水稻生产中低氮肥利用率形成原因的探讨

李建辉++苍真名++焦峰++王秋菊++翟瑞常

摘 要：该文在总结前人研究成果的基础上，从化肥投入量、土壤原始背景值、氮肥施用时期和品种选择等4个方面，初步分析了水稻生产中氮肥利用率较低的原因。

关键词：水稻；氮肥利用率

中图分类号 S143.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）09-42-02

近年来，研究人员围绕着如何减少氮素在农业生态系统中的损失，进一步提高施入氮素肥料的利用效率做了许多工作。目前，我国水稻生产氮素肥料利用效率仍然不高，总结起来存在以下几方面的原因。

1 化肥施入量过大

化学肥料氮素过量施入农业生态系统中，会导致水稻对氮素的过量吸收，极大地降低化学肥料生理利用效率。在我国水稻主产区，有人进行了多个田间试验结果显示，在水稻田间氮肥施用量不断增加时，氮肥的生理利用效率则不断下降[1]，同时，过量的氮肥在水稻生育后期投入，比在植株生育前期投入使得氮肥利用效率降低的程度更大。另有研究显示[2]，在我国南方地区水田的氮肥利用效率更低。国外的研究指出[3]，在菲律宾水稻生产中氮肥的农学利用率也不高。我国早些时候的研究也显示，氮肥的农学利用效率一般也很低[4]。近些年，化学肥料氮素的投入量不断增大，但是氮素的农学利用效率仍不断下降。综上所述，过高的氮素投入可能是氮肥利用效率持续较低的重要原因之一。当前，新水稻品种的不断育成，极大地提高了水稻对高肥环境的忍耐能力，抵抗作物倒伏的能力也不断增强，这更加剧了水稻生产者不断增大氮肥的投入以获得较高的水稻产量。同时，高剂量氮肥施入土壤提高了氮肥的损失率，更加剧了对环境的破坏程度，也导致水稻生产的收获籽粒品质下降。所以，降低水稻生产田间氮素的使用量，对环境的保护和恢复有重要意义，同时也能极大地提高水稻栽培的经济效益。

2 土壤原始背景氮含量高

有研究显示，过量地和长期地在农业生态系统中投入无机氮素和有机氮，我国水稻生产中的不施氮肥区域仍能获得较高产量，甚至产量不断增加，而在国外也有同样的现象发生[5-6]。国际水稻研究所在水稻田间进行了长期定位试验研究，结果显示出，即使在不施用氮肥的情况下，水稻也能获得较高的产量[7]，虽然在这项研究中，不施用氮肥的处理产量比在我国进行的试验相同处理表现为较低，可是这一试验国际水稻所进行了几十年的研究，不但能获得较理想的产量，而且还能观察到土壤肥力的保持。同时，在这个试验中获得的氮肥的利用效率较高，甚至高出我国的平均水平。所以，当水稻栽培在土壤自身氮素含量较低的土壤上时，与土壤自身含氮量较高的土壤比较，水稻自身对氮肥的适应性极大提高，且表现的较为敏感。如果栽培水稻的土壤的自身氮含量过高，此时提高化学肥料氮素的投入量，则这一土壤中的氮利用效率会极大地下降。也有研究显示[8]，土壤具有过高的氮素含量可能直接导致农田土壤氮素利用效率降低。同时，自身具有较高氮素含量的土壤如果进行休闲处理，则会导致更加严重的氮素的损失，即进入环境中去[5]。可以看出，在农业生态系统中施入化学肥料后，尽量让栽培的作物在当年把施入的肥料最大量吸收，从而减少施入肥料在土壤中的残留数量，进而降低氮素的流失及淋失。

3 肥料氮素的施入时期

中国南方的1a2季水稻种植的区域里，氮肥的施入比较偏重作基肥施入，且作为分蘖肥的氮素也尽量提前施入，这种传统的施肥方法对水稻插秧后的返青成活及分蘖的增加有很大的好处[9]。但是，有研究报道指出，获得较高水稻总穗数的关键是增加有效分蘖的数量，也就是说降低分蘖后期分蘖的死亡率，这与增加水稻生长前期分蘖数量的方法不同，过早的增加氮素的投入，对水稻有效分蘖数量的增加是无效的，而水稻幼穗分化的生长时期进行氮素的追施显示出较好的效果[8]。在华中地区有人进行了水稻氮素的相关研究[10]，通过固定氮素的投入总量，进行不同时期施肥配比及分配的研究，结果显示，水稻要想获得高产，穗部发育时期对氮素需（下转117页）（上接42页）求量较高，合理地减少基肥氮素与分蘖肥氮素的投入比例，对水稻田间群体质量的优化有利。还有研究[11]提出，降低50%水稻生产基肥数量的投入，而变为分蘖和穗部发育期施入，并形成了比较成熟的氮肥施用技术。同样的研究结果显示[12]，在水稻生育早期就将大量的氮素施入土壤中，这时水稻根系的生长还较弱，还没有形成对氮素的强大需求力，导致土壤中和水稻灌溉的水中积累了较大量的氮素，直接增加了氮素在水稻生产中的损失。如果土壤自身氮含量较高，则在水稻生长前期就施入大量氮素，更会增加施入氮素的损失比例。

4 水稻生产中的品种选择

为了不断提高水稻产量，品种选育工作者主要着眼于培育稻穗较大、茎秆较为粗壮的水稻品种，同时在较高氮素供应能力的土壤中选择抗高肥用量的水稻品种材料，却忽略了水稻自身对氮素的敏感程度高低品种材料的收集[12]。所以，很多新培育的水稻品种或者相应的杂交组合在高氮环境中也具有较高的抵御倒伏的能力。此外，生产者在种植这些水稻品种的时候，也会降低栽培密度，减少田间单位面积的株数，以降低栽培过程中因密度过大而产生倒伏的风险。同时，为了实现较高产量所需要的稻穗数量，提高水稻生长前期和分蘖时期的氮肥量，以促进水稻分蘖的增加。在实际情况中，水稻生长前期所施入的氮的利用效率与后期相比较低。所以水稻氮利用效率较低的另一个原因可能存在于新的水稻品种和品系或组合对氮的敏感程度不高。

参考文献

[1]张绍林，朱兆良，徐银华，等.关于太湖地区稻麦上氮肥的适宜用量[J].土壤，1988，1：5-9.

[2]Yoshida S. Fundamentals of rice Crop Science[M]. International Rice Research Institute，LosBalos，Philippines，1981.

[3]Cassman K G，Gines G C，Dizon M A，et al.Nitrogen use efficiency in tropical lowland rice systems：contributions from indigenous and app1ied nitrogen[J].Field Crops Res.，1996，47：1-12.

[4]林葆.中国土壤科学的现状与展望[M].南京：江苏科学技术出版社，1991.

[5]黄见良.水稻氮素营养特性、氮肥利用率与实时实地氮肥管理的研究[D].长沙：湖南农业大学，2003.

[6]张亚丽.水稻氮效率基因型差异评价与氮高效机理研究[D].南京：南京农业大学，2006.

[7]刘立军.水稻氮肥利用效率及其调空途径[D].南京：扬州大学，2005.

[8]Peng S B，Buresh R J，Huang J L，et al. Strategies for overcoming low agronomic nitrogen use efficiency in irrigated rice systems in China[J]. Field Crops Res.，2006，96：37-47.

[9]吕修涛.氮肥运筹对水稻产量形成及氮素吸收利用的影响[D].南京：扬州大学，2001.

[10]凌启鸿.水稻栽培理论与技术兼及作物栽培科学的发展评述（下）[J].中国稻米，1999，2：3-8.

[11]王广元.水稻新施肥技术研究[J].山西农业科学，1997，25（1）：30-32.

[12]彭少兵，黄见良，钟旭华，等.提高中国稻田氮肥利用率的研究策略[J].中国农业科学，2002，35（9）：1095-1103.

（责编：吴祚云）