不同類型緩釋肥在單季稻浙粳優(yōu)1578上的施用效果

金一鳴， 俞巧鋼， 羅丙芳， 李立增

(1.惠多利農(nóng)資有限公司，浙江 杭州 310052； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；3.浙江農(nóng)資集團(tuán)臨安惠多利有限公司，浙江 杭州 311300)

在長(zhǎng)江中下游地區(qū)，單季稻種植時(shí)間為6—11月，此期間經(jīng)過(guò)的7—8月有雨熱同期、高溫高濕的氣候特點(diǎn)。而目前，水稻施用的復(fù)合肥種類中氮源由尿素、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、磷酸銨(一銨和二銨)等原料提供[1]，歸結(jié)為兩種氮的形態(tài)，即酰胺態(tài)氮和銨態(tài)氮。由于雨熱同期、高溫高濕的氣候特點(diǎn)，在田間，酰胺態(tài)氮一般會(huì)快速地水解成銨態(tài)氮，并進(jìn)一步快速地轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，同時(shí)在土壤微生物作用下伴有亞硝化作用形成亞硝態(tài)氮。氮素可隨降雨、灌溉等作用隨地表徑流、滲漏、淋溶，以及氨揮發(fā)和反硝化等形式流失[2]，致使肥料中的氮在土壤中的平均利用率只有28.2%～39.7%[3]。

針對(duì)我國(guó)肥料利用率低，氮肥流失嚴(yán)重的現(xiàn)狀，如何提高肥料利用率，減少肥料流失及農(nóng)業(yè)面源污染等環(huán)境問(wèn)題[4]，實(shí)現(xiàn)浙江省推行的化肥定額施用下水稻生產(chǎn)中既能減少化肥施用量和施用次數(shù)，又能降低氮肥流失，提高氮肥利用率，同時(shí)水稻不減產(chǎn)的目標(biāo)，是廣大農(nóng)技工作者共同關(guān)注的課題。提高肥料利用率，傳統(tǒng)農(nóng)藝技術(shù)措施主要有適宜的氮肥施用量[5]、肥料深施[6-7]、少量多次施肥、適宜的肥水管理[8]和平衡施肥等。也有通過(guò)改變肥料理化性狀來(lái)調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放速率，使之與作物需肥基本同步[9]，從而達(dá)到提高肥料利用率的目的，其代表為現(xiàn)代肥料工業(yè)發(fā)展產(chǎn)物的各類型緩/控釋肥料。

目前，市場(chǎng)中在售的緩釋肥類型主要分為三大類，即包膜型緩釋肥、生化抑制劑型緩釋肥和有機(jī)包裹型緩釋肥。各類型產(chǎn)品作用機(jī)理不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。本試驗(yàn)選用三大類型緩釋肥中的典型產(chǎn)品作為供試肥料，旨在探索不同類型緩釋肥、常規(guī)復(fù)合肥在特定土壤立地條件下的施用效果，以便為水稻生產(chǎn)減肥增效和合理選用緩釋肥類型提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2021年6—10月在杭州市臨安區(qū)天目山鎮(zhèn)藻溪肇村農(nóng)戶承包田進(jìn)行。試驗(yàn)田面積1 hm2，地勢(shì)平坦，土壤肥力較為均勻，排灌便利。土壤類型屬砂壤土，氣、熱條件較好。耕作層淺薄，保水保肥性差，肥力水平較低，有機(jī)質(zhì)16.1 g·kg-1，堿解氮106 mg·kg-1，有效磷5.2 mg·kg-1，速效鉀60 mg·kg-1，pH 4.3。

供試水稻品種為浙粳優(yōu)1578。試驗(yàn)用插秧機(jī)株行距設(shè)定為16 cm×30 cm，種植密度20.83萬(wàn)叢·hm-2。供試肥料：復(fù)合肥為常規(guī)44%復(fù)合肥(N 17%、P2O510%、K2O 17%)，銨態(tài)氮含量12%；包膜緩釋肥為茂施49%包膜緩釋肥(N 23%、P2O58%、K2O 18%)，采用聚氨酯包膜，控釋氮含量8%，銨態(tài)氮含量2%；生態(tài)緩釋肥為惠多利47%生態(tài)緩釋肥(N 21%、P2O58%、K2O 18%)，添加3,4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)和正丁基硫代磷酸三胺(NBPT)生化抑制劑，銨態(tài)氮含量7.8%；有機(jī)包裹緩釋肥為惠多利25%有機(jī)包裹緩釋肥(N 13%、P2O55%、K2O 7%)，添加DMPP生化抑制劑，銨態(tài)氮含量13%；尿素為普通尿素(N 46%)和包膜尿素為氯吡啶(2-氯-6-三氯甲基吡啶)包膜尿素(N 43%)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

采用大區(qū)試驗(yàn)，設(shè)6個(gè)處理：農(nóng)戶習(xí)慣施肥對(duì)照(CK)，面積0.173 hm2，基肥施復(fù)合肥375 kg·hm-2，分蘗肥施尿素277.2 kg·hm-2，穗肥施復(fù)合肥225 kg·hm-2，折N 229.5 kg·hm-2、P2O560.0 kg·hm-2、K2O 102.0 kg·hm-2；減氮15%施生態(tài)緩釋肥處理(HDLCF)，面積0.167 hm2，基肥施生態(tài)緩釋肥600 kg·hm-2，分蘗肥施尿素150 kg·hm-2，折N 195.0 kg·hm-2、P2O548.0 kg·hm-2、K2O 108.0 kg·hm-2；減氮15%施有機(jī)包裹緩釋肥和生態(tài)緩釋肥處理(HDLORCF)，面積0.173 hm2，基肥施有機(jī)包裹緩釋肥750 kg·hm-2，分蘗肥施尿素143.5 kg·hm-2，穗肥施生態(tài)緩釋肥150 kg·hm-2，折N 195.0 kg·hm-2、P2O549.5 kg·hm-2、K2O 79.5 kg·hm-2；減氮15%施包膜緩釋肥處理(MSCF1)，面積0.173 hm2，基肥施包膜緩釋肥540 kg·hm-2，分蘗肥施尿素153.9 kg·hm-2，折N 195.0 kg·hm-2、P2O543.2 kg·hm-2、K2O 97.2 kg·hm-2；等氮施包膜緩釋肥處理(MSCF2)，面積0.134 hm2，基肥施包膜緩釋肥600 kg·hm-2，分蘗肥施尿素198.9 kg·hm-2，折N 229.5 kg·hm-2、P2O548.0 kg·hm-2、K2O 108.0 kg·hm-2；減氮15%施復(fù)合肥處理(NIT)，面積0.173 hm2，基肥施復(fù)合肥600 kg·hm-2，分蘗肥施包膜尿素22.5 kg·hm-2、尿素181.1 kg·hm-2，折N 195.0 kg·hm-2、P2O560.0 kg·hm-2、K2O 102.0 kg·hm-2。各處理總養(yǎng)分量和純氮投入量均基于浙江省定水稻化肥定額施用標(biāo)準(zhǔn)(總養(yǎng)分量≤390 kg·hm-2，純氮投入量≤255 kg·hm-2)?；视?月10日機(jī)械深施，分蘗肥于6月17日撒施，穗肥于8月15日撒施。浙粳優(yōu)1578于5月16日播種，6月11日插秧，10月22日收割。

1.3 考查方法

采用各處理隨機(jī)定位3點(diǎn)，每點(diǎn)10叢的方法，調(diào)查基本苗、最高苗和有效穗。成熟期對(duì)各點(diǎn)位水稻植株測(cè)定劍葉葉綠素和氮含量。各處理實(shí)收計(jì)產(chǎn)，考查經(jīng)濟(jì)性狀。

2 結(jié)果與分析

2.1 分蘗

2.2 劍葉氮含量及葉綠素含量

稻谷積累的有機(jī)物有60%～90%來(lái)自于灌漿期葉片的光合產(chǎn)物，劍葉是對(duì)籽粒灌漿貢獻(xiàn)最大的功能葉片。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉綠素含量減少是衡量葉片衰老的重要生理指標(biāo)。葉綠素含量與多種因素有關(guān)，其中郭智等[11]研究表明，氮、磷養(yǎng)分供應(yīng)不足使劍葉葉綠素含量下降是水稻產(chǎn)量降低的主要因素之一。故而水稻在灌漿至成熟期間劍葉葉綠素含量高低是葉片進(jìn)行有效的光合作用進(jìn)而保障籽粒灌漿的主要因素之一，而灌漿期養(yǎng)分尤其是氮的持續(xù)有效供應(yīng)，是保障劍葉葉綠素含量的重要基礎(chǔ)。

表1 各處理對(duì)單季稻浙粳優(yōu)1578分蘗發(fā)生的影響

表2結(jié)果表明，水稻收割前，HDLCF處理劍葉葉綠素和氮含量較高，分別為26.6(SPAD值)和11.0 mg·kg-1，與CK相比差異顯著；HDLORCF處理劍葉葉綠素、氮含量略低于HDLCF處理，分別為25.6和10.7 mg·kg-1，與CK相比差異顯著；NIT處理與CK相比，劍葉葉綠素含量差異顯著，氮含量差異不顯著；MSCF1、MSCF2處理與CK相比，劍葉葉綠素和氮含量均無(wú)顯著差異。分析原因，施用普通復(fù)合肥的CK，前期養(yǎng)分釋放快，易造成后期養(yǎng)分供應(yīng)的不足；MSCF1、MSCF2處理基肥施用包膜緩釋肥，包膜顆粒中的養(yǎng)分需要在一定土壤含水量條件下才能被有效釋放，對(duì)于保水性較差的砂壤土，包膜顆粒內(nèi)的養(yǎng)分釋放較非包膜肥料慢，故而同時(shí)期劍葉葉綠素和氮含量田間表現(xiàn)與CK無(wú)顯著差異；NIT處理施用添加硝化抑制劑氯吡啶尿素，對(duì)銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮有一定的抑制作用，減少了氮的流失；HDLCF處理施用添加脲酶抑制劑NBPT和硝化抑制劑DMPP的肥料，在氮的轉(zhuǎn)化全過(guò)程都有抑制作用，HDLORCF處理施用有機(jī)包裹無(wú)機(jī)養(yǎng)分并添加硝化抑制劑DMPP，前期無(wú)機(jī)養(yǎng)分因被有機(jī)物質(zhì)包裹釋放較普通肥料略慢，又因添加DMPP，氮養(yǎng)分也較CK等流失少，故而HDLCF、HDLORCF處理的劍葉葉綠素和氮含量較高，這為水稻增產(chǎn)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

表2 各處理對(duì)單季稻浙粳優(yōu)1578成熟期劍葉葉綠素和氮含量的影響

2.3 經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量

各處理取樣考種和實(shí)割測(cè)產(chǎn)結(jié)果(表3)表明，施用不同類型緩釋肥處理因分蘗的差異，其田間經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量表現(xiàn)也有所不同。與CK比較：HDLCF、HDLORCF、NIT處理的每穗總粒數(shù)多40.6～70.1粒，每穗實(shí)粒數(shù)多33.8～60.7粒，千粒重低0.25～0.79 g，產(chǎn)量分別增長(zhǎng)28.4%、28.5%和13.8%；MSCF2處理有效穗比對(duì)照多27.09萬(wàn)叢·hm-2，每穗總粒數(shù)多24.6粒，每穗實(shí)粒數(shù)多34.4粒，千粒重低2.66 g，產(chǎn)量增長(zhǎng)20.7%；MSCF1處理有效穗多22.92萬(wàn)叢·hm-2，每穗總粒數(shù)多13.0粒，每穗實(shí)粒數(shù)多11.4粒，千粒重低1.92 g，產(chǎn)量增長(zhǎng)9.6%。

表3 各處理對(duì)單季稻浙粳優(yōu)1578經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

不同類型緩釋肥養(yǎng)分釋放機(jī)理不同，對(duì)單季稻浙粳優(yōu)1578生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響也有所差異。試驗(yàn)結(jié)果顯示，施用各類型緩釋肥對(duì)單季稻均有一定的增產(chǎn)作用，增產(chǎn)率達(dá)9.6%～28.5%，增產(chǎn)幅度大小主要取決于有效穗和每穗實(shí)粒數(shù)的差異，千粒重的影響相對(duì)較小。施用惠多利47%生態(tài)緩釋肥、惠多利25%有機(jī)包裹緩釋肥的HDLCF和HDLORCF處理在水稻分蘗、每穗實(shí)粒數(shù)等性狀上的綜合表現(xiàn)較好，水稻增產(chǎn)幅度較大。這一結(jié)果與這兩種類型緩釋肥養(yǎng)分釋放周期較長(zhǎng)，基本能滿足水稻生育期養(yǎng)分持續(xù)有效供應(yīng)有關(guān)，從收獲期劍葉葉綠素和氮含量指標(biāo)也給予印證。

因土壤類型、質(zhì)地的不同，不同養(yǎng)分釋放機(jī)理的緩釋肥適用性也有所不同。本試驗(yàn)在砂壤土實(shí)施，土壤氣、熱條件好，但保水、保肥性差，施用常規(guī)肥料養(yǎng)分容易流失；而包膜型緩釋肥因土壤墑情，特別是成熟期土壤含水量較低的環(huán)境下，影響了肥料包膜養(yǎng)分的有效釋放，對(duì)水稻養(yǎng)分供應(yīng)的有效性降低，具體表現(xiàn)為稻谷千粒重降低?；荻嗬?7%生態(tài)緩釋肥采用化學(xué)物質(zhì)抑制土壤微生物活性從而調(diào)節(jié)氮養(yǎng)分在土壤中各形態(tài)轉(zhuǎn)化的速率來(lái)延長(zhǎng)養(yǎng)分供應(yīng)時(shí)長(zhǎng)并減少養(yǎng)分流失，惠多利25%有機(jī)包裹緩釋肥通過(guò)有機(jī)包裹無(wú)機(jī)養(yǎng)分，在前期隨著有機(jī)物質(zhì)的崩解緩慢釋放出無(wú)機(jī)養(yǎng)分，再在DMPP的作用下，延緩銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到緩釋效果。砂壤土水稻田選用同時(shí)添加NBPT和DMPP生化抑制劑或有機(jī)包裹并添加DMPP生化抑制劑的緩釋肥較為合適。