎn)10穴，分別在6月19日、7月1日和8月11日記載分蘗數(shù)，同時(shí)每小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)中等且一致的水稻2穴采樣，測(cè)定干物質(zhì)量。

收獲期，每小區(qū)分別采集水稻籽粒、秸稈樣品，測(cè)定樣品氮磷鉀含量（樣品采用H2SO4-H2O2消煮，待測(cè)液中氮、磷、鉀分別用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法和火焰光度法測(cè)定［4］），實(shí)驗(yàn)室常規(guī)考種。水稻用小型收割機(jī)全部實(shí)收，單獨(dú)計(jì)產(chǎn)。

肥料的表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率計(jì)算公式：

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL2007 和SPSS19.0 軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)水稻各時(shí)期干物質(zhì)量及分蘗數(shù)的影響

2.1.1 不同施氮量對(duì)水稻各時(shí)期干物質(zhì)量及分蘗數(shù)的影響

水稻干物質(zhì)積累及莖蘗動(dòng)態(tài)對(duì)產(chǎn)量有一定影響。以m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3 ∶2 為例，研究2 種不同施氮量對(duì)水稻各時(shí)期干物質(zhì)量及分蘗數(shù)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同施氮量水稻各時(shí)期干物質(zhì)量及分蘗數(shù)的變化

由圖1a.可知，各處理水稻干物質(zhì)量隨著生育期的變化都在增加，且3次采樣各施氮處理干物質(zhì)量均高于CK，但不同施氮量間又表現(xiàn)出差異。水稻生長(zhǎng)前期，高施氮量處理T2 的干物質(zhì)量高于低施氮量處理T7；但隨著水稻生育進(jìn)程的延續(xù)，在第2次、第3次采樣時(shí)，T7處理的干物質(zhì)量均高于T2。這說(shuō)明高施氮量在水稻生長(zhǎng)前期，有利于加快干物質(zhì)的積累，但隨著生育期的延續(xù)，在水稻生育后期可能限制干物質(zhì)的積累。

由圖1b.可知，水稻分蘗數(shù)隨著生長(zhǎng)期的變化均呈現(xiàn)出先增加后減少的規(guī)律，且施氮處理在3次采樣中的分蘗數(shù)均顯著高于CK（P＜0.05），但不同施氮量處理間又表現(xiàn)出差異。第1次采樣時(shí)，T2處理的分蘗數(shù)最高；第2次、第3次采樣時(shí)，T7處理的分蘗數(shù)超過(guò)T2 處理，這可能是由于施氮量的增加易使水稻無(wú)效分蘗數(shù)增多，群體過(guò)大，后期分蘗死亡率高。

2.1.2 不同釋放期氮素分配比例對(duì)水稻各時(shí)期干物質(zhì)量及分蘗數(shù)的影響

施氮量為165 kg/hm2時(shí)，不同釋放期氮素分配比例對(duì)水稻各時(shí)期干物質(zhì)量及分蘗數(shù)的影響見(jiàn)圖2。

圖2 氮肥不同配施比例下水稻各時(shí)期干物質(zhì)量及分蘗數(shù)變化

由圖2a.可知，3次采樣施氮處理干物質(zhì)量均高于CK。第1次采樣時(shí)，T8 處理干物質(zhì)量最高，處理T7次之，二者差異不顯著（P＞0.05），處理T6和T10的干物質(zhì)量基本持平，T9處理的干物質(zhì)量顯著低于上述4個(gè)處理；第2次采樣時(shí)，T7處理的干物質(zhì)量最大，其次為T(mén)8 和T6 處理；第3 次采樣時(shí)，T7 處理的干物質(zhì)量依然最高，其次為T(mén)8 和T10處理，但3者差異不顯著。這說(shuō)明適當(dāng)提高速效氮比例有利于前期水稻干物質(zhì)的積累，同時(shí)，水稻在生育后期對(duì)氮素需求量降低，因此適當(dāng)控制CRU90的施用比例，可以保證肥料中氮素的供應(yīng)與水稻整個(gè)生育期對(duì)氮素的需求基本吻合。

由圖2b.可知，第1 次采樣時(shí)，T8 處理分蘗數(shù)最高，其次為T(mén)9處理，二者差異不顯著；第2次采樣時(shí)，T7 處理分蘗數(shù)最高，其次為T(mén)8 和T6 處理，3 個(gè)處理間差異不顯著；隨著水稻生育進(jìn)程的延續(xù)，無(wú)效分蘗死亡，第3次采樣時(shí)，各處理分蘗數(shù)均低于第2 次采樣，但T7 處理分蘗數(shù)仍為各處理中最高，其次為T(mén)8和T10處理，三者差異不顯著。

2.2 不同施肥處理對(duì)水稻農(nóng)學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響

施用氮肥可以顯著提高水稻每穗粒數(shù)、有效穗數(shù)和產(chǎn)量，而對(duì)株高、谷草比和千粒質(zhì)量的影響不顯著（見(jiàn)表2）。

表2 不同施肥處理對(duì)水稻農(nóng)學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響

施氮量為195 kg/hm2和165 kg/hm2的各處理中，水稻最高產(chǎn)量分別出現(xiàn)在T1 和T7 兩個(gè)處理，分別比CK增產(chǎn)53.76%、56.36%，但兩個(gè)處理間差異不顯著。同時(shí)，兩個(gè)施肥水平下，對(duì)水稻產(chǎn)量形成要素影響也不明顯，說(shuō)明適當(dāng)減少施氮量不會(huì)造成水稻減產(chǎn)。

在同一施氮水平下，不同釋放期氮素配施比例各處理間，產(chǎn)量形成要素差異均不顯著。在195 kg/hm2氮水平下，T3處理產(chǎn)量最低；在165 kg/hm2氮水平下，T9 處理產(chǎn)量最低；普通尿素比例為50%時(shí)（T1、T2、T6、T7），水稻產(chǎn)量較其他處理高，這是由于尿素能夠滿足水稻生長(zhǎng)前期對(duì)速效養(yǎng)分的需求，后期隨著緩釋肥料中氮素的逐步釋放，保證了水稻整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的需求。

2.3 控釋氮肥不同配施比例對(duì)水稻氮含量及氮肥利用率的影響

各處理水稻籽粒氮含量均高于秸稈，秸稈氮含量最高和最低的處理分別為T(mén)7 和CK，二者相差3.04 mg/g，差異顯著；籽粒氮含量最高和最低的處理分別為T(mén)6和CK，各施氮處理間籽粒氮含量差異不顯著，但與CK差異顯著（見(jiàn)表3）。

表3 不同施肥處理對(duì)水稻氮含量及氮肥利用率的影響

施氮量為195 kg/hm2時(shí)，各處理氮肥表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率平均為37.01%、13.43 kg/kg，其中T1處理最高，但與同一施氮水平下的其余處理差異不顯著；施氮量為165 kg/hm2時(shí)，氮肥表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率平均為42.34%、16.84 kg/kg，其中，T7最高，其次為T(mén)6，二者差異不顯著（見(jiàn)表4）。

表4 不同施肥處理對(duì)水稻氮肥利用率的影響

2.4 控釋氮肥配施比例對(duì)水稻磷、鉀含量的影響

各處理水稻籽粒磷含量均高于秸稈（見(jiàn)表5），秸稈磷含量最高和最低的處理分別為T(mén)1和T9，二者差異顯著；籽粒w（磷）在2.23 ～3.41 mg/g。在施肥比例相同的各處理中，除T5 處理秸稈磷含量低于T10處理，T2處理籽粒磷含量低于T7處理外，施氮量為195 kg/hm2處理的秸稈磷含量和籽粒磷含量均高于相應(yīng)的施氮量為165 kg/hm2的處理。這可能是由于在一定施氮范圍內(nèi)，高施氮量可以促進(jìn)水稻對(duì)磷的吸收，但當(dāng)施氮量比較適宜時(shí)，也可以提高水稻對(duì)磷的吸收；而對(duì)于未施氮處理CK，其秸稈和籽粒磷含量均處于中等水平，這與氮素吸收能促進(jìn)磷素的吸收相互矛盾，具體原因有待進(jìn)一步研究。

總含磷量最高和最低的處理分別為T(mén)1 和CK，二者相差16.11 kg/hm2，差異顯著；施氮量為195 kg/hm2和165 kg/hm2各處理總含磷質(zhì)量平均值分別為35.16、29.65 kg/hm2，在同一施氮水平下，尿素比例為50%時(shí)（T1、T2、T6、T7），總磷含量高于其他配施比例的處理，且在施氮量為165 kg/hm2的各處理中，T7 總磷含量最高，說(shuō)明當(dāng)施氮量一定時(shí)，m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3∶2時(shí)，對(duì)磷的吸收及積累有很好的促進(jìn)作用。

表5 不同施肥處理對(duì)水稻磷含量及鉀含量的影響

各處理水稻秸稈鉀含量均遠(yuǎn)高于籽粒，但各處理秸稈鉀含量、籽粒鉀含量以及總含鉀量差異均不顯著。秸稈鉀含量最高和最低的處理分別為CK 和T2，但CK 籽粒的鉀含量最低，說(shuō)明施用氮肥能促進(jìn)鉀向種子器官運(yùn)輸。T7 處理籽粒鉀含量最高，說(shuō) 明， 施 氮 量 為165 kg/hm2且m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3 ∶2 時(shí)，有利于鉀素向水稻籽粒轉(zhuǎn)移。

3 討論

3.1 施氮量對(duì)水稻生長(zhǎng)及養(yǎng)分利用的影響

施氮可以顯著提高水稻有效分蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量和水稻產(chǎn)量［5］，且在一定范圍內(nèi)，水稻產(chǎn)量隨著施氮量的增加而增加，但超出一定范圍后，增加施氮量，水稻產(chǎn)量不再增加，甚至?xí)S著施氮量增加而降低。適宜的施氮量可以提高肥料利用率、減少氮肥對(duì)環(huán)境的污染［6-7］。本研究中，施氮量為165 kg/hm2時(shí)最高產(chǎn)量為9 325.9 kg/hm2，施氮量為195 kg/hm2時(shí)最高產(chǎn)量為9 171.0 kg/hm2，兩者差異很小，兩者的氮肥表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率分別為57.01%、20.37 kg/kg，45.54%和16.44 kg/kg。

氮素的吸收與磷、鉀素的吸收之間存在著密切的關(guān)系［8］。本研究中，施氮量為165 kg/hm2時(shí)，對(duì)磷、鉀的吸收及積累也有一定促進(jìn)作用。

3.2 不同釋放期氮素分配比例對(duì)水稻生長(zhǎng)及養(yǎng)分利用的影響

控釋肥料與速效肥料配施可以有效解決作物養(yǎng)分供應(yīng)不足與養(yǎng)分流失之間的矛盾，適當(dāng)比例的控釋氮肥與尿素配施能夠提高水稻籽粒氮素積累量，從而達(dá)到提高氮肥利用率的效果［2，9］。本研究中，在施氮水平相同的前提下，不同處理間產(chǎn)量差異不顯著，但表觀利用率差異較大，這可能是由于適宜的氮肥可以有效增加水稻籽粒的氮含量，從而提高了水稻對(duì)氮素的利用率。施氮量為165 kg/hm2時(shí)，控釋氮肥與普通尿素按m（CU）∶m（CRU40）∶m（CRU90）為5 ∶3 ∶2配施時(shí)水稻的產(chǎn)量、氮肥表觀利用率、農(nóng)學(xué)利用率最高，分別為9 325.9 kg/hm2、57.01%、20.37 kg/kg。說(shuō)明不同釋放期氮素的配施比例，對(duì)水稻吸收氮素的影響較大，這可能與水稻對(duì)不同釋放期氮素的吸收機(jī)制不同有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。