緩控釋肥不同配比對水稻秀水33產(chǎn)量與氮肥利用率的影響

潘建清，李路菲，薛美琴

(長興縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)總站，浙江 長興 313100)

水稻是我國重要的糧食作物之一，提高水稻產(chǎn)量對于保證國家糧食安全至關(guān)重要[1]。施用氮肥是提高水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的重要技術(shù)之一[2]。然而，我國的氮肥平均利用率僅為28%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的60%[3]。過量及不合理的施用氮肥造成了許多生態(tài)環(huán)境問題，如溫室氣體的排放、土壤酸化、地表水富營養(yǎng)化、地下水硝酸鹽積累等[3-5]。傳統(tǒng)的水稻施肥技術(shù)為多次施肥，通常3～4次，導(dǎo)致勞動力成本投入較高，同時(shí)追施的肥料施于土壤表層易造成農(nóng)業(yè)面源污染[5-6]。因此，在水稻生產(chǎn)中提供一種既可以提高肥料利用率、減少損失，同時(shí)又具有輕簡化特點(diǎn)的施肥技術(shù)是十分必要的[7-8]。

緩控釋肥作為一種新型肥料，能夠緩慢釋放養(yǎng)分，基本能與作物養(yǎng)分吸收同步，從而提高肥料利用率和作物產(chǎn)量[9]。張木等[5]研究發(fā)現(xiàn)，一次性施用緩控釋肥能在早稻和晚稻生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)。緩控釋肥一次性施用也可以滿足單季稻的養(yǎng)分需求[10]。有研究表明，緩控釋肥還可以減少氨揮發(fā)及溫室氣體排放[11-13]。但是，緩控釋肥成本較高，在大面積生產(chǎn)上推廣有一定難度。緩控釋肥與速效氮肥合理的配比是節(jié)約肥料成本，提高作物產(chǎn)量及氮肥利用率的重要方式之一。本研究通過大田試驗(yàn)，研究緩控釋肥和普通尿素不同配比對水稻增產(chǎn)、氮素利用率等方面的影響，以期為緩控釋肥在水稻生產(chǎn)上的施用提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2016—2017年在長興縣太湖街道進(jìn)行。試驗(yàn)田為湖松田，土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土。土壤基礎(chǔ)地力：pH 5.8，有機(jī)質(zhì) 37.6 g·kg-1，全氮 2.36 g·kg-1，堿解氮 213 mg·kg-1，速效磷 107 mg·kg-1，速效鉀 169 mg·kg-1。

供試緩釋氮肥(N 43%)由山東金正大生態(tài)工程有限公司提供；常規(guī)單質(zhì)肥料為尿素(N 46%)，過磷酸鈣(P2O512%)，氯化鉀(K2O 60%)，均市售。供試水稻品種為秀水33，由嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理：處理1，對照(CK)，不施氮肥；處理2，常規(guī)施肥，施用常規(guī)單質(zhì)肥料，施氮量為270 kg·hm-2；處理3，緩釋氮肥20%，施氮量為216 kg·hm-2；處理4，緩釋氮肥40%，施氮量為216 kg·hm-2；處理5，緩釋氮肥60%，施氮量為216 kg·hm-2。小區(qū)面積為40 m2(5 m×8 m)，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。各個(gè)小區(qū)之間用寬度為30 cm的田埂隔開，田埂上包裹塑料薄膜。所有處理的磷和鉀肥用量相同，均為P2O560 kg·hm-2和K2O 90 kg·hm-2。對于常規(guī)施肥處理，氮肥(普通尿素)按基肥40%，分蘗肥30%，穗肥30%施用，對于3個(gè)緩控釋肥處理，緩釋氮肥與普通尿素按要求的比例混勻后作基肥一次施用。所有處理的磷鉀肥都作基肥一次施用。水稻整個(gè)生育期按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方式進(jìn)行水分及病蟲害管理。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

水稻成熟期進(jìn)行植株采樣，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取6叢，裝入網(wǎng)袋中帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行養(yǎng)分分析測定。水稻植株樣人工脫粒分為籽粒和秸稈2個(gè)部分。樣品在75 ℃下烘至恒重，稱量。烘干樣品粉碎后測定全氮含量。采用濃硫酸-雙氧水消煮法測定[14]。

水稻收獲期進(jìn)行考種，每個(gè)小區(qū)按照平均分蘗數(shù)選取6叢，測定水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、籽實(shí)率和千粒重。每個(gè)小區(qū)全部收割進(jìn)行測產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

氮肥利用率相關(guān)計(jì)算公式如下[15]：氮肥收獲指數(shù)=水稻籽粒氮積累量/水稻植株總氮積累量×100%；氮肥表觀利用率=(施氮區(qū)水稻植株氮積累量-空白區(qū)水稻植株氮積累量)/施氮量×100%；氮肥農(nóng)學(xué)效率=(施氮區(qū)水稻籽粒產(chǎn)量-對照區(qū)水稻籽粒產(chǎn)量)/施氮量；氮肥偏生產(chǎn)力=水稻籽粒產(chǎn)量/施氮量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016處理，利用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

表1顯示，與不施氮肥對照相比，施用氮肥顯著增加水稻的產(chǎn)量。而緩釋肥處理較常規(guī)施肥處理沒有顯著提高水稻產(chǎn)量。2016年緩釋氮肥40%處理的有效穗最高，且顯著高于對照，常規(guī)施肥和緩釋氮肥60%處理與緩釋氮肥20%處理間沒有顯著差異；各處理的每穗粒數(shù)為132～147粒；結(jié)實(shí)率常規(guī)施肥和緩釋氮肥20%處理顯著高于緩釋氮肥60%處理，但與對照和緩釋氮肥40%處理沒有顯著差異；各處理之間的千粒重沒有顯著差異。2017年水稻有效穗數(shù)施用氮肥的處理顯著高于對照，緩釋氮肥20%處理顯著高于常規(guī)施肥和緩釋氮肥40%處理，但與緩釋氮肥60%處理沒有顯著差異；各處理的每穗粒數(shù)為169～191粒，且各處理間沒有顯著差異；施用氮肥相較于對照沒有顯著影響水稻結(jié)實(shí)率；各處理的千粒重為25.0～25.3 g，緩釋氮肥20%處理顯著低于對照。

表1 不同施肥處理對水稻秀水33產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

2.2 對水稻氮含量和氮積累量的影響

從表2可以看出，與對照相比，施用氮肥提高了水稻籽粒和秸稈的氮含量。2016年籽粒氮含量各施氮處理的為13.1～13.8 g·kg-1，沒有顯著差異；秸稈氮含量緩釋氮肥40%和緩釋氮肥60%處理與常規(guī)施肥處理沒有顯著差異，但緩釋氮肥20%處理顯著低于常規(guī)施肥處理；籽粒氮積累量各施氮處理為90.1～98.4 kg·hm-2，顯著高于對照的65.0 kg·hm-2；秸稈氮積累量對照和緩釋氮肥20%處理顯著低于常規(guī)施肥和緩釋氮肥60%處理；各施氮處理之間的總氮積累量沒有顯著差異。2017籽粒氮含量緩釋氮肥20%處理比常規(guī)施肥處理顯著降低，而緩釋氮肥40%和緩釋氮肥60%處理與常規(guī)施肥處理之間均沒有顯著差異；秸稈氮含量緩釋肥處理的與常規(guī)施肥處理沒有顯著差異，但顯著高于對照；籽粒中氮積累量施氮處理的為100.9～115.9 kg·hm-2，且沒有顯著差異；對于秸稈中氮積累量和總積累量也是類似的情況。

2.3 對水稻氮肥利用率的影響

從表3可以看出，2016年水稻氮素收獲指數(shù)常規(guī)施肥和緩釋氮肥60%處理均顯著低于緩釋氮肥20%處理，而與對照和緩釋氮肥40%處理之間均沒有顯著差異；氮肥表觀利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效率，緩釋氮肥60%處理顯著高于常規(guī)施肥處理、緩釋氮肥20%和緩釋氮肥40%，常規(guī)施肥、緩釋氮肥20%和緩釋氮肥40%處理間差異不顯著；施用緩釋肥的3個(gè)處理比常規(guī)施肥處理顯著提高氮肥偏生產(chǎn)力。2017年對照和緩釋氮肥60%處理的氮素收獲指數(shù)顯著高于其他3個(gè)處理；氮肥表觀利用率緩釋氮肥20%處理顯著低于緩釋氮肥60%處理，但與常規(guī)施肥和緩釋氮肥40%處理間沒有顯著差異；氮肥農(nóng)學(xué)效率3個(gè)施用緩釋肥的處理間沒有顯著差異，緩釋氮肥20%處理顯著高于常規(guī)施肥處理。3個(gè)緩釋肥處理的氮肥偏生產(chǎn)力為32.3～33.4 kg·kg-1，顯著高于常規(guī)施肥處理的26.7 kg·kg-1。

表2 不同施肥處理對水稻秀水33氮含量及氮積累量的影響

表3 不同施肥處理對水稻秀水33氮肥利用率的影響

3 小結(jié)與討論

緩控釋肥一次性施用，可以滿足水稻對養(yǎng)分的需求，同時(shí)還能節(jié)省人工投入，降低成本[10,16]。在本試驗(yàn)中，緩控釋肥一次性施用可以維持水稻產(chǎn)量。前人的研究也表明，與常規(guī)施肥相比，緩控釋肥一次施用可以維持或者提高水稻產(chǎn)量[17]。Yang等[18]研究發(fā)現(xiàn)一次施用緩控釋肥可以提高水稻產(chǎn)量14%～27%。王強(qiáng)等[10]研究發(fā)現(xiàn)，緩控釋氮肥一次性施用比常規(guī)施肥可以增加分蘗數(shù)、有效穗及每穗實(shí)粒數(shù)等，從而提高了單季稻產(chǎn)量。這可能是因?yàn)榫忈尫手械氐尼尫排c作物對氮素的需求基本吻合[17]。

氮素吸收利用與作物產(chǎn)量的形成有著密切的關(guān)系[19]。在長江下游單季稻生產(chǎn)上，施用緩控釋肥的水稻氮肥表觀利用率提高2%～20%[10]。Mi等[20]研究發(fā)現(xiàn)，緩控釋肥施用提高單季稻氮肥利用率13～21百分點(diǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，緩釋氮肥60%處理的氮肥表觀利用率最高，其他比例的緩釋肥處理與常規(guī)施肥相近。這主要原因是緩釋氮肥60%處理的籽粒和秸稈氮含量相對較高。緩控釋肥配施一定比例速效氮肥既可以提高氮肥利用率，還能降低肥料成本與用工成本。

本試驗(yàn)中幾種緩控釋肥的施肥模式均可以實(shí)現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)。緩控釋肥一次施用可以減少追肥勞動力成本，適合在勞動力缺乏、勞動力成本高的地區(qū)推廣使用。其中，緩控釋肥60%配施尿素40%是一種比較合理的施肥策略，它可以起到穩(wěn)產(chǎn)及提高氮肥利用率的效果，適合大面積推廣應(yīng)用。