不同氮肥水平对寒地水稻氮素利用的影响

李建辉+苍真名+焦峰+王秋菊+翟瑞常

摘 要：通过田间试验的方法，研究了黑龙江省水稻主产区氮肥水平对氮素利用的影响。结果表明，水稻植株中氮含量以分蘖期最高，随着水稻生长发育的进行，植株氮含量逐渐降低；2个水稻品种的REN随N肥投入水平的增加，表现出先提高后下降的趋势，当N肥投入水平不断增大时，PEN表现出了逐渐下降的趋势。

关键词：水稻；氮肥水平；氮素利用效率

中图分类号 S143.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）08-15-02

氮是作物必须的营养元素，对其生长及产量形成有着重要影响[1-4]。目前，国内外评价作物氮素吸收与利用的指标及计算方法有多种，不同学科领域研究的侧重点不同。利用氮素评价指标，对水稻生产中氮素吸收和利用等方面问题进行深入研究，有利于对水稻生长发育的深层次理解和调控。本研究利用田间小区试验与室内分析相结合的方法，研究黑龙江省水稻主产区2个主栽品种不同施氮处理的植株氮素吸收与利用规律，旨在进一步为黑龙江省水稻主产区科学合理的施用氮肥和水稻栽培过程中的氮营养管理提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试品种及土壤 供试水稻品种为水稻新品种龙粳31和黑龙江水稻主产区常规品种空育131。田间试验在黑龙江省八五八农场科技园区内进行，土壤类型为草甸白浆土，试验前土壤的基础理化状况为：有机质31.13g·kg-1、碱解氮163.51mg·kg-1、有效磷31.14mg·kg-1、速效钾116.65mg·kg-1、pH为6.02。

1.2 试验设计 试验根据不同施氮水平设5个处理，分别记为：N0、N1、N2、N3、N4，各处理纯氮施用量分别为：0、90、150、210、270kg·hm-2，施入氮肥40%作基肥、30%作分蘖肥、30%作穗肥，比例为4∶3∶3。氮肥的氮源为尿素（N，46%），磷肥为过磷酸钙（P2O5，17%），施入量为P2O5 60kg·hm-2；钾肥为硫酸钾（K2O，50%），施入量为K2O90kg·hm-2。磷肥作基肥一次施入，钾肥60%作基肥施入、40%作穗肥施入。试验田5月15日插秧，其他试验过程中的田间管理方式同大田。

1.3 样品采集及分析 在水稻分蘖、拔节、开花和成熟期等4个关键生育期，每处理小区取具有代表性的水稻植株3穴，成熟期分为籽粒和秸秆、其他时期整株，用清水和去离子水多次清洗，于105℃杀青30min后，75℃烘干至恒重并称重后粉碎过1mm筛，进行植株养分含量分析。植株氮含量的测定采用凯氏法[5]，利用BUCHI公司生产的KjelFlex K360定氮仪测定。

1.4 数据处理与统计分析 氮素的农学利用率（AEN）、生理利用率（PEN）、吸收利用率（REN）和偏生产力（PFPN）的计算参考田昌玉等总结[6]的方法。全部试验数据采用Excel 2003进行处理，利用SAS 9.2进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻植株氮含量的影响 从各关键生育期水稻植株氮含量可以看出：（1）水稻植株中氮含量以分蘖期最高，随着水稻生长发育的进行，植株氮含量逐渐降低；（2）不同氮肥水平对水稻的N含量产生了极为明显的影响，N0处理中的植株N含量低于与其他处理，尽管不同器官氮含量不同，但是均随着施氮水平的增加而增加；（3）当植株达到生理成熟时，本试验中不同品种收获器官N含量表现为龙粳31高于空育131，2个水稻品种茎部N含量的差异达到了极显著水平（见表1）。

表1 不同生育时期的水稻植株N含量

[品种＼&处理＼&分蘖期＼&拔节期＼&开花期＼&成熟期＼&籽粒＼&秸秆＼&龙粳31＼&N0＼&2.29a＼&1.79d＼&1.46d＼&1.23c＼&0.70d＼&N1＼&2.37a＼&2.10c＼&1.77c＼&1.37c＼&0.91c＼&N2＼&2.39a＼&2.19bc＼&1.95b＼&1.58b＼&1.06b＼&N3＼&2.48a＼&2.37a＼&1.99ab＼&1.70a＼&1.15ab＼&N4＼&2.53a＼&2.19ab＼&2.12a＼&1.81a＼&1.19a＼&＼&空育131＼&N0＼&2.29a＼&1.69b＼&1.39c＼&1.26d＼&0.68d＼&N1＼&2.40a＼&1.88b＼&1.79b＼&1.36c＼&0.85c＼&N2＼&2.36a＼&2.16a＼&1.79b＼&1.49b＼&0.89b＼&N3＼&2.50a＼&2.19a＼&1.96ab＼&1.58b＼&1.10a＼&N4＼&2.53a＼&2.26a＼&1.99a＼&1.71a＼&1.18a＼&]

注：小写字母表示α=0.05显著水平。

2.2 不同处理对水稻氮肥利用率的影响 作物对氮素吸收利用效率（REN）和农学利用效率（AEN）这2个指标是反映水稻对N素吸收利用效果的重要参数。由表2可知：（1）试验中2个水稻品种的REN随着处理中N肥投入水平的增加，都表现出先提高后下降的趋势，当N投入水平超过一定量以后（本试验中为N3处理），不同品种间却存在明显不同，表现为龙粳31的REN要略高于空育131；（2）2个品种的水稻的AEN在变化上表现出与REN同样的趋势，但是龙粳31的AEN与空育131水稻品种相比却极显著的增大。因此可以判断，当N肥施用水平发生变化时，水稻对其的反应能力是在一定的范围内发生变化的，龙粳31超过N3处理、空育131超过N4处理时，水稻对施入N素的水平的反应能力会极大及降低。从不同品种上分析，龙粳31对N肥的施入水平的反应能力要强于空育131。（3）作物对N素的生理上的利用效率用PEN来表示，一般PEN能够真实地反映出作物对N素的应用效率。本试验中当N肥投入水平不断增大时，PEN表现出逐渐下降的趋势。（4）PFPN则表示N素的偏生产力，这一指标能够表达出作物吸收的不同来源的N素，即土壤中的N素和施入的肥料中的N素所产生的额外的效应，本试验中也表现出了与PEN相同的趋势。从不同品种来看，水稻品种龙粳31的PEN和PFPN均大于空育131。

表2 不同处理下的水稻氮素利用效率

[品种＼&处理＼&N积累量（kg·hm-2）＼&REN（%）＼&AEN（kg·kg-1）＼&PFPN（kg·kg-1）＼&PEN（kg·kg-1）＼&龙粳＼&N0＼&126e ＼&＼&＼&＼&＼&N1＼&170d＼&44.0b ＼&14.2a ＼&83.1a ＼&33.7a ＼&N2 ＼&222c ＼&63.6a ＼&15.4a ＼&61.4b ＼&26.0b ＼&N3＼&249b ＼&61.5a ＼&12.8ab ＼&47.4c ＼&22.3bc ＼&N4＼&270a ＼&57.4a ＼&9.6b ＼&37.2d ＼&17.5c ＼&Mean＼&207 ＼&56.6 ＼&13.0 ＼&57.3 ＼&24.9 ＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&空育131＼&N0＼&134e ＼&＼&＼&＼&＼&N1＼&169d ＼&34.9b ＼&6.8a ＼&79.0a ＼&21.1a ＼&N2 ＼&203c ＼&45.3a ＼&6.9a ＼&55.0b ＼&16.2ab ＼&N3＼&237b ＼&51.5a ＼&7.3a ＼&43.5c ＼&14.9ab ＼&N4＼&261a ＼&50.5a ＼&5.6a ＼&34.4d ＼&11.7b ＼&Mean＼&201 ＼&45.5 ＼&6.7 ＼&53.0 ＼&16.0 ＼&]

注：小写字母表示α=0.05显著水平。

3 结论

以往的研究结果[7]显示，水稻籽粒灌浆结束时，田间单位面积氮素吸收量随着氮素施入水平的提高而逐渐增大直至恒定不变。根据本研究结果可以看出，在水稻的不同生长发育时期，不同品种在N3和N4这2个高氮处理下单位面积水稻N素吸收量差异并不明显。此外，龙粳31的茎部器官中氮素积累较少，而获得了较高的氮收获指数。大量的氮素不能向收获器官转移，直接导致了较多吸收的氮素不能通过籽粒收获利用而发生氮的损失，氮素收获指数的降低不利于水稻产量的提高，同时也会加重因氮素环境残留而导致的污染。

参考文献

[1]Jiao F，Wu J H，Yu L H，et al.15N Tracer Technique Analysis of the Absorption and Utilisation of Nitrogen Fertiliser by Potatoes[J].Nutr C.A.，2013，95（3）：345-351.

[2]焦峰，贺海霞，魏贤斌，等.不同氮水平对马铃薯块茎增长、产量和维生素含量的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2013，25（4）：1-3.

[3]潘圣刚，黄胜奇，翟晶，等.氮肥用量与运筹对水稻氮素吸收转运及产量的影响[J].土壤，2012，44 （1）： 23-29.

[4]刘洪华，龚加利，李发平，等.不同施肥处理对红花大金元生长发育及产质量的影响[J].安徽农学通报，2014，20（01-02）：66-68，73.

[5]张志良.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2010：35-36.

[6]田昌玉，林治安，左余宝，等.氮肥利用率计算方法评述[J].土壤通报，2011，42（6）：1530-1535.

[7]曹洪生，黄王生，谬宝山.两种类型中粳稻吸氮分析及施肥技术研究[J].苏州科技学院学报（社会科学版），1992，9（l）：35-41.

（责编：张宏民）