施用不同新型氮肥對廣東地區(qū)水稻減肥增效對比研究

楊依彬 程鳳嫻 鄧蘭生 張承林

摘要 [目的]探討不同新型氮肥對廣東地區(qū)水稻減肥、增效、養(yǎng)分吸收利用的效果差異。[方法]以廣東水稻土、粵香占水稻品種為試驗(yàn)材料，以不施肥和常規(guī)施肥（單施尿素）為對照，研究氮肥增效劑（含脲酶抑制劑）及其減氮、多功能氮肥（硫包衣尿素）及其減氮、五糧旺（內(nèi)含脲醛緩釋氮）及其減氮對水稻產(chǎn)量、氮磷鉀肥吸收利用效率的影響。[結(jié)果]與常規(guī)尿素相比，施用五糧旺（內(nèi)含脲醛緩釋氮）及其減氮處理的實(shí)產(chǎn)顯著增加了35.9%、27.9%，五糧旺處理的氮、磷、鉀肥吸收利用效率分別提高了59.9%、110.0%、35.1%，五糧旺減氮處理的氮、磷、鉀肥吸收利用效率分別提高了56.0%、70.0%、23.3%，達(dá)到了減肥、增效、增產(chǎn)的目的;增效氮肥（含脲酶抑制劑）、多功能氮肥（硫包衣尿素）處理及其減氮處理對水稻產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收利用效率產(chǎn)生的效果與常規(guī)尿素處理的效果相類似。[結(jié)論]不同新型氮肥按照減肥增收效果表現(xiàn)為五糧旺=五糧旺減氮20%>增效氮肥≈常規(guī)尿素>多功能氮肥減氮20%≈多功能氮肥≈增效氮肥減氮20%。

關(guān)鍵詞 水稻;新型氮肥;減肥;增效;養(yǎng)分吸收

中圖分類號 S 143.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）23-0175-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.049

Comparative Study on Fertilizer Loss and Efficiency Improvement of Rice in Guangdong Province by Applying Different New Nitrogen Fertilizers

YANG Yi-bin，CHENG Feng-xian，DENG Lan-sheng et al

（College of Natural Resources and Environment， South China Agricultural University， Guangzhou，Guangdong? 510642）

Abstract [Objective] To explore the effects of different new nitrogen fertilizers on fertilizer loss， efficiency improvement， nutrient absorption and utilization of rice in Guangdong Province. [Method] Guangdong paddy soil and Yuexiangzhan rice were used as experimental materials， and the effects of nitrogen fertilizer synergist （containing urease inhibitor） and nitrogen reduction， multifunctional nitrogen fertilizer （sulfur coated urea） and its nitrogen reduction， Wuliangwang （containing urea formaldehyde slow release nitrogen） and its nitrogen reduction on rice yield， nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer absorption and utilization efficiency were studied with no fertilization and conventional fertilization （urea application alone） as control. [Result] Compared with conventional urea， the yield of Wuliangwang （containing urea formaldehyde slow release nitrogen） and its nitrogen reduction treatment increased by 35.9% and 27.9%， respectively. The absorption and utilization efficiency of nitrogen， phosphorus and potassium in Wuliangwang treatment increased by 59.9%， 110.0% and 35.1%， respectively. The absorption and utilization efficiency of nitrogen， phosphorus and potassium in Wuliangwang nitrogen reduction treatment increased by 56.0%， 70.0% and 23.3%， respectively The results showed that the effects of synergism nitrogen fertilizer （including urease inhibitor）， multi-functional nitrogen fertilizer （sulfur coated urea） and nitrogen reduction treatment on rice yield and nutrient absorption and utilization efficiency were similar to those of conventional urea treatment. [Conclusion] According to the effect of reducing weight and increasing income， the performance of different new nitrogen fertilizers was Wuliangwang = Wuliangwang reducing nitrogen by 20% > synergistic nitrogen fertilizer ≈ conventional urea > multifunctional nitrogen fertilizer reducing nitrogen by 20% ≈ multifunctional nitrogen fertilizer ≈ synergistic nitrogen fertilizer reducing nitrogen by 20%.

Key words Rice;New nitrogen fertilizer;Reducing fertilizer;Increasing efficiency;Nutrient absorption

基金項(xiàng)目 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFD0200303）。

作者簡介 楊依彬（1989—），女，福建仙游人，農(nóng)藝師，碩士，從事植物營養(yǎng)以及新型肥料的研究與開發(fā)工作。

通信作者，教授，碩士生導(dǎo)師，從事作物營養(yǎng)與施肥理論和技術(shù)研究。

收稿日期 2021-04-02

水稻是我國三大糧食作物之一，更是長江以南地區(qū)最重要的糧食作物，對我國糧食安全具有極其重要的意義[1]。施用化肥可以快速有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）數(shù)據(jù)資料表明，在農(nóng)作物增產(chǎn)中化肥的貢獻(xiàn)率達(dá)30%～50%，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥占比更高[2]。水稻對氮的養(yǎng)分需求量很高，分蘗期和孕穗期是氮肥需求旺盛期，保證氮肥的總量需求和高峰期需求是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵[3-4]。然而氮肥的長期過量施用引發(fā)了一系列問題，如氮肥利用率低、病蟲害易發(fā)、水稻種植成本上升以及環(huán)境污染等問題日益突出，施用新型氮肥、優(yōu)化氮肥投入技術(shù)、提高氮肥利用效率等是解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境問題的重要途徑之一，同時符合國家大力推進(jìn)化肥農(nóng)藥減肥增效科技行動的國情，對保障國家糧食安全、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境具有重要意義[5-10]。侯朋福等[11]研究發(fā)現(xiàn)摻混控釋肥（RBB）減量10%～30%對太湖地區(qū)的水稻不會造成減產(chǎn)，歸因于肥效的緩慢釋放，即使降低配方肥用量仍能滿足水稻生長的需要。盧俊等[12]針對蘇北地區(qū)的實(shí)際情況，開展了11種不同新型高效肥料在水稻上的應(yīng)用效果研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施用緩控釋肥可以不同程度地提高水稻產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，有效地減少環(huán)境污染和養(yǎng)分流失，省時省工，效益高。針對廣東地區(qū)新型氮肥的減肥增效試驗(yàn)鮮見報(bào)道，筆者通過對比常規(guī)施肥、施用不同新型氮肥、新型氮肥減氮等在水稻上的應(yīng)用，探索新型氮肥及其減氮的同時是否能保證作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，以及施用不同品種肥料后水稻中磷鉀養(yǎng)分含量變化情況，旨在為廣東地區(qū)水稻新型氮肥施用和減肥增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年4—10月在廣東省廣州市華南農(nóng)業(yè)大學(xué)作物營養(yǎng)與施肥研究室溫室進(jìn)行，供試土壤為廣東廣州增城水稻土，土壤理化性質(zhì)：pH 5.25，EC 0.48 mS/cm，有機(jī)質(zhì)19.6 g/kg，堿解氮95.8 mg/kg，速效磷33.6 mg/kg，速效鉀139 mg/kg。

1.2 作物 供試作物為水稻（品種粵香占）。

1.3 肥料

尿素（46-0-0），氮肥增效劑（46-0-0，含脲酶抑制劑），多功能氮肥（30-0-0，硫包衣尿素），五糧旺（23-10-16，內(nèi)含脲醛緩釋氮），過磷酸鈣（0-12-0），氯化鉀（0-0-60）。

1.4 試驗(yàn)裝置 試驗(yàn)用盆為高300 mm、長830 mm、寬300 mm的塑料盆，每盆裝土50 kg。

1.5 試驗(yàn)方法

以不施氮肥、施用常規(guī)尿素為對照，選用3種新型肥料（氮肥增效劑、多功能氮肥、五糧旺），按照不同氮源和不同氮量設(shè)8個處理，處理分別為T1不施氮肥對照，T2常規(guī)尿素，T3增效氮肥，T4增效氮肥的氮減量20%，T5多功能氮肥，T6多功能氮肥的氮減量20%，T7五糧旺（23-10-16），T8五糧旺（23-10-16）的氮減量20%。

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理4次重復(fù)，每盆為一個重復(fù)，每盆6穴，每穴3株苗。參照農(nóng)民常規(guī)施肥，施純N 127.5 kg/hm2、五氧化二磷57.45 kg/hm2、氧化鉀104.55 kg/hm2。按等氮投入設(shè)計(jì)方案，盆栽試驗(yàn)氮投入量均為4.80 g/盆，減量20%氮投入量為3.84 g/盆，磷投入量為2.09 g/盆，鉀投入量為3.80 g/盆;各肥料處理均采取基肥一次性施入，肥料施用量和養(yǎng)分投入量見表1。

1.6 測定項(xiàng)目與方法

1.6.1 干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量。

收獲時稻草、實(shí)粒、空秕粒和枝梗分開，分別在 105 ℃下殺青20 min，然后在 75 ℃下烘干至恒質(zhì)量，稱重。稻谷風(fēng)干后，取 100 g 左右于105 ℃下烘干 48 h，測定含水量，然后將稻谷轉(zhuǎn)換成含水量為 14%的稻谷產(chǎn)量。

1.6.2 產(chǎn)量構(gòu)成因子。

收獲時取每個盆栽的6叢稻株，記錄每叢穗數(shù)，風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種。利用智能種子計(jì)數(shù)系統(tǒng)（TPZJ-A，麥科儀）對實(shí)粒和空粒進(jìn)行記數(shù)，計(jì)算每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等指標(biāo)[3-4]。

1.6.3 植株氮、磷和鉀含量。

將成熟期各樣品磨碎，H2SO4-H2O2 法消煮后測定氮、磷、鉀養(yǎng)分含量，氮含量利用半自動測氮儀進(jìn)行測定，磷含量利用紫外分光光度計(jì)測定，鉀含量利用原子吸收分光光度計(jì)測定[13]。

1.6.4 物質(zhì)養(yǎng)分指標(biāo)的計(jì)算方法。

N、P、K肥吸收利用率=（施N、P、K處理吸氮量-空白吸N、P、K量）/N、P、K施用量×100%，N、P、K 農(nóng)學(xué)利用效率（kg/kg）=（施氮區(qū)水稻產(chǎn)量-無氮區(qū)水稻產(chǎn)量）/N、P、K 施用量，N、P、K 偏生產(chǎn)力（kg/kg）= 水稻產(chǎn)量/N、P、K 施用量[3]。

1.7 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2016、SAS軟件進(jìn)行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同新型氮肥對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，施用不同類型氮肥顯著影響水稻秸稈重、有效穗數(shù)、實(shí)產(chǎn)和千粒重，其中，五糧旺處理和五糧旺減氮處理對水稻增產(chǎn)效果最佳。與常規(guī)尿素相比，增效氮肥、五糧旺、五糧旺減氮處理的秸稈重分別增加了11.9%、17.5%、19.6%;五糧旺、五糧旺減氮處理的實(shí)產(chǎn)較常規(guī)尿素處理增加了35.9%、27.9%;增效氮肥減氮處理、五糧旺處理的千粒重比尿素處理分別提高了4.92%、4.79%。

2.2 不同新型氮肥對水稻氮肥利用效率的影響

由表3可知，五糧旺處理和五糧旺減氮處理對水稻氮肥利用效率最佳。與常規(guī)尿素處理相比，五糧旺和五糧旺減氮處理的總吸氮量顯著增加了24.1%、21.7%，氮肥吸收利用率分別提高了59.9%、56.0%，氮肥農(nóng)學(xué)利用效率顯著提高了1.2和1.5倍，氮肥偏生產(chǎn)力明顯增加了38.8%、59.8%。多功能氮肥減氮處理氮肥農(nóng)學(xué)利用效率是常規(guī)尿素處理的1.6倍，氮肥偏生產(chǎn)力則明顯提高了32.5%。

2.3 不同新型氮肥對水稻磷肥利用效率的影響

由表4可知，五糧旺處理和五糧旺減氮處理對水稻磷肥利用效率最佳。與常規(guī)尿素處理相比，五糧旺和五糧旺減氮處理的總吸磷量顯著增加了37.8%、24.4%;磷肥吸收利用率方面，五糧旺處理和五糧旺減氮處理分別是常規(guī)尿素處理的2.1、1.7倍;比常規(guī)尿素，五糧旺處理和五糧旺減氮處理的磷肥農(nóng)學(xué)利用效率明顯提高了1.3、1.0倍;五糧旺處理和五糧旺減氮處理的磷肥偏生產(chǎn)力較常規(guī)尿素處理增加了35.9%、27.8%。

2.4 不同新型氮肥對水稻鉀肥利用效率的影響

由表5可知，不同肥料處理的鉀肥利用效率存在顯著差異。五糧旺和五糧旺減氮處理顯著增加了總吸鉀量、鉀肥吸收利用率、鉀肥農(nóng)學(xué)利用效率、鉀肥偏生產(chǎn)力，與常規(guī)尿素處理相比，分別增加了17.2%～20.0%、23.3%～35.1%、86.9%～114.1%、27.8%～35.9%。

3 結(jié)論與討論

由于農(nóng)業(yè)種植成本日益提高、勞動力短缺，省工輕簡高效的新型氮肥在水稻生產(chǎn)中已普遍應(yīng)用[3]。該研究通過新型氮肥的施用及其減量來提高肥效，保證作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的同時降低肥料的負(fù)面效應(yīng)，提高肥料利用率。結(jié)果表明，不同肥料處理對水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用效率的影響各異。五糧旺（含脲醛緩釋氮）處理和五糧旺減氮處理對水稻增產(chǎn)的效果最佳，在提高養(yǎng)分吸收利用效率方面效果顯著，與常規(guī)尿素處理相比，五糧旺、五糧旺減氮處理的實(shí)產(chǎn)顯著增加了35.9%、27.9%，五糧旺處理的氮、磷、鉀肥吸收利用效率分別提高了59.9%、110.0%、35.1%，五糧旺減氮處理的氮、磷、鉀肥吸收利用效率分別提高了56.0%、70.0%、23.3%。與前人的研究結(jié)果一致，韓哲等[14]研究認(rèn)為，與常規(guī)施肥相比，緩控釋氮肥在氮素施用量減少25%、磷素和鉀素施用量相同的條件下，均可提高水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益并達(dá)到增產(chǎn)的效果;徐桂紅[15]研究表明，施用腐殖酸藍(lán)膜控釋肥和施用減氮10%腐殖酸藍(lán)膜控釋肥的處理效果較常規(guī)施肥更好;胡鵬[16]對水稻產(chǎn)量、肥料利用率和產(chǎn)投比的研究表明，新型肥料具有增產(chǎn)、節(jié)本、增效和環(huán)保的作用。可能是因?yàn)闇囟雀吆徒涤炅慷嗟牡貐^(qū)能夠加速緩控釋肥料中養(yǎng)分的釋放[17]，同時，控釋肥一次性施用在早季效果優(yōu)于晚季[3，18]。

張文學(xué)等[19]研究認(rèn)為在雙季稻田，與傳統(tǒng)施氮（單施尿素）相比，添加脲酶抑制劑（NBPT）后，早、晚稻均出現(xiàn)增產(chǎn)效果，氮肥當(dāng)季利用率顯著提高，同時節(jié)約氮肥25%。而該試驗(yàn)結(jié)果與之相反，表明增效氮肥（含脲酶抑制劑）、多功能氮肥（硫包衣尿素）及其減氮處理對水稻產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收利用效率產(chǎn)生的效果與常規(guī)尿素處理幾乎一致，可能是因?yàn)椴煌貐^(qū)的土壤特性、施肥方式以及栽培管理等措施不同造成。

該研究結(jié)果表明，緩釋氮肥對廣東地區(qū)水稻均有增產(chǎn)并提高養(yǎng)分吸收利用效率的效果，且緩釋氮肥在減氮條件下同樣可以增加水稻產(chǎn)量、提高養(yǎng)分吸收達(dá)到增產(chǎn)的目的，而脲酶抑制劑的增效氮肥和硫包衣尿素的多功能氮肥與常規(guī)施肥相比，對廣東地區(qū)的水稻則與常規(guī)施肥效果相同，無增效作用。

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