控制灌溉條件下不同氨基酸水溶肥對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

趙學(xué)梅，劉笑吟*，黃 濤，劉 懿，劉博弈，徐俊增

控制灌溉條件下不同氨基酸水溶肥對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

趙學(xué)梅1，劉笑吟1*，黃 濤1，劉 懿2，劉博弈1，徐俊增1

（1.河海大學(xué) 農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，南京 211100；2.南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，南京 210022）

【目的】探討控制灌溉條件下不同氨基酸水溶肥對(duì)水稻生長(zhǎng)和氮素吸收利用的影響，為氨基酸水溶肥在稻田的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳钥刂乒喔葪l件下的稻田為研究對(duì)象，將當(dāng)?shù)剞r(nóng)民常規(guī)施肥方式（CF）作為對(duì)照，在2018年設(shè)置3個(gè)氨基酸水溶肥追肥處理（CWSF244、CWSF214和CWSF184），總施氮量分別為244、214 kg/hm2和184 kg/hm2，2019年在214 kg/hm2總施氮量的基礎(chǔ)上，調(diào)整水稻不同生育期的施氮比例，設(shè)置CWSF214-I1、CWSF214-I2和CWSF214-I3三個(gè)前氮后移處理，每個(gè)處理重復(fù)3次?！窘Y(jié)果】2018年，各處理在減少施氮的情況下，水稻植株高度、干物質(zhì)積累量和的變化趨勢(shì)與CF無(wú)顯著差異，施用氨基酸水溶肥提高了氮素吸收利用率，增加了籽粒吸氮量占總吸氮量的比例，其中CWSF214處理是保證產(chǎn)量和總吸氮量的最佳施肥處理。2019年，在最佳施肥處理（CWSF214處理）的基礎(chǔ)上，前氮后移處理CWSF214-I1和CWSF214-I2下的籽粒吸氮量較CF分別增加了13.38%、11.41%，分別提高了18.09%、27.46%，產(chǎn)量分別提高了4.55%、5.37%?！窘Y(jié)論】綜合考慮節(jié)水、水稻高產(chǎn)和施氮量等因素，CWSF214-I1處理和CWSF214-I2處理是適宜于長(zhǎng)江中下游地區(qū)控制灌溉稻田理想的施肥策略。

水稻；控制灌溉；施氮量；施氮比例；氨基酸水溶肥；生理生長(zhǎng)；產(chǎn)量

0 引言

【研究意義】水稻作為耗水量最大的糧食作物，在全球糧食安全供給中具有至關(guān)重要的地位[1]。長(zhǎng)江中下游是我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)，提高該區(qū)域水稻產(chǎn)量同時(shí)減少其耗水量對(duì)于緩解中國(guó)當(dāng)前面臨的糧食危機(jī)和水資源短缺問(wèn)題具有重要意義。施用氮肥是提高水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵措施之一。為滿足日益增長(zhǎng)的糧食需求，氮肥投入日益增加，然而過(guò)剩的氮肥將會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、氮肥利用率下降[2]，引發(fā)農(nóng)田面源污染和生態(tài)失衡等一系列問(wèn)題。研究表明，中國(guó)太湖流域的農(nóng)田氮肥利用率普遍分布在25%～35%范圍內(nèi)[3]，仍處于世界較低水平，因此中國(guó)南方地區(qū)的農(nóng)業(yè)氮肥利用率亟須進(jìn)一步提高。與傳統(tǒng)氮肥相比，氨基酸水溶肥具有綠色、高效、無(wú)公害等特點(diǎn)，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物生長(zhǎng)、改善作物品質(zhì)、提高氮肥利用率與減少農(nóng)田面源污染等方面的效果顯著[4]，其在稻田系統(tǒng)中的合理應(yīng)用一定程度上具有助力水稻產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的潛力。

【研究進(jìn)展】氮素與水分是制約水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素，合理的水氮配施策略是作物增產(chǎn)的關(guān)鍵，對(duì)農(nóng)田節(jié)水、節(jié)肥也具有重要意義。徐國(guó)偉等[5]探討了不同施氮水平與多種灌溉方式的組合對(duì)作物根系的影響；結(jié)果表明，適宜的水氮耦合調(diào)控措施可提高根系活力和氮代謝酶活性，從而提高產(chǎn)量和氮肥利用率。彭世彰等[6]研究表明，在水稻各生長(zhǎng)階段施用不同配比的水氮溶液，可顯著減少施氮后殘留在灌溉水層中的氮素，降低氮素在地表徑流驅(qū)動(dòng)下的流失量，提高水氮利用效率與水稻產(chǎn)量。近年來(lái)，隨著水肥一體化技術(shù)的推廣和普及，水溶肥的相關(guān)研究與其可應(yīng)用性逐漸成為熱點(diǎn)。氨基酸水溶肥的施用與田間灌溉同步進(jìn)行，基于作物養(yǎng)分需求特征可實(shí)現(xiàn)作物生育期內(nèi)的“少量多次”高效施肥，以達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥和增產(chǎn)的目的[7]。魏?jiǎn)⑺吹萚8]研究表明，氨基酸水溶肥具有較高的肥效，可顯著提高白菜的葉綠素量（）、地上部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。近年來(lái)，一些研究開(kāi)始將氨基酸水溶肥應(yīng)用于稻田，如：石景[9]通過(guò)分析施用氨基酸水溶肥條件下的水稻產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)，平均每畝水稻可增產(chǎn)7.42%。李金明等[10]研究也表明，對(duì)水稻施用氨基酸水溶肥可促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，提高水稻產(chǎn)量?！厩腥朦c(diǎn)】隨著水肥一體化技術(shù)的推廣，氨基酸水溶肥在未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有廣闊的前景，而施肥量和施肥比例是水肥一體化高效管理的關(guān)鍵參數(shù)，現(xiàn)有研究較少涉及對(duì)氨基酸水溶肥在稻田施用量和施用比例方面的探討，同時(shí)在稻田節(jié)水目標(biāo)下結(jié)合控制灌溉技術(shù)的相關(guān)研究更少見(jiàn)。

【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】鑒于此，本研究將氨基酸水溶肥稻田施用策略與控制灌溉技術(shù)相結(jié)合，基于水肥一體化理念，研究不同施肥處理（施肥量和施肥比例）對(duì)水稻生理、生長(zhǎng)指標(biāo)的影響，比較不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，進(jìn)而提出適宜于中國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)控制灌溉稻田適宜的施肥策略，以期為氨基酸水溶肥在控制灌溉稻田中的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。研究結(jié)果對(duì)于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)“節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)”，促進(jìn)中國(guó)南方水田可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018—2019年在河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的昆山排灌試驗(yàn)基地（31°15′15″N，121°57′43″E）內(nèi)開(kāi)展。試驗(yàn)區(qū)氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫15.5 ℃，年平均降水量1 097.1 mm，年平均蒸發(fā)量1 375.9 mm，日照時(shí)間2 085.9 h，平均無(wú)霜期234 d。當(dāng)?shù)赝寥李愋蜑殇笥忘S泥土，耕層土壤類型為重壤土，土壤基本理化性質(zhì)如下：有機(jī)質(zhì)量21.9 g/kg，全氮量1.1 g/kg，全磷量1.4 g/kg，全鉀量20.9 g/kg，速效氮量108.63 mg/kg，速效磷量37.51 mg/kg，速效鉀量114.67 mg/kg，pH值7.4，0～30 cm土壤體積質(zhì)量1.3 g/cm3。2018年和2019年試驗(yàn)期間內(nèi)降水量分別為363.0 mm和463.1 mm，平均氣溫分別為25.7 ℃和25.1 ℃。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，其中，對(duì)照處理為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民常規(guī)施肥（CF），純氮施用量為278.9 kg/hm2，其中，施用84 kg/hm2復(fù)合肥作為基肥，施用194.9 kg/hm2尿素作為追肥。3個(gè)施用不同水平的氨基酸水溶肥（WSF）追肥處理（WSF244、WSF214、WSF184）的基肥施用與對(duì)照一致，追施的氨基酸水溶肥純氮量設(shè)置高、中、低3個(gè)水平，分別為160、130 kg/hm2和100 kg/hm2；因此，3個(gè)處理的總施氮量分別為244、214 kg/hm2和184 kg/hm2。基于2018年的試驗(yàn)結(jié)果，2019年的試驗(yàn)設(shè)計(jì)以2018年的WSF214處理作為施用氨基酸水溶肥的基準(zhǔn)，設(shè)置3個(gè)不同生育期施氮比例處理（CWSF214-I1、CWSF214-I2、CWSF214-I3），3個(gè)處理的施氮分配比例分別為：CWSF214-I1（基肥∶返青肥∶分蘗肥∶穗肥=35∶10∶40∶15）、CWSF214-I2（基肥∶返青肥∶分蘗肥∶穗肥=30∶10∶40∶20）、CWSF214-I3（基肥∶返青肥∶分蘗肥∶穗肥=25∶10∶35∶30）。本試驗(yàn)中，氨基酸水溶肥的氮、磷、鉀質(zhì)量濃度分別為0.08、0.07 kg/L和0.1 kg/L，氨基酸質(zhì)量濃度為0.1 kg/L，pH值為6.5，由內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司提供。試驗(yàn)在相同控制灌溉條件下設(shè)置氮空白處理，即不施用氮肥且保持磷肥和鉀肥施用量一致，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。2018年和2019年的具體施肥方案詳見(jiàn)表1。

試驗(yàn)所用水稻品種為南粳46，2018年和2019年水稻插秧時(shí)間均為6月25日，收獲時(shí)間分別為10月25日和10月27日，水稻種植株距16 cm，行距23 cm，每穴定3苗。試驗(yàn)小區(qū)規(guī)格為10 m×15 m，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)四周設(shè)有防滲墻，隔絕不同小區(qū)之間的水分交換。所有處理的灌溉方式均為控制灌溉[11]，秧苗移栽后田面保留薄水層至返青期，返青期后的各生育期均不保留水層，通過(guò)根層的土壤水分控制確定灌水時(shí)間和灌水量，水稻各生育期根層土壤水分調(diào)控指標(biāo)見(jiàn)表2。灌水時(shí)盡量不出現(xiàn)水層或薄水層。

1.3 觀測(cè)項(xiàng)目及方法

1.3.1 莖蘗及株高的觀測(cè)

于每個(gè)小區(qū)定點(diǎn)觀測(cè)每穴的苗數(shù)和株高（每小區(qū)15穴），2 a均于移栽后第13天開(kāi)始（6月25日移栽，進(jìn)入分蘗期后開(kāi)始觀測(cè)）每隔5 d測(cè)1次，直至莖蘗株高穩(wěn)定（抽穗開(kāi)花期結(jié)束）。

1.3.2 水稻葉片葉綠素量觀測(cè)

采用SPAD-502葉綠素測(cè)定儀（日本，KONICA MINOLTA公司）測(cè)定葉片的葉綠素量。選取最上部全展葉即頂一葉作為測(cè)定葉片，每片測(cè)定上、中、下部3點(diǎn)，取平均值作為該穴的，每個(gè)小區(qū)每次測(cè)定20個(gè)葉片，取最終平均值作為該小區(qū)的。測(cè)定日期與莖蘗株高一致。

1.3.3 干物質(zhì)積累量觀測(cè)

每隔10 d選取各小區(qū)有代表性的植株3穴，連根挖出后按根、莖、穗、葉對(duì)水稻植株進(jìn)行分割后裝入信封，在105 ℃條件下殺青30 h，后于75 ℃條件下烘干48 h后測(cè)定水稻各部位的干物質(zhì)量。

1.3.4 植株吸氮量

水稻成熟期末，在各小區(qū)分別選取3株有代表性的植株，分別測(cè)定植株地上部（葉、莖、穗）的吸氮量。植株樣品經(jīng)過(guò)H2SO4-H2O2消煮后，采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定植株吸氮量。

表1 2018年和2019年各處理施肥方案（以純氮計(jì)）

注 復(fù)合肥中純N、P2O5和K2O量分別為16%、12%和17%；尿素中純N量為46.4%。

表2 水稻控制灌溉各生育階段土壤水分控制指標(biāo)

注s1、s2和s3分別為0～20、0～30和0～40 cm根層觀測(cè)深度內(nèi)土壤飽和含水率，其值（體積分?jǐn)?shù)）分別為52.0%、50.1%和47.9%。

1.3.5 植株氮肥利用率

植株氮肥利用率（）=（施氮區(qū)植株上部分吸氮量-氮空白區(qū)植株地上部分吸氮量）/總施氮量×100%。

1.3.6 考種測(cè)產(chǎn)

水稻收割前5天時(shí)，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10穴水稻測(cè)量其有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量；收產(chǎn)時(shí)進(jìn)行人工收割并計(jì)算樣方理論產(chǎn)量，每小區(qū)隨機(jī)取5個(gè)面積為1 m2的樣方進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。理論產(chǎn)量（kg/m2）=有效穗數(shù)（萬(wàn)穗/hm2）×每穗粒數(shù)（粒/穗）×結(jié)實(shí)率（%）×千粒質(zhì)量（g）×10-2。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，使用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對(duì)水稻生理生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由不同處理水稻植株高度變化可以發(fā)現(xiàn)（圖1（a）），各處理水稻植株高度變化趨勢(shì)基本一致，水稻進(jìn)入分蘗期后，植株高度增加迅速，到抽穗開(kāi)花期趨于穩(wěn)定。分蘗前期（移栽23 d后），CF條件下的水稻株高為49.7 cm，CWSF244、CWSF214處理和CWSF184處理下的水稻株高分別為43.4、43.1 cm和42.9 cm，分別相比CF降低了6.3、6.6 cm及6.8 cm，降幅為12.68%，13.28%及13.68%。分蘗后期（移栽37 d后），CWSF244、CWSF214處理和CWSF184處理下的水稻株高相比CF沒(méi)有顯著差異。拔節(jié)孕穗期（移栽47 d后），水稻植株快速生長(zhǎng)，CWSF244處理下的水稻株高逐漸與CF持平。與CF相比，盡管氨基酸水溶肥處理全生育期內(nèi)每次的施氮量較低，但表現(xiàn)出了一定的反彈補(bǔ)償效應(yīng)，全生育期水稻株高增長(zhǎng)速度與農(nóng)民常規(guī)施肥條件下的株高相比差異較小。

此外，不同施氮量處理與CF條件下的水稻莖蘗變化趨勢(shì)基本一致（圖1（b））。分蘗期水稻莖蘗迅速增加，各處理水稻莖蘗數(shù)差異較小，在分蘗末期達(dá)到第一個(gè)峰值，隨著穗肥的施入，水稻莖蘗數(shù)呈小幅度上升趨勢(shì)，并在移栽后55 d左右達(dá)到第二個(gè)峰值，此后隨著時(shí)間的推移，莖蘗數(shù)逐漸減少并趨于穩(wěn)定。CF、CWSF244、CWSF214處理與CWSF184處理的水稻有效分蘗率分別為73.55%、76.16%、76.35%和76.03%，處理間差異不顯著。

圖1 不同處理水稻莖蘗和株高變化

各處理水稻干物質(zhì)量增長(zhǎng)速度在各生育階段不完全相同（圖2，圖中不同小寫字母表示在<0.05水平上差異顯著）。水稻生育前期，CF與CWSF各處理水稻干物質(zhì)累積量差異不顯著；分蘗中期，由于CF施肥量高于CWSF各處理，水稻干物質(zhì)累積量顯著高于CWSF各處理，但隨著分蘗后期氨基酸水溶肥的施入，各處理干物質(zhì)累積量趨于持平；到達(dá)拔節(jié)孕穗前期，CF水稻干物質(zhì)累積量達(dá)到12.57 t/hm2，而CWSF244、CWSF214處理和CWSF184處理下的水稻干物質(zhì)累積量分別為11.47、10.36 t/hm2及9.39 t/hm2，由于CF條件下的穗肥施氮量高于CWSF各處理，因此在拔節(jié)孕穗前期的CF水稻干物質(zhì)累積量高于CWSF各處理；拔節(jié)孕穗后期，CWSF244、CWSF214處理和CWSF184處理下的干物質(zhì)累積量較拔節(jié)孕穗前期分別增加了6.03、6.25 t/hm2和6.4 t/hm2，而CF增加了5.18 t/hm2；至抽穗開(kāi)花期，水稻干物質(zhì)累積量增長(zhǎng)速率逐漸趨于緩慢，并在乳熟期達(dá)到最大值，且各處理間差異不顯著。由于CWSF各處理下的氨基酸水溶肥的少量多次施入，一定程度上延緩了水稻植株的衰老，在生育后期干物質(zhì)積累表現(xiàn)出一定的補(bǔ)償效應(yīng)，盡管總施肥量有所減少，但不同處理間最終的干物質(zhì)累積量無(wú)顯著差異。

圖2 不同處理水稻干物質(zhì)積累量變化

分析不同處理下的水稻葉片在全生育期內(nèi)的變化規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，各處理下的水稻葉片在全生育期內(nèi)的變化趨勢(shì)基本一致（圖3，圖中為水稻葉片葉綠素量，無(wú)量綱。）。CF條件下的水稻全生育期平均值為44.0，而CWSF244、CWSF214處理和CWSF184處理的平均值分別為44.3、44.7和44.9，較CF差異不顯著；從分蘗末期到拔節(jié)孕穗前期，由于穗肥的施入，各處理水稻葉片呈先上升后緩慢下降的變化趨勢(shì)，且CF條件下的上升幅度高于CWSF各處理；拔節(jié)孕穗后期，CWSF各處理下的水稻葉片下降速度小于CF。分次施加氨基酸水溶肥可延緩水稻后期衰老，維持水稻生育后期葉片較高的值。

2.2 不同處理對(duì)植株吸氮量和氮肥利用率的影響

表3為2018年不同處理下的成熟期水稻植株吸氮量和氮肥利用率。CF與CWSF244、CWSF214處理之間的植株地上部分總吸氮量差異不顯著。CF條件下的莖葉吸氮量較CWSF244、CWSF214處理和CWSF184處理分別增加了16.93%，28.34%和37.19%，但其籽粒吸氮量較CWSF244、CWSF214處理顯著降低了15.08%和12.02%。此外，CWSF244、CWSF214處理和CWSF184處理的分別為44.32%，46.71%和50.04%，較CF分別增加了19.01%，25.43%和34.37%。綜合對(duì)比CF與不同氨基酸水溶肥處理下的籽粒吸氮量與地上部分總吸氮量可知，CWSF214處理能在減少施肥量和不減少植株總吸氮量的情況下，增加籽粒吸氮量和植株氮肥利用率。

圖3 不同處理水稻葉片SPAD變化

表3 氨基酸水溶肥不同施肥量下的水稻成熟期植株吸氮量

由2019年的氨基酸水溶肥不同施肥比例對(duì)水稻成熟期植株吸氮量來(lái)看（表4），雖然水溶肥不同施肥比例下的莖葉吸氮量較CF低，但CWSF214-I1處理和CWSF214-I2處理下的籽粒吸氮量相比CF顯著提高，較CF分別提高了13.38%和11.41%。從地上部總吸氮量來(lái)看，CWSF214-I3處理相比CF顯著降低，CWSF214-I1處理和CWSF214-I2處理相比CF無(wú)顯著差異。CWSF214-I1、CWSF214-I2處理和CWSF214-I3處理的分別為44.2%、47.71%和47.53%，較CF分別增加了18.09%、27.46%和26.98%。雖然CWSF214-I1處理和CWSF214-I2處理下的水稻地上部總吸氮量與CF差異不大，但促進(jìn)了更高比例的氮素向穗部（籽粒）轉(zhuǎn)移，一定程度上增加了水稻產(chǎn)量和植株氮肥利用率。

表4 氨基酸水溶肥不同施肥比例下的水稻成熟期植株吸氮量

2.3 不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

2018年的不同施肥量處理下的水稻產(chǎn)量見(jiàn)表5。CWSF244、CWSF214、CWSF184處理下的水稻產(chǎn)量分別為8 865.67、8 655.55 kg/hm2和8 468.07 kg/hm2，較CF無(wú)明顯差異。可見(jiàn)，CWSF條件下的各處理能在保證水稻產(chǎn)量的同時(shí)減少氮素投入。2019年的氨基酸水溶肥不同施肥比例下的水稻產(chǎn)量見(jiàn)表6。CWSF214-I1、CWSF214-I2處理和CWSF214-I3處理下的水稻結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量較CF處理顯著提高，增產(chǎn)率分別為4.55%、5.37%和4.68%，說(shuō)明適當(dāng)?shù)那暗笠?、增施穗肥能有效提高水稻產(chǎn)量。結(jié)合植株吸氮量的結(jié)果來(lái)看，CWSF214-I1處理和CWSF214-I2處理施肥策略最適宜于長(zhǎng)江中下游控制灌溉條件下的稻田生產(chǎn)和氮肥管理。

表5 2018年水溶肥不同施肥量處理水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

表6 2019年水溶肥不同施肥比例處理水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

3 討 論

氮肥對(duì)水稻的生命活動(dòng)及產(chǎn)量形成具有至關(guān)重要的作用，在一定施氮量范圍內(nèi)，水稻產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加；但過(guò)量施氮以及較低的氮利用率始終是困擾我國(guó)水稻生產(chǎn)的突出問(wèn)題[12]。施入稻田土壤的氮肥會(huì)快速通過(guò)氨揮發(fā)和反硝化作用在淹水土壤中損失，造成氮肥的大量流失及經(jīng)濟(jì)效益的降低，加劇農(nóng)田面源污染。液態(tài)有機(jī)肥的施用與灌溉過(guò)程同步進(jìn)行，改變了原來(lái)2～3次追肥模式，在減少10%以上的施氮量條件下仍可獲得增產(chǎn)[13]。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比農(nóng)民常規(guī)施氮處理與氨基酸水溶肥減氮各處理得出，在減少施氮量的情況下施用氨基酸水溶肥，增加了水稻籽粒吸氮量占總吸氮量的比例，提高了氮素運(yùn)轉(zhuǎn)率，結(jié)果與曹小闖等[14]研究結(jié)果相同。施用氨基酸水溶肥增加了水稻營(yíng)養(yǎng)器官的氮素積累量以及葉片氮素向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)，有利于提高水稻產(chǎn)量和氮素利用率。一方面，控制灌溉技術(shù)與氨基酸水溶肥的結(jié)合可能顯著降低稻田氨揮發(fā)損失和氮素淋溶損失，使得土壤中的氮素水平增加，提高了氮肥利用率；另一方面，氨基酸水溶肥富含促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的中、微量營(yíng)養(yǎng)元素，在水稻生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)生物強(qiáng)化和抗逆調(diào)控等方面有明顯的促進(jìn)和激活作用[14]，刺激了植物新陳代謝和葉綠素形成，進(jìn)而提高了水稻產(chǎn)量。綜合考慮水稻產(chǎn)量和氮肥吸收利用2個(gè)指標(biāo)得出，施用氨基酸水溶肥214 kg/hm2是長(zhǎng)江中下游地區(qū)控灌稻田較為適宜的施肥量。該研究結(jié)果與Zhang等[15]研究結(jié)果相似；后者認(rèn)為，中國(guó)稻田的施氮量在209.4～289.8 kg/hm2時(shí)，可兼顧糧食安全和氮素污染的問(wèn)題。Xia等[16]也通過(guò)建立有效衡量區(qū)域氮循環(huán)的通用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型確定了經(jīng)濟(jì)學(xué)與生態(tài)學(xué)的最佳施氮量，推薦太湖地區(qū)適宜施氮量為202 kg/hm2，該施氮水平可以有效提高作物產(chǎn)量，并且減少土壤中氮素殘留及損失，降低環(huán)境成本。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)水溶肥應(yīng)用的研究主要集中在水溶肥與滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)的結(jié)合，但鮮有研究聚焦于水溶肥施用與控制灌溉制度的耦合。本試驗(yàn)通過(guò)氨基酸水溶肥與控制灌溉聯(lián)合調(diào)控，明確了采用CWSF施氮方案可以達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)的效果，該結(jié)論與Liao等[17]的研究結(jié)果相近；后者認(rèn)為，在水稻田的灌溉水中混合低劑量的腐殖酸有機(jī)液肥，可在總氮投入減少12%的前提下促進(jìn)水稻生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量和氮素吸收。Vanitha[18]也認(rèn)為水溶性肥料與控制灌溉技術(shù)的結(jié)合可以降低總體施氮率，提高作物對(duì)水和養(yǎng)分的持續(xù)有效吸收，進(jìn)而提高產(chǎn)量。本研究在214 kg/hm2施氮水平的基礎(chǔ)下，進(jìn)一步設(shè)置了氨基酸水溶肥的3種施肥比例，得出CWSF214-I2處理的前氮后移施肥比例不僅能提高水稻產(chǎn)量，還能促進(jìn)水稻對(duì)氮素的吸收，該結(jié)果與鐘旭華等[19]試驗(yàn)結(jié)果相近，后者認(rèn)為，施用穗肥可以提高水稻總吸氮量，具有顯著的增產(chǎn)作用，且增產(chǎn)效果優(yōu)于基肥和蘗肥。傳統(tǒng)施肥方式在基肥期間施用氮素雖然對(duì)水稻返青和分蘗有一定的積極影響，但此時(shí)水稻根系尚未形成，對(duì)氮素的需求量有限，施入的氮肥集中在植株根系周圍，存在養(yǎng)分高濃度毒害的風(fēng)險(xiǎn)[20]；因此，在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中采取適當(dāng)?shù)那暗笠撇呗?，雖然一定程度上可能會(huì)影響作物在生育前期的生長(zhǎng)，但延緩了植株衰老，有效促進(jìn)了干物質(zhì)積累以及光合產(chǎn)物向穗部的轉(zhuǎn)移，最終有利于增產(chǎn)[21]。謝芳等[22]研究表明，在一定的施氮量范圍內(nèi)，氮肥按不同追施次數(shù)施用時(shí)，氮素吸收利用率、產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量均隨著氮肥追施次數(shù)的增加呈上升趨勢(shì)。陳金等[23]指出，分蘗肥減施有利于提高稻田氮肥利用效率、減少氮素流失。

以上結(jié)果均證實(shí)了氨基酸水溶肥與控制灌溉聯(lián)合并適當(dāng)提高氮肥追肥比例可顯著提高水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率，降低農(nóng)田面源污染風(fēng)險(xiǎn)。試驗(yàn)區(qū)位于長(zhǎng)江中下游地區(qū)，該地區(qū)在水稻生育前期降水量較大，在此時(shí)期大量施用氮肥必然會(huì)增加稻田地表徑流和氮素流失風(fēng)險(xiǎn)[24]。因此，適當(dāng)?shù)那暗笠疲–WSF214-I1處理和CWSF214-I2處理）施肥比例不僅能保障水稻產(chǎn)量，還能促進(jìn)水稻對(duì)氮素的吸收，降低氮素?fù)p失，是適用于長(zhǎng)江中下游控制灌溉稻田理想的施肥策略。

4 結(jié) 論

1）合理施用氨基酸水溶肥能在保證產(chǎn)量的同時(shí)減少氮素投入。施用214 kg/hm2的氨基酸水溶肥較農(nóng)民常規(guī)施肥可減少23.3%的氮素投入，且在不減少水稻總吸氮量的情況下可增加12.02%的籽粒吸氮量。

2）前氮后移、增施穗肥可促進(jìn)氮素向水稻穗部的轉(zhuǎn)移，有效提高氮肥吸收利用率和水稻產(chǎn)量。與農(nóng)民常規(guī)施肥相比，CWSF214-I1處理和CWSF214-I2處理下的水稻穗部氮素轉(zhuǎn)移率增加，提高，產(chǎn)量分別提高4.55%、5.37%。CWSF214-I1處理和CWSF214-I2處理是適用于長(zhǎng)江中下游地區(qū)控制灌溉稻田較為理想的施肥策略。

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Effect of Different Soluble Amino Acid fertilizers on Rice Growth under Controlled Irrigation

ZHAO Xuemei1, LIU Xiaoyin1*, Huang Tao1, LIU Yi2, LIU Boyi1, XU Junzeng1

(1. College of Agricultural Science and Engineering, Hohai University, Nanjing 211100, China;2. Nanjing Water Planning and Designing Institute Corp, Ltd., Nanjing 210022, China)

【Objective】Nitrogen fertilizer is essential to maintaining crop growth and yield, but its excessive or insufficient application has been a problem facing rice production in China. The purpose of this paper is to investigate the effect of soluble amino acid fertilizers (CWSF) on growth and yield, as well as nitrogen absorption and utilization of the rice. 【Method】The experiment was conducted in 2018 at a water-saving irrigated rice field. In terms of nitrogen, we compared three CWSF treatments with nitrogen applied at 244 kg/hm2(CWSF244), 214 kg/hm2(CWSF214) and 184 kg/hm2(CWSF184), respectively. The control was traditional fertilization used by local farmers (CF). CWSF in each treatment was applied with irrigation at different fertilization rates. During the experiment, we measured rice growth and yield, as well as nitrogen uptake by the crop. 【Result】There was no significant difference in canopy height, tiller numbers and chlorophyll content between CWSF and CF. CWSF fertilized less nitrogen than CF, but did not result in noticeable reductions in physiological growth index. CWSF improved the ratio of grain nitrogen uptake to total nitrogen, despite its reduced nitrogen application. Comprehensive analysis showed that CWSF214was the minimum fertilization for increasing grain nitrogen absorption and utilization of nitrogen fertilizer without leading to a yield loss. We also found that compared to CF, CWSF214-I1 and CWSF214-I2 increased nitrogen absorption efficiency by 18.09% and 27.46%, grain nitrogen content by 13.38% and 11.41%, respectively.【Conclusion】Considering water saving, grain yield and nitrogen use efficiency, CWSF214-I1 and CWSF214-I2 are optimal and can be used as an improved nitrogen fertilization, combined with controlled irrigation, for rice production in the low reaches of the Yangtze River.

rice; controlled irrigation; nitrogen application rate; nitrogen application ratio; amino acid water-soluble fertilizer; plant growth; yield

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1672 - 3317（2022）10 - 0065 - 08

P434

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022111

2022-03-05

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51809075）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（B200202097）；中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（2019M651680）

趙學(xué)梅（1997-），女。碩士研究生，主要從事水資源高效利用研究。E-mail: 201310010032@hhu.edu.cn

劉笑吟（1989-），女。副教授，主要從事水資源高效利用及其環(huán)境效應(yīng)。E-mail: lxyin1819@hhu.edu.cn

責(zé)任編輯：韓洋