?控釋肥對(duì)雙季稻生產(chǎn)及肥料利用率的影響?

? 王靜 彭歡 石宇 彭華

摘要： 通過(guò)大田試驗(yàn)探索了雙季稻種植過(guò)程中，在等氮代替常規(guī)施肥以及在基肥和追肥分別給予減量的條件下，控釋肥對(duì)比常規(guī)施肥對(duì)水稻產(chǎn)量、主要性狀、氮肥表觀利用率和投入產(chǎn)出的影響。結(jié)果表明：與常規(guī)施肥相比，施控釋肥（等氮或減氮處理）處理的雙季稻總產(chǎn)量和年收益均有顯著提高，其中總產(chǎn)量增加2.46%～8.11%，收益增加2 070.8～3 074.4元/hm2；等氮控釋肥處理極顯著提高了早稻氮肥表觀利用率（提高19.57～24.14個(gè)百分點(diǎn)），但降低了晚稻氮肥表觀利用率（降低6.56～13.64個(gè)百分點(diǎn)）。

關(guān)鍵詞：? 控釋肥；減氮；雙季稻；氮肥利用率；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：S143文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-060X（2024）03-0041-04

Effects of Controlled-Release Fertilizers on Yield and Fertilizer Utilization Efficiency of Double Cropping Rice

WANG Jing1，PENG Huan 2，SHI Yu3，PENG Hua4

（1. Agricultural Technology Promotion Station of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC; 2. Inspection and Testing Center

of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC; 3. Soil and Fertilizer Workstation of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC;

4. Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410125， PRC）

Abstract： Field experiments were conducted to explore the effects of controlled-release fertilizers on rice yield， main traits， apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers， and input-output compared with conventional fertilizers under the condition of equal nitrogen fertilizers instead of conventional fertilizers and reduced base fertilizers and top dressing， respectively. The results show that compared with conventional fertilizers， the total yield and annual yield of double cropping rice treated with controlled-release fertilizers （equal nitrogen fertilizers or reduced nitrogen fertilizers） were significantly increased， with the total yield increasing by 2.46%–8.11% and the economic benefits increasing by 2 070.8–3 074.4 yuan/hm2. The controlled-release fertilizers （equal nitrogen fertilizers） significantly improve the apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers in early-season rice by 19.57–24.14 percentage points， but they reduce the apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers in late-season rice by 6.56–13.64 percentage points.

Key words： controlled-release fertilizer; nitrogen reduction; double cropping rice; utilization efficiency of nitrogen fertilizer; economic benefits

水稻是我國(guó)重要糧食作物，2011—2021年，我國(guó)水稻面積穩(wěn)定在3 000萬(wàn)hm2左右，全國(guó)60%以上居民以稻米為口糧，人均占有量穩(wěn)定在150 kg左右[1]。為了提高水稻產(chǎn)量，農(nóng)戶每年投入大量化肥，造成了化肥投入過(guò)量、肥料利用率不高、農(nóng)業(yè)面源污染等次生問(wèn)題。2002—2015年，湖南水稻過(guò)量施肥程度高達(dá)50.6%[2]。張福鎖等[3]根據(jù)田間試驗(yàn)測(cè)算出我國(guó)不同地區(qū)水稻當(dāng)季肥料利用率為28.3%?；实倪^(guò)量、連續(xù)施用導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)業(yè)和環(huán)境效益降低，在我國(guó)增施化肥的作物增產(chǎn)效應(yīng)早已減弱[4]。

近年來(lái)，為了提升肥料利用率，減少環(huán)境污染，我國(guó)大力推廣化肥減量技術(shù)[5]，并取得了一定的成效。在化肥減量技術(shù)中，施用緩控釋肥料是一種重要的方法[6]，緩控釋肥是減緩肥料養(yǎng)分釋放速率且比普通化肥長(zhǎng)效的肥料[7]，它具有養(yǎng)分利用率高、節(jié)肥省工、環(huán)境負(fù)荷輕等優(yōu)勢(shì)[8]，也有利于溫室氣體的減排[9]?；诖?，筆者通過(guò)大田試驗(yàn)，探索了雙季稻種植過(guò)程中，控釋肥在等氮代替常規(guī)施肥以及在基肥和追肥分別給予減氮條件下，對(duì)比常規(guī)施肥對(duì)水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子以及氮肥表觀利用率和投入產(chǎn)出的影響，旨在達(dá)到化肥減量和增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖南省長(zhǎng)沙縣干杉社區(qū)下大屋組（113°12′5″E，28°08′31″N），海撥42 m，年平均溫度為17.1℃，年降水量在1 500 mm左右，大于10℃積溫為5 300～6 500℃，屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候。試驗(yàn)田土壤類型為水稻土，是第四紀(jì)紅壤母質(zhì)發(fā)育的紅黃泥，試驗(yàn)田土壤理化特性為：pH值6.1，有機(jī)質(zhì)26.55 g/kg，全氮1.55 g/kg，全磷0.61 g/kg，全鉀8.80 g/kg，堿解氮147 mg/kg，有效磷7.1 mg/kg，速效鉀53 mg/kg。

供試控釋肥為施可豐化工股份有限公司生產(chǎn)的長(zhǎng)效控釋肥（N–P2O5–K2O＝26–11–11），其他氮、磷、鉀肥均為市售常規(guī)肥，分別為尿素（含N 46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

試驗(yàn)田種植雙季稻，供試早稻品種為中早嘉17號(hào)，供試晚稻品種為岳優(yōu)360。早稻于2022年4月5日播種，5月3日移栽，7月15日收獲；晚稻于6月29日播種，7月20日移栽，10月17日收獲。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

早稻和晚稻試驗(yàn)均設(shè)5個(gè)處理，分別為CK、常規(guī)施肥、等氮控釋肥、追肥減氮和控釋肥減氮處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2。其中等氮控釋肥處理為控釋肥和尿素的總氮量與常規(guī)施肥相等，追肥減氮和控釋肥減氮處理是在當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥量的基礎(chǔ)上，對(duì)基肥或者追肥進(jìn)行減氮30%（早稻）或20%（晚稻）處理。早晚稻不同處理間，氮肥均按基追比7∶3施入土壤，磷、鉀肥作為基肥一次性施入土壤，基肥于移栽前1 d施用，追肥于插秧后15 d施入土壤。

1.2.1 早稻試驗(yàn)處理 （1）空白對(duì)照：不施任何肥料；（2）常規(guī)施肥：施純氮142 kg/hm2，氮肥為尿素，按基追比7∶3施入土壤，純磷、純鉀用量分別為90、90 kg/hm2，磷肥為過(guò)磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀；（3）等氮控釋肥：基施控釋肥345 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2；（4）追肥減量：基施控釋肥345 kg/hm2，追施尿素78.8 kg/hm2；（5）控釋肥減量：基施控釋肥241.5 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2。

1.2.2 晚稻試驗(yàn)處理 （1）空白對(duì)照：不施任何肥料；（2）常規(guī)施肥處理：施氮量為180 kg/hm2，氮肥為尿素，按基追比7∶3施入土壤；純磷、純鉀用量分別為60、135 kg/hm2，磷肥為過(guò)磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀；（3）等氮控釋肥：基施控釋肥484.5 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2；（4）追肥減量：基施控釋肥484.5 kg/hm2，追施尿素90 kg/hm2；（5）控釋肥減量：基施控釋肥387.6 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2。

1.3 調(diào)查取樣與測(cè)定方法

（1）水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素調(diào)查。成熟期在各小區(qū)內(nèi)隨機(jī)采集10株植株樣品，調(diào)查有效穗、株高、穗長(zhǎng)、千粒重，各小區(qū)實(shí)割測(cè)產(chǎn)[10]。（2）植株干物重的測(cè)定。分別于水稻分蘗期、拔節(jié)期、成熟期選取一株，剪去根系后按葉片、莖、穗分別洗凈后置烘箱105℃殺青30 min，85℃烘干至恒重，測(cè)定干物質(zhì)積累量[11]。（3）植株氮養(yǎng)分測(cè)定。隨機(jī)采集5株全株樣品，清洗烘干，粉碎過(guò)篩后用H2SO4-H2O2進(jìn)行消煮，然后采用凱氏定氮法測(cè)定全氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，采用LSD法比較各處理間的差異。

氮肥表觀利用率通常定義為單位施用某種養(yǎng)分的作物吸收量增量，按公式（1）計(jì)算[12]。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，計(jì)算單位面積施用控釋肥以及相應(yīng)氮磷鉀肥料投入的總和；水稻產(chǎn)出以單位面積干谷子的收購(gòu)價(jià)計(jì)算。

氮肥表觀利用率（%）=（施氮區(qū)地上部植株吸氮量-不施氮區(qū)地上部植株吸氮量）/施氮量×100（1）

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

如表1所示，與常規(guī)施肥處理相比，施控釋肥處理極顯著增加了早稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度為17.08%～26.33%（P＜0.01），可能是因?yàn)榕c化肥相比，控釋肥能緩慢釋放養(yǎng)分，在水稻生長(zhǎng)前期能夠提供適量的氮素營(yíng)養(yǎng)，增加了水稻有效穗數(shù)，中后期又能持續(xù)穩(wěn)定地提供足夠的礦質(zhì)態(tài)氮，保證了水稻對(duì)養(yǎng)分的需求，達(dá)到增產(chǎn)效果。而施控釋肥處理晚稻產(chǎn)量較常規(guī)施肥處理顯著減少了2.95%～7.13%（P＜0.05）。對(duì)雙季稻總產(chǎn)量而言，等氮控釋肥、追肥減量和控釋肥減量處理較常規(guī)施肥分別增產(chǎn)8.11%（P＜0.01）、3.63%（P＜0.01）和2.46%（P＜0.05）。這表明控釋肥能夠顯著增加雙季稻產(chǎn)量，尤其對(duì)早稻增產(chǎn)效果明顯。

2.2 不同施肥處理對(duì)早、晚稻相關(guān)性狀的影響

由表2可知，等氮施控釋肥較常規(guī)施肥顯著增加了早稻株高、有效穗數(shù)及稻草重，同時(shí)千粒重也有所增加，但差異不顯著，其他施控釋肥處理的有效穗、千粒重及稻草重亦增加，但差異不顯著；綜合來(lái)看，施控釋肥增加了早稻產(chǎn)量。由表3可知，3個(gè)施控釋肥處理晚稻的株高、有效穗數(shù)、總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)均少于常規(guī)施肥處理，因此晚稻的理論產(chǎn)量也均低于常規(guī)施肥處理。

2.3 肥料投入產(chǎn)出分析

根據(jù)調(diào)研，當(dāng)年肥料市場(chǎng)價(jià)格為，控釋肥3.5元/kg，尿素2.9元/kg，過(guò)磷酸鈣0.7元/kg，氯化鉀4.3元/kg，稻谷收購(gòu)價(jià)格為2.8元/kg。通過(guò)計(jì)算常規(guī)肥料與施可豐控釋肥的投入費(fèi)用如表4所示，早晚稻常規(guī)施肥因磷、鉀肥施用量較高導(dǎo)致投入成本最高，分別為2 064.6和2 454.0元/hm2。與常規(guī)施肥相比，等氮控釋肥、追肥減量和控釋肥減量處理的肥料投入量可節(jié)省962.8～1 664.2元/hm2。綜合稻谷產(chǎn)出效益分析表明，等氮控釋肥、追肥減量和控釋肥減量處理均顯示出較好的經(jīng)濟(jì)效益，可增加收入2 070.8～3 074.4元/hm2。

2.4 不同處理早晚稻氮肥表觀利用率

由表5可知，與常規(guī)施肥相比，施控釋肥能夠極顯著提高了早稻的氮肥表觀利用率，因?yàn)榭蒯尫署B(yǎng)分釋放速度較慢，較化肥降低了肥料流失風(fēng)險(xiǎn)，并且在水稻生長(zhǎng)前期和中后期能夠提供持續(xù)的養(yǎng)分供水稻吸收利用，從而提高了肥料利用效率；而晚稻的氮肥表觀利用率較常規(guī)施肥處理降低了6.56～13.64個(gè)百分點(diǎn)，因?yàn)榭蒯尫史市л^長(zhǎng)，當(dāng)年9月氣候出現(xiàn)異常，氣溫較低，影響了晚稻中后期的生長(zhǎng)。晚稻控釋肥的效果還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

3 小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，在試驗(yàn)條件下，等氮控釋肥、追肥減量、控釋肥減量等處理可顯著提高雙季稻的總產(chǎn)量和年收益，分別增產(chǎn)8.11%、3.63%和2.46%，分別增收3 074.4、2 070.8和2 305.8元/hm2，其中等氮控釋肥處理對(duì)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的提升效果最好，控釋肥減量處理次之，追肥減量處理第三；施控釋肥可顯著提高早稻產(chǎn)量，但反而降低了晚稻產(chǎn)量；施控釋肥極顯著提高了早稻的氮肥表觀利用率，與常規(guī)施肥處理相比增長(zhǎng)了19.57～24.14個(gè)百分點(diǎn)，而晚稻的氮肥表觀利用率較常規(guī)施肥處理降低了6.56～13.64個(gè)百分點(diǎn)。

研究表明，控施肥養(yǎng)分的釋放易受植物營(yíng)養(yǎng)特性和土壤性質(zhì)、水分、溫度等環(huán)境因素的影響[7]。試驗(yàn)在種植晚稻時(shí)，因出現(xiàn)了異常低溫，對(duì)控釋肥氮的釋放影響較大，可能是造成晚稻發(fā)育性狀不理想、肥料利用率低、減產(chǎn)的主要原因。有研究表明，科學(xué)合理施用控釋肥有利于水稻增產(chǎn)、增效并降低施肥對(duì)環(huán)境的不利影響[8-9]。在施用長(zhǎng)效緩控釋肥時(shí)，應(yīng)注意天氣變化，特別是溫度的影響，長(zhǎng)期低溫時(shí)，應(yīng)結(jié)合水稻生長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)需求進(jìn)行合理追肥，以實(shí)現(xiàn)化肥減量與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）