不同深施肥方式對(duì)稻田氨揮發(fā)及水稻產(chǎn)量的影響

周平遙，張震，王華，肖智華，徐華勤，汪久翔

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，洞庭湖區(qū)農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)健康湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410128）

水稻是世界上重要的糧食作物，占中國(guó)糧食總產(chǎn)量的40%[1]，為我國(guó)60%以上的人口提供食物。氮素是水稻生長(zhǎng)必不可少的元素之一，對(duì)提高水稻產(chǎn)量起著至關(guān)重要的作用。在我國(guó)，農(nóng)民往往施用過量的氮肥來保證水稻產(chǎn)量。其中水稻單季生產(chǎn)農(nóng)民習(xí)慣施氮量平均為180 kg·hm-2，與世界平均水平相比高出約75%，在高產(chǎn)田塊中，水稻氮肥施用量高達(dá)300～450 kg·hm-2[2-3]，氮素利用率僅為30%～35%[4]。過量的氮素養(yǎng)分通過各種途徑流失，導(dǎo)致環(huán)境污染。農(nóng)田中氮肥損失主要是反硝化作用導(dǎo)致的N2揮發(fā)，其次是氨（NH3）揮發(fā)和水體徑流、淋溶損失。其中大氣氨易與空氣中二氧化氮和二氧化硫發(fā)生中和反應(yīng)形成霧霾，是主要的空氣污染物之一[5-6]。

溫度、風(fēng)速、田面水銨態(tài)氮濃度、田面水pH 值等都會(huì)影響稻田氨揮發(fā)。前人研究結(jié)果表明，施用緩釋肥料控制尿素水解速率，阻隔肥料與土壤脲酶接觸，進(jìn)而降低田面水銨態(tài)氮濃度，減少氨揮發(fā)損失[7]；Silva等[8]發(fā)現(xiàn)與僅施尿素的對(duì)照組相比，在土壤中添加脲酶抑制劑降低了土壤pH 值和土壤有機(jī)碳（SOC）含量，減少了氨的揮發(fā)。但是，緩釋肥料在制作工藝成本和土壤適用方面存在著較大的差異；脲酶抑制劑在水田中延緩尿素水解作用時(shí)間較短，且無法減少尿素流失。氮肥減量深施是目前降低氮素?fù)p失的一種施肥方式，該方式將氮肥深施至一定深度，通過強(qiáng)烈的還原環(huán)境和帶有負(fù)電荷的土壤膠體減緩尿素水解，使得水解的銨態(tài)氮能被周圍的土壤顆粒迅速吸附，進(jìn)而降低田面水銨態(tài)氮濃度，實(shí)現(xiàn)減少環(huán)境污染和養(yǎng)分流失[9]。研究不同深施肥方式對(duì)植株干物質(zhì)積累、氮肥利用率和氨揮發(fā)的影響具有重要意義。Yao等[10]研究表明，尿素深施可以顯著降低氨揮發(fā)量，尿素深施處理的氨揮發(fā)通量和氨揮發(fā)損失率分別比表施處理下降了91%和92%；并且深施處理可以使土壤中的銨態(tài)氮長(zhǎng)時(shí)間保持較高濃度，為水稻生長(zhǎng)提供充足和均衡的養(yǎng)分，顯著促進(jìn)植株對(duì)氮素的吸收。Jiang等[11]通過對(duì)玉米地進(jìn)行尿素減量深施，發(fā)現(xiàn)減量的處理組能滿足玉米對(duì)氮素的需求，產(chǎn)量與對(duì)照組無顯著性差異。因此，通過改變施肥方式，把氮肥集中深施在水稻根系附近，是減少環(huán)境污染、提高氮肥利用率的一個(gè)有效途徑。

上述研究多是在中性或堿性土壤上進(jìn)行的，而在酸性土壤上，氮肥深施的效果尚不明確。此外，由于當(dāng)前很多土壤經(jīng)過長(zhǎng)期大量施肥往往已經(jīng)比較肥沃，在進(jìn)行氮肥試驗(yàn)時(shí)經(jīng)常難以靈敏地反映出減量施肥或施肥措施的效果。因此。本研究選取次表層貧瘠水稻土，進(jìn)行氮肥深施盆栽試驗(yàn)，以期能夠敏感地反映農(nóng)田NH3揮發(fā)和水稻產(chǎn)量在不同深施肥方式下的施肥效果，探討減少氨揮發(fā)、提高水稻氮肥利用率的合理施肥方式，為稻田土壤的生態(tài)保育提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究地點(diǎn)

本盆栽試驗(yàn)在長(zhǎng)沙縣金井鎮(zhèn)中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)沙農(nóng)業(yè)環(huán)境觀測(cè)站進(jìn)行（112°56′～113°30′E、27°55′～28°40′N）。該地點(diǎn)處于典型亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫17.5 ℃，無霜期274 d。降水集中于4—10月，年降雨量在1 200～1 500 mm[12]。年日照時(shí)數(shù)1 663 h，相對(duì)濕度80%左右。區(qū)內(nèi)海拔高度為45～350 m，土壤采自大田試驗(yàn)基地內(nèi)深層土壤（100 cm），將采集的土壤風(fēng)干磨碎后，裝入塑料集裝箱。

水稻種植采用硫酸銨（21%N）作為氮肥，磷酸二氫銨（61%P、12%N）為磷肥，氯化鉀（60%K2O）為鉀肥。用量分別為300 kg N·hm-2、150 kg P2O5·hm-2、200 kg K2O·hm-2。除N0處理外，施肥處理所需磷、鉀肥用量一致。施肥量為大田施肥量的兩倍。盆栽水稻品種為“穗香優(yōu)香絲占”，生育期約122 d。供試土壤主要性質(zhì)見表1。

1.2 研究設(shè)計(jì)

盆栽試驗(yàn)采用42 cm×31.5 cm×22.5 cm 塑料集裝箱種植，每盆種植4 株水稻。試驗(yàn)設(shè)7 個(gè)處理：N0（不施化肥）、S300（傳統(tǒng)氮肥撒施）、S210（減氮30%+傳統(tǒng)氮肥撒施）、R5（減氮30%+條施、深度為5 cm），R10（減氮30%+條施，深度為10 cm）、B5（減氮30%+大顆粒球肥深施，深度為5 cm）、B10（減氮30%+大顆粒球肥深施，深度為10 cm）。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。棚頂用塑料薄膜覆蓋，防止雨水干擾，并鋪蓋防鳥網(wǎng)。

試驗(yàn)水稻于2019 年6 月23 日進(jìn)行移栽。傳統(tǒng)氮肥撒施處理磷鉀肥在插秧前均作為基肥一次性施入，氮肥75%作為基肥，25%作為追肥在水稻分蘗期施入。其他深施處理肥料在水稻插秧前后分兩次施入，其中水稻插秧前施入氮磷肥，其用量分別為60 kg N·hm-2和75 kg P2O5·hm-2，其余基肥均在水稻插秧后以大顆粒球肥方式一次性施入大顆粒球肥深施處理。球肥制作過程如下：把定量的氮磷鉀肥充分混合后，按肥料與黏土的比例2∶1 添加紅壤，噴水再次充分混合，制成直徑為1～1.5 cm 的肥球，放入到烘箱中30 ℃烘干[13]。施肥時(shí)利用注射器迅速施入兩蔸水稻中間。對(duì)于條施處理，首先挖出一條5 cm 或10 cm 深度的溝，將肥料均勻撒入，再拿土進(jìn)行覆蓋。農(nóng)田管理按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣，在水稻生育期間保持5 cm 左右的水層。2019年9月27日水稻收獲。

1.3 樣品采集與分析

1.3.1 植株樣品采集及處理

在水稻成熟期將整盆4 株全部取出，取樣時(shí)將植株帶根挖出，分為根和地上部（莖、葉、穗），洗凈吸干水分，分別裝于牛皮紙袋中。

樣品處理完后105 ℃殺青30 min，于65 ℃恒溫烘干稱質(zhì)量，采用不銹鋼粉碎機(jī)磨碎后測(cè)定水稻氮素養(yǎng)分含量。植株全氮前處理：先稱取樣品0.2 g，加入5 mL濃硫酸進(jìn)行碳化，再移至電熱板進(jìn)行消煮，消煮成無色透明且沒有沉淀物后，轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶定容，最后用濾紙過濾至50 mL 塑料瓶中作為待測(cè)液。全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法測(cè)定。

1.3.2 水稻考種測(cè)產(chǎn)

水稻產(chǎn)量在水稻成熟期將4 株水稻全部取出，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行脫粒測(cè)產(chǎn)。

1.3.3 稻田氨揮發(fā)測(cè)定

本試驗(yàn)氨揮發(fā)收集采用密閉室抽氣法。收集裝置由真空泵、密閉室、洗氣瓶、流量計(jì)等組成。密閉室為圓柱形的有機(jī)玻璃，內(nèi)徑14 cm，高15 cm。氨的吸收液為0.05 mol·L-1稀硫酸，定量準(zhǔn)確吸取100 mL 稀硫酸放入洗氣瓶。通過流量計(jì)將室內(nèi)換氣次數(shù)設(shè)置為15～20 次·min-1。抽氣時(shí)段為上午9：00—11：00 和下午15：00—17：00，每日抽4 h 來代表全天24 h 氨揮發(fā)通量。

氨揮發(fā)監(jiān)測(cè)于施肥后的第1 d 進(jìn)行連續(xù)性采樣，直至施肥處理與不施肥處理（N0）的氨排放量無明顯差異。同時(shí)每日上午采集水樣，測(cè)定田面水銨態(tài)氮濃度、全氮及pH 值。收集的氨揮發(fā)吸收液和田面水銨態(tài)氮濃度及全氮均采用AA3 流動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定，采用便攜式pH 計(jì)測(cè)定田面水pH 值。溫度條件由該地基準(zhǔn)氣象站提供數(shù)據(jù)。

1.4 計(jì)算公式

1.4.1 氨揮發(fā)相關(guān)計(jì)算

式中：F表示氨排放通量，kg·hm-2·d-1；C表示吸收液中銨態(tài)氮濃度，mg·L-1；V表示稀硫酸吸收液體積，L；6 表示換算為1 d 排放通量；10-6表示mg 轉(zhuǎn)換為kg；r表示收集氨揮發(fā)的密閉室半徑；10-4表示m2轉(zhuǎn)換為hm2。

式中：R表示氨揮發(fā)損失率，%；FW表示施氮區(qū)氨排放累積通量，kg·hm-2·d-1；F0表示不施氮區(qū)氨排放累積通量，kg·hm-2·d-1；f表示肥料施氮量，kg·hm-2。

1.4.2 氮素利用率計(jì)算

采用Pan 等[14]和Ye 等[15]的方法計(jì)算了氮素回收率（NRE）、氮素農(nóng)藝?yán)眯剩∟AE）、氮生理效率（NPE）、籽粒生產(chǎn)效率（NGPE）。公式如下：

式中：N表示施氮處理植株地上部氮吸收量，g·pot-1；N0表示不施氮處理植株地上部氮吸收量，g·pot-1；GY表示施氮處理籽粒干物質(zhì)量，g；GY0表示不施氮處理籽粒干物質(zhì)量，g；F表示肥料施氮量，g·pot-1。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2019 和SPSS 18.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)LSD 檢驗(yàn)，采用單因素方差分析比較和判斷處理之間的差異（P＜0.05）。采用Origin 8.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥方式對(duì)稻田氨揮發(fā)的影響

2.1.1 氨揮發(fā)通量動(dòng)態(tài)變化

從圖1 可知，各施肥處理氨揮發(fā)量均在基肥施用后第1 d 出現(xiàn)最大值。S300 處理氨揮發(fā)通量峰值最高，為0.41 kg·hm-2·d-1；B10 處理氨揮發(fā)通量峰值最低，為0.22 kg·hm-2·d-1，較S300 處理降低46.34%；S210 處理峰值較S300 處理降低了35.31%；其他深施處 理（R5、R10、B5）峰 值 較S300 處 理 也 降 低 了44.12%～46.04%。在同一施肥深度上，B5處理的氨揮發(fā)通量峰值較R5處理降低了1.40%；B10處理的氨揮發(fā)通量峰值較R10 處理降低了0.13%?；适┯煤蟮?～6 d，各施肥處理氨揮發(fā)量均呈急劇下降趨勢(shì)。

第9 d 施用追肥后，傳統(tǒng)氮肥撒施處理出現(xiàn)第二個(gè)氨揮發(fā)高峰，此時(shí)S300、S210 處理氨揮發(fā)量分別為0.26 kg·hm-2·d-1和0.21 kg·hm-2·d-1，較第一次峰值低，主要是因?yàn)榉痔Y肥的施氮量少于基肥施氮量。其他施肥處理由于一次性深施無第二個(gè)峰值。隨后各施肥處理氨揮發(fā)量均呈下降趨勢(shì)，直至施肥后第23 d時(shí)，各施肥處理氨揮發(fā)量與不施肥處理（N0）均無明顯差異。稻田氨揮發(fā)測(cè)定期間，傳統(tǒng)氮肥撒施處理的氨揮發(fā)量呈現(xiàn)快速增加-下降-增加-下降-平穩(wěn)的趨勢(shì)；而深施處理的氨揮發(fā)量呈現(xiàn)快速增加-下降-平穩(wěn)的趨勢(shì)。

2.1.2 氨揮發(fā)損失量及損失率

由表2可知，稻田氨揮發(fā)監(jiān)測(cè)期內(nèi)（23 d），傳統(tǒng)氮肥撒施處理S300 和S210 氨揮發(fā)損失量（率）最高，分別為3.95 kg·hm-2（1.00%）和3.32 kg·hm-2（1.13%），N0處理氨揮發(fā)累計(jì)損失量最低，施肥處理中B10處理氨揮發(fā)累計(jì)損失量處于極低水平，各施肥處理間存在顯著性差異。氨揮發(fā)累計(jì)損失量表現(xiàn)為S300＞S210＞R5＞B5＞R10＞B10，B10 處理降低氨揮發(fā)累計(jì)損失量的優(yōu)勢(shì)最顯著。

氮肥減量深施處理可以顯著降低氨揮發(fā)損失，其中條形深施處理（R5、R10）氨揮發(fā)損失率分別為0.86%、0.62%，較S300 處理分別降低了14.00%、38.00%。大顆粒球肥深施處理（B5、B10）氨揮發(fā)損失率分別為0.73%、0.53%，較S300 處理分別降低了27.00%、47.00%。在同一施肥深度上，B5 處理的氨揮發(fā)損失率較R5處理降低了15.12%；B10處理的氨揮發(fā)損失率較R10處理降低了14.53%。由此可知，施肥深度越深，氨揮發(fā)損失量（率）則越低；同一施肥深度下，大顆粒球肥施肥方式對(duì)抑制氨揮發(fā)損失效果最佳。以上結(jié)果表明施肥方式對(duì)氨揮發(fā)損失量有顯著的影響，深施處理能夠有效降低氨揮發(fā)，且深度越深，效果越好。

圖1 不同施肥處理的氨揮發(fā)日變化量Figure 1 Daily variation of ammonia volatilization in different fertilization treatments

2.2 氨揮發(fā)的影響因子及其相關(guān)性分析

2.2.1 田面水銨態(tài)氮濃度和總氮濃度

由圖1 和圖2 可知，施肥處理的田面水銨態(tài)氮濃度、田面水總氮濃度與氨揮發(fā)量日變化趨勢(shì)基本一致，均在施入基肥后第1 d 達(dá)到最高峰，第2 個(gè)高峰出現(xiàn)于追肥當(dāng)天，之后逐漸下降。由圖2a、圖2b 可知，施用基肥后第1 d S300 處理的銨態(tài)氮濃度和總氮濃度最高，分別為249.07 mg·L-1和291.66 mg·L-1；B10處理的濃度最低，分別為55.79 mg·L-1和99.73 mg·L-1；相較于S300處理，深施處理基肥后銨態(tài)氮濃度峰值和總氮濃度峰值分別降低43.75%～77.60% 和17.68%～65.81%。同一施肥深度下，銨態(tài)氮濃度峰值和總氮濃度峰值B5 處理較R5 處理降低了46.93%和17.48%，B10 處 理 較R10 處 理 降 低 了20.35% 和48.26%。追肥當(dāng)天S300 處理的峰值最高，銨態(tài)氮濃度和總氮濃度分別為172.39 mg·L-1和221.94 mg·L-1，相較于S300處理，深施處理追肥后銨態(tài)氮濃度峰值和總氮濃度峰值分別降低79.15%～86.26%和63.97%～81.42%。在同一施肥深度下,銨態(tài)氮濃度峰值和總氮濃度峰值B5 處理較R5 處理降低了6.25%和9.08%；B10 處理較R10 處理降低了27.68%和37.86%。23 d后各處理無明顯差異。施肥處理田面水銨態(tài)氮濃度、田 面 水 總 氮 濃 度 總 體 表 現(xiàn) 為S300＞S210＞R5＞B5＞R10＞B10，表明傳統(tǒng)氮肥撒施處理由于肥料撒于土壤表面導(dǎo)致田面水銨態(tài)氮濃度和總氮濃度高，而深施處理由于肥料深埋在土壤中，可顯著降低田面水銨態(tài)氮濃度和總氮濃度峰值。

表2 不同施肥方式下氨揮發(fā)損失量和氨揮發(fā)損失率Table 2 Ammonia volatilization loss and ammonia volatilization loss rate with different fertilization methods

2.2.2 田面水pH值

由圖2c 可知，田面水的pH 值變化幅度較小，且總體呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。施用基肥后第1 d，S300處理pH值最大，為6.01，B10處理pH值最低，為5.69；傳統(tǒng)氮肥撒施處理（S300、S210）在追肥當(dāng)天出現(xiàn)一次小幅增加。在第23 d 時(shí)，所有處理的pH 值均降至最低，范圍在4.27～4.49，并且施肥處理間無明顯差異。田面水pH值呈酸性的主要原因是施用的氮肥種類為硫酸銨，屬于強(qiáng)酸弱堿鹽；同時(shí)南方水稻土又呈酸性。因此，田面水pH、銨態(tài)氮濃度和總氮濃度趨勢(shì)基本一致，在氨揮發(fā)測(cè)定的23 d內(nèi)，田面水pH值隨著銨態(tài)氮和總氮濃度的下降而降低，可能是由于在施肥后，肥料的釋放速率影響田面水銨態(tài)氮和總氮的濃度，進(jìn)而影響田面水pH的變化。

2.2.3 溫度

圖2d 為稻田氨揮發(fā)監(jiān)測(cè)期間溫度的變化趨勢(shì)。由圖所示，最高溫度、最低溫度及平均溫度呈現(xiàn)不規(guī)則變化，但變化趨勢(shì)相近，平均氣溫波動(dòng)較大；在整個(gè)氨揮發(fā)監(jiān)測(cè)期間，最大值出現(xiàn)在施肥后第6 d，而氨揮發(fā)量的最大值出現(xiàn)在施肥后第1 d，說明溫度的峰值與氨揮發(fā)量的峰值不一致。與氨揮發(fā)量（圖1）相比較，溫度上升對(duì)氨揮發(fā)量有一定影響，但影響較小。

2.2.4 氨揮發(fā)累計(jì)量與氨揮發(fā)影響因子相關(guān)性分析

采用Pearson 相關(guān)分析對(duì)稻田田面水pH、銨態(tài)氮濃度、全氮濃度、溫度等氨揮發(fā)影響因子與氨揮發(fā)累計(jì)量進(jìn)行相關(guān)性分析（表3）。結(jié)果表明，田面水中的pH 值及銨態(tài)氮濃度和總氮濃度與氨揮發(fā)量均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.936**、0.902**、0.957**；而溫度與氨揮發(fā)量的相關(guān)性不顯著，相關(guān)系數(shù)為0.088。因此，在上述4 種影響因子中，田面水銨態(tài)氮濃度、全氮濃度和pH 值是影響氨揮發(fā)的主要因素。

2.3 水稻植株干物質(zhì)積累及產(chǎn)量差異

由表4 可知，水稻成熟期各施肥處理在干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量之間存在明顯差異。B10 處理在總干物質(zhì)積累量和地上部干物質(zhì)積累量上顯著高于S300 處理，分別為738.22 g·pot-1和510.59 g·pot-1；與S300 處理相比，B10 處理成熟期的總干物質(zhì)積累質(zhì)量和地上部干物質(zhì)積累量分別增長(zhǎng)了13.43%和6.01%。在同一施肥深度上，B5 處理的總干物質(zhì)積累量和地上部干物質(zhì)積累量較R5處理分別增長(zhǎng)了3.16%和4.22%；B10 處理的總干物質(zhì)積累量和地上部干物質(zhì)積累量較R10 處理分別增長(zhǎng)了14.89%和7.87%。深施5 cm處理（B5、R5）在水稻干物質(zhì)積累量上低于深施10 cm處理（B10、R10），說明植株?duì)I養(yǎng)吸收主要集中在根下10 cm 附近。B10 處理水稻根冠比顯著高于其他施肥處理，根冠比差異主要體現(xiàn)在根部器官干物質(zhì)積累量。說明大顆粒球肥深施肥方式可以提高根的活力，促進(jìn)吸收營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)分，進(jìn)而影響水稻產(chǎn)量。

圖2 施肥后氨揮發(fā)影響因子的變化Figure 2 Changes of influence factors of ammonia volatile after fertilization

各施肥處理間，B10 處理比S300 處理增產(chǎn)7.32%，差異不顯著；深施處理（B5、B10、R5、R10）均與S210 處理的產(chǎn)量存在顯著差異，分別比S210 處理增產(chǎn)了12.79%、28.27%、12.18%、14.49%。在同一施肥深度上，B5 處理產(chǎn)量較R5 處理提高0.54%；B10 處理產(chǎn)量較R10 處理提高12.04%。其產(chǎn)量高低表現(xiàn)為B10＞S300＞R10＞B5＞R5＞S210。

表3 氨揮發(fā)影響因子與氨揮發(fā)量的相關(guān)性（n=138）Table 3 R values between ammonia volatilization and its influence factors

表4 不同施肥方式下水稻在成熟期干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量Table 4 Dry matter accumulation and yield of medium rice at different growth stages under different fertilization methods

2.4 氮素利用率

施肥方式對(duì)氮素利用效率有顯著影響（表5）。在減氮30%的基礎(chǔ)上，深施處理與S210處理相比，氮素回收率（NRE）提高了9.16%～29.44%，其中B10達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；氮素農(nóng)藝?yán)眯剩∟AE）增加了13.85%～32.14%（P＜0.05）；籽 粒 生 產(chǎn) 效 率（NGPE）增 加 了12.18%～28.27%（P＜0.05）。其中，以B10處理最為顯著。在同一施肥深度上，B5處理與R5處理之間無顯著差異；B10處理氮素回收率（NRE）、氮素農(nóng)藝?yán)眯剩∟AE）和籽粒生產(chǎn)效率（NGPE）較R10 處理分別提高了11.89%、13.43%和12.07%。各施肥處理的氮生理效率（NPE）差異不顯著，NRE以S300處理最低。研究結(jié)果表明肥料深施有利于水稻植株固氮，減少氮素流失，提高氮素利用率。

表5 不同施肥方式對(duì)水稻氮素利用率的影響Table 5 Effects of different fertilization methods on nitrogen utilization efficiency of rice

3 討論

3.1 土壤基礎(chǔ)肥力對(duì)水稻產(chǎn)量及氮素利用率影響

土壤肥力是影響水稻植株干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成的關(guān)鍵。水稻增產(chǎn)量和增產(chǎn)率與土壤基礎(chǔ)肥力成反比，土壤基礎(chǔ)肥力越高，提供給水稻生長(zhǎng)的基礎(chǔ)養(yǎng)分越多，水稻更容易獲得高產(chǎn)。但是基礎(chǔ)肥力高也往往意味著土壤氮背景值高，致使氮肥的增產(chǎn)效果不明顯。所以在基礎(chǔ)肥力較低的土壤上施肥措施的效果更容易顯現(xiàn)[16-19]。為此本試驗(yàn)沒有采用表層土壤，而是采用了肥力相對(duì)貧瘠的稻田次表層土壤。試驗(yàn)結(jié)果較為靈敏地反映了不同施肥措施的效果，證實(shí)了氮肥深施能減少氨揮發(fā)、提高氮肥利用率，且大顆粒球肥效果好于條施。這一現(xiàn)象值得今后的相關(guān)肥料試驗(yàn)借鑒。

3.2 深施處理對(duì)稻田氨揮發(fā)影響

氨揮發(fā)作為農(nóng)田氮素?fù)p失的途經(jīng)之一，約占施氮量的9%～40%。本試驗(yàn)中不同施肥處理的氨揮發(fā)損失率為0.53%～1.13%，相比朱堅(jiān)等[20]研究結(jié)果有較大差異，原因在于本試驗(yàn)采用的氮肥種類為硫酸銨，硫酸銨本身就是抑制氨揮發(fā)損失的肥料。雖然氨揮發(fā)損失率總體較低，但各試驗(yàn)處理之間差異非常顯著，其中以B10處理最低，S210處理最高。同一施肥深度下大顆粒球肥深施處理的氨揮發(fā)損失量顯著低于條施處理，且深度越深，氨揮發(fā)損失量越低，這與其他研究結(jié)果是一致的[21-22]。稻田氨揮發(fā)受多種因素影響，大顆粒氮肥深施后氮肥顆粒與土壤接觸更充分，肥料水解速率降低，土壤銨態(tài)氮濃度持續(xù)時(shí)間更久，水稻氮素利用率提高，進(jìn)而降低田面水中的銨態(tài)氮濃度、總氮濃度和pH 值，這是氮肥深施處理氨揮發(fā)降低的重要原因。本研究中，田面水銨態(tài)氮濃度、總氮濃度和pH 值與氨揮發(fā)呈顯著正相關(guān)，但溫度與氨揮發(fā)的相關(guān)性不顯著，這與一些報(bào)道觀點(diǎn)不符，但與黃思怡等[7]、張文學(xué)等[23]觀點(diǎn)一致，其原因可能是本研究為大棚盆栽試驗(yàn)，不受降雨量的影響，且在氨揮發(fā)監(jiān)測(cè)期間平均溫度較低。

3.3 深施處理對(duì)水稻產(chǎn)量及氮素利用率的影響

水稻產(chǎn)量形成的本質(zhì)是干物質(zhì)的積累、轉(zhuǎn)移和分配過程。植株干物質(zhì)積累與水稻的產(chǎn)量密切相關(guān)，干物質(zhì)積累是水稻產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)[15]。肥料深施可以抑制肥料的釋放速率，減少肥料損失，并使水稻根系與肥料充分接觸，為水稻生長(zhǎng)提供較持續(xù)、較高濃度的養(yǎng)分從而促進(jìn)水稻分蘗，增強(qiáng)根系活力，增加產(chǎn)量[24]。本研究中，B10 深施處理顯著增加水稻植株干物質(zhì)積累量，其他深施處理（B5、R5、R10）的水稻產(chǎn)量相比S210 處理也有提高；B10 處理較R10 處理增產(chǎn)12.04%，B10 處理較B5 處理增產(chǎn)13.73%。其原因一是球狀肥深施處理肥料釋放較緩，養(yǎng)分在土壤中持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)，使水稻生長(zhǎng)期有較充足的養(yǎng)分吸收；二是施肥深度10 cm 與水稻根系的分布區(qū)域一致，可以提高水稻根系對(duì)氮素的吸收，提高氮素利用率，這與朱兆良等[4]和蔡昆爭(zhēng)等[25]研究結(jié)果一致。由此可知，減量深施的施肥方式并不會(huì)降低水稻總物質(zhì)積累量，反而起到了促進(jìn)作用，其中以B10處理效果最佳。在減氮30%的前提下，深施處理相較于傳統(tǒng)氮肥撒施更能在水稻的生長(zhǎng)階段促進(jìn)分蘗，加快籽粒灌漿，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。本研究中，深施處理的水稻氮素回收率顯著高于傳統(tǒng)氮肥撒施處理，其中以B10 處理最高，為59.47%；S300處理最低，為39.22%。因此，合理的施肥方式和深度能夠有效實(shí)現(xiàn)減排、保肥、穩(wěn)產(chǎn)。

4 結(jié)論

（1）本研究探討了不同深施肥方式對(duì)稻田氨揮發(fā)和水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與氮肥減量撒施相比，減量深施氨揮發(fā)損失率較減量撒施處理降低了23.89%～53.10%，且田面水的pH 值及銨態(tài)氮濃度和總氮濃度與氨揮發(fā)量均呈極顯著正相關(guān)。因此氮肥減量深施可有效降低田面水銨態(tài)氮濃度，進(jìn)而減少稻田氨揮發(fā)損失，提高氮素利用率。

（2）大顆粒肥料深施在減緩肥料水解速度的同時(shí)，使肥料與水稻根系充分接觸，促進(jìn)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的目的。但是由于深施技術(shù)所需人工成本較高，因此需進(jìn)一步研發(fā)和推廣大顆粒肥料制肥技術(shù)及施肥機(jī)具，以減少生產(chǎn)成本。