緩釋氮肥與尿素配施對早稻產(chǎn)量和氮肥效率的影響

王寶檔，王朝賢，董作為，陳慶梅

(1.蒼南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 蒼南 317200；2.蒼南縣錢庫鎮(zhèn)人民政府，浙江 蒼南 317200)

水稻是中國主要的糧食作物之一，稻作是典型的勞動密集型產(chǎn)業(yè)。特別是在南方雙季稻區(qū)，為滿足高產(chǎn)水稻需肥規(guī)律的要求，傳統(tǒng)的氮肥施用模式通常是在基肥的基礎(chǔ)上再追2～3次速效氮肥，該模式雖可增加水稻產(chǎn)量和提高氮肥利用率，但勞動強(qiáng)度大且成本投入較高[1]。緩/控釋氮肥由于肥效期長，養(yǎng)分釋放速率與作物的需肥規(guī)律基本吻合，可以實現(xiàn)一次施肥滿足作物整個生育期內(nèi)對養(yǎng)分的需求，對早稻具有增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的作用[2-3]。但也有研究表明，單純的緩控釋氮肥應(yīng)用效果不佳，組配的摻混肥配合分蘗期施用速效氮肥，可顯著提高水稻群體光合物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量[4-5]。因此，本研究于蒼南縣，在秸稈還田基礎(chǔ)上，以傳統(tǒng)施肥模式(尿素一基二追)為對照，研究緩控釋氮肥與速效性氮肥不同比例組合一次性基施對早稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、地上部氮素累積量、氮素利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力等指標(biāo)的影響，以探索早稻氮肥簡化施用模式，為水稻施肥技術(shù)環(huán)節(jié)簡化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2020年在溫州市錢庫鎮(zhèn)仙居村(27°30′47″N，120°34′0″S)和靈溪鎮(zhèn)和美村(27°30′31″N，120°34′8″S)進(jìn)行。試驗區(qū)地貌為沿海丘陵山區(qū)，氣候?qū)儆谥衼啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，冬夏季風(fēng)交替顯著。年平均氣溫14～18 ℃，年平均相對濕度83%，年降水量1 304～2 140 mm，年日照時數(shù)1 691～1 867 h，年太陽總輻射量4 171～4 424 MJ·m-2，年無霜期273～288 d。試驗地塊排灌便利，耕層土壤(0～20 cm)基本理化性狀：仙居村，pH 5.68，有機(jī)質(zhì)38.8 g·kg-1，全氮2.43 g·kg-1，水解性氮134.9 mg·kg-1，速效鉀156.9 mg·kg-1，有效磷20.8 mg·kg-1；和美村，pH 5.95，有機(jī)質(zhì)33.0 g·kg-1，全氮2.15 g·kg-1，水解性氮112.5 mg·kg-1，速效鉀107.4 mg·kg-1，有效磷32.7 mg·kg-1。

2個試驗地前茬作物均為連作晚稻，供試水稻品種為陵兩優(yōu)0516號，仙居村試驗地早稻于2020年3月20日播種育苗，4月14日移栽，7月10日收獲。和美村試驗地早稻于3月21日播種育苗，4月23日移栽，7月15日收獲。田間管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)栽培措施進(jìn)行。

試驗所用的肥料為，氮肥用尿素(N 46%)，磷肥用過磷酸鈣(P2O512%)，鉀肥用氯化鉀(K2O 60%)，緩控釋肥為金華萬里神農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的33%緩控釋肥(N 18%，P2O55%，K2O 10%)。

1.2 處理設(shè)計

試驗共設(shè)4個處理：處理1，磷鉀肥配施(PK)；處理2，氮磷鉀肥配施(NPK)，其中氮肥全部采用普通尿素，氮肥運(yùn)籌采用一基二追的常規(guī)施肥模式，即基施40%+分蘗期40%+孕穗期20%；處理3，氮肥全作基肥，80%來源于緩釋肥，20%來源于尿素(T1)；處理4，氮肥全做基肥，70%來源于緩釋肥，30%來源于尿素(T2)。小區(qū)面積30 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。各處理間設(shè)置塑料薄膜包裹田埂，單排單灌，避免串灌串排，試驗區(qū)域外圍設(shè)置保護(hù)行，各處理其他田間管理措施一致。常規(guī)施肥區(qū)氮肥(N)、磷肥(P2O5)和鉀肥(K2O)施用量分別為195、67.5和75 kg·hm-2。

1.3 調(diào)查項目與方法

采用手工收獲，將水稻地上部分全部移除，田間清理干凈，只留下不到3 cm的作物茬子，籽粒和秸稈產(chǎn)量來源于整個小區(qū)。收獲的同時采集有代表性植株樣品，經(jīng)烘干、粉碎后用于植株養(yǎng)分分析。利用直徑5 cm不銹鋼中空鉆采集土壤樣品，采樣深度為0～20 cm，每個小區(qū)隨機(jī)采3個樣點，并制成混合土樣盛于塑料袋帶回實驗室，自然風(fēng)干后，用于土壤養(yǎng)分分析。

土壤、植株中各養(yǎng)分含量都按土壤農(nóng)化常規(guī)分析方法測定[6]。其中有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，水解性氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計法，pH值采用電位法(水土比例1∶2.5)；植株經(jīng)硫酸-過氧化氫消煮，采用半微量蒸餾法測氮。

水稻收獲指數(shù)是水稻收獲時籽粒產(chǎn)量與地上部生物量的比值。反映了作物同化產(chǎn)物在籽粒和營養(yǎng)器官上的分配比例。

氮素內(nèi)部利用率(kg·kg-1)[7]是指水稻籽粒產(chǎn)量與地上部吸氮量的比值。它表示水稻吸收單位氮素所獲得的水稻籽粒產(chǎn)量。氮肥偏生產(chǎn)力(kg·kg-1)[8]是指單位投入的氮肥所能生產(chǎn)的水稻籽粒產(chǎn)量。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行整理和制圖，并采用SAS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成

表1表明，不施氮肥(PK)處理水稻籽粒產(chǎn)量最低，在仙居和和美村分別為7 355和5 823 kg·hm-2；施氮肥顯著提高了水稻產(chǎn)量，與PK處理相比，施氮(NPK)處理在仙居和和美村分別提高了22.5%和17.5%，PK處理水稻產(chǎn)量為NPK處理的81.6%和85.1%，說明在本試驗條件下氮肥增產(chǎn)貢獻(xiàn)率為18.4%和14.9%。盡管緩釋肥與普通尿素配施做基肥一次施入的水稻籽粒產(chǎn)量與一基二追(NPK)處理的常規(guī)施肥模式?jīng)]有顯著差異，但略有增產(chǎn)。充分說明了在早稻上緩釋肥與普通尿素組合一次基施能達(dá)到常規(guī)氮肥一基二追的效果，甚至更好。盡管NPK、T1和T2處理水稻有效穗數(shù)顯著高于PK處理，但是3個施氮肥處理間收獲指數(shù)、千粒重、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)沒有顯著差異。

表1 不同施肥處理水稻陵兩優(yōu)0516號籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的表現(xiàn)

2.2 氮含量和吸氮量

施氮肥促進(jìn)了水稻對氮的吸收(表2)。在仙居和和美，不施氮肥水稻籽粒氮含量平均為12.6和12.1 g·kg-1，施氮水稻籽粒氮含量提高了22.5%～34.3%和26.3%～28.7%。無論是在和美還是在仙居，施氮肥處理間水稻籽粒氮含量沒有顯著差異。氮肥施用也提高了秸稈中氮含量。在仙居，T2處理的秸稈中氮含量與NPK無顯著差異，卻比T1高22%。而在和美，施氮肥處理間秸稈氮含量沒有顯著差異。

表2 不同施肥處理對水稻陵兩優(yōu)0516號氮含量和吸氮量的影響

與氮含量趨勢相似，施氮處理水稻籽粒和秸稈吸氮量均顯著高于不施氮處理，但在和美施氮肥處理間籽粒和秸稈吸氮量沒有顯著差異。而在仙居，T2處理籽粒和秸稈吸氮量均是最高的，其中籽粒吸氮量與T1的無顯著差異，比常規(guī)施肥處理顯著高31%；而秸稈吸氮量比T1高42.9%，但與NPK處理沒有顯著差異。說明氮肥全做基肥，70%來源于緩釋肥、30%來源于尿素組合的施肥方式能提高水稻植株氮的累積量。

表2表明，在仙居和和美，水稻籽粒吸氮量占地上部總吸氮量的70.8%～75.7%和74.6%～78.1%，說明水稻吸收的氮絕大部分被儲存在籽粒中，而秸稈中氮累積量只占地上部吸氮量的20%～30%。秸稈還田只能將水稻氮吸收總量的不到30%歸還到土壤中，70%以上吸收的氮素收獲后隨籽粒被帶走。

2.3 氮素內(nèi)部效率

不施氮肥處理水稻氮素內(nèi)部利用率顯著高于施氮肥處理的(表3)。而施氮肥處理間氮素內(nèi)部效率沒有顯著差異。在不施氮肥條件下，仙居和和美水稻每吸收1 kg氮素分別可以生產(chǎn)59和63 kg籽粒，施氮肥后降低到平均45.3和49.3 kg。在施氮肥條件下每生產(chǎn)100 kg籽粒，兩地區(qū)水稻平均需要吸收氮2.11 kg。

表3 不同施肥處理對水稻陵兩優(yōu)0516號氮素內(nèi)部效率和氮肥偏生產(chǎn)力的影響

無論在仙居還是在和美，施氮肥處理間氮肥偏生產(chǎn)力沒有顯著差異。每施1 kg氮肥，分別可以生產(chǎn)水稻籽粒51和35 kg。說明每生產(chǎn)100 kg籽粒，兩地區(qū)平均需要施氮2.4 kg。

3 小結(jié)與討論

在本試驗條件下，緩控釋肥料與普通尿素組合一次性基施，因較好滿足了早稻整個生育期對氮素需求，達(dá)到了與常規(guī)分次施氮肥相似的效果。根據(jù)生產(chǎn)實際，基于秸稈還田基礎(chǔ)上，推薦施用70%的緩控釋尿素、配施30%的普通尿素一次基施的施肥方法，普通尿素提供作物生長前期的氮素營養(yǎng)，釋控釋尿素提供中后期氮素營養(yǎng)，既能滿足早稻生長對氮素養(yǎng)分的需求，又可降低全部施用緩釋尿素帶來的成本難題。