不同氮源对水稻养分吸收及氮磷渗漏的影响

2017-06-21朱伟锋朱小芳陆若辉黄利东

浙江农业科学 2017年5期

关键词：铵态氮脲酶水溶

朱伟锋，朱小芳，陆若辉，黄利东

(1.浙江省农业技术推广中心，浙江杭州 310020； 2.金华市土肥站，浙江金华 321000；3.南京信息工程大学农业资源与环境系，江苏南京 210034)

不同氮源对水稻养分吸收及氮磷渗漏的影响

朱伟锋1，朱小芳2，陆若辉1，黄利东3

(1.浙江省农业技术推广中心，浙江杭州 310020； 2.金华市土肥站，浙江金华 321000；3.南京信息工程大学农业资源与环境系，江苏南京 210034)

通过田间小区试验，研究不同氮源对甬优9号水稻养分吸收和稻田0～20 cm渗漏液中氮、磷的影响。结果表明，在结合叶面施肥的情况下，甬优9号水稻在控释BB肥和脲酶抑制处理中，可在不减产的情况下减氮15%。在稻田0～20 cm渗漏液中，各处理氮形态表现相似的动态变化规律，铵态氮随时间持续下降，硝态氮先上升后降低，总氮先下降后保持稳定。肥料来源对稻田0～20 cm渗漏液中氮含量有显著影响，对总磷无明显影响。经济效益分析发现，选择缓控释肥料和叶面肥组合有助于增产增收，降低劳动强度。

水稻；缓控释肥料；养分吸收；渗漏液；氮；磷

施肥是水稻稳产增产的保障性环节，在农民增收上发挥着重要的作用，然而，部分地区在水稻生产中过分依赖化肥，特别是氮肥投入来保障水稻产量，导致化肥投入对水稻增产的贡献逐渐下降。粗放的养分管理方式，不仅增加了成本，而且也造成土壤、大气、湖泊富营养化，引发地下水污染等环境问题[1-3]。近年来，如何提高肥料利用率，保护生态环境逐渐成为国内外研究的热点[4-5]。相较于传统化肥，缓/控释氮肥具有节约施肥量、提高肥料利用率、减少环境污染等优点，且能一次性基施，降低了人力成本，提高了劳动生产率[6-7]，亦有报道显示，水稻叶面施肥能促进水稻养分吸收，提高产量[8-10]；但是将叶面肥与缓/控释氮肥结合起来的研究相对较少。本研究通过一次性基施少于常规施肥量的缓控释肥，并结合后期叶面施肥，探索其对水稻养分吸收、生长以及0～20 cm渗漏液中氮、磷含量的影响，以期找出一种经济、简便、环保的水稻施肥方案。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2015年5—11月在浙江省金华市婺城区蒋堂镇章侃家庭农场进行。土壤类型为黄泥田，有机质26.2 g·kg-1，碱解氮84.0 mg·kg-1，有效磷21.3 mg·kg-1，速效钾157.0 mg·kg-1，pH值5.24。

供试水稻品种为甬优9号。

试验肥料。脲酶抑制尿素(含N 46%，含nBPT，添加量为1%，标品纯度97%)，上虞盛晖化工股份有限公司；控释BB肥(N 24%，P2O512%，K2O 12%，控释氮素为硫黄树脂双包膜尿素，控释期3个月)，山东金正大生态工程股份有限公司；有机水溶肥料“喷施宝”，广西喷施宝股份有限公司；含氨基酸水溶肥料，杭州安邦农业生物科技有限公司；尿素(N 46%)、过磷酸钙(含P2O512%)、氯化钾(含K2O 60%)，普通市售。

1.2 设计

水稻6月23日移栽，10月26日收获，种植密度20 cm×20 cm。试验设6个处理：处理1，常规施肥；处理2，无氮区；处理3，控释BB肥+有机水溶肥料；处理4，控释BB肥+含氨基酸水溶肥料；处理5，脲酶抑制+有机水溶肥料；处理6，脲酶抑制+含氨基酸水溶肥料。常规施肥的肥料品种、数量通过农户调查结合田块肥力确定，使用普通市售尿素、氯化钾和过磷酸钙，N、P2O5、K2O用量分别为210、90、180 kg·hm-2。氮肥分配为基肥∶蘖肥∶穗肥5∶3∶2，钾肥分配为基肥∶蘖肥2∶1。磷肥一次性基施。处理3～6用氮量为处理1的85%(约合N 180 kg·hm-2)，磷、钾肥用量相同，处理3～4钾肥不足部分用常规肥料补足，所有肥料全部基施。2种水溶肥料使用方法：水稻抽穗至灌浆初期，1 000倍液，连喷2次，间隔7 d喷施1次。小区面积48.0 m2，随机区组排列，重复3次，共18个小区。田间其他管理按常规进行。

1.3 测定项目与方法

水稻株高测定。每个小区定点5丛，于水稻分蘖初期、抽穗期、开花期、成熟期分别测定。其中，抽穗期测量高度为从地面至穗顶，其余时期测量高度为从地面至叶尖。

水稻生物量及氮磷钾养分测定。水稻成熟后，小区内全部收获，脱粒风干后，籽粒、秸秆分别称重。并于收获期采集长势均匀的植株样品3穴，秸秆与籽粒分开，考种。秸秆于105 ℃杀青30 min，70 ℃烘干至恒重，称量后粉碎。用常规分析方法[11]测定植株氮、磷、钾含量。

水质测定。水稻移栽前，每小区埋入直径20 cm PVC管1根，底部用尼龙网袋封口，入土25 cm，露出地面35 cm，用塑料薄膜封口。施肥后第2天取水，以后每隔7 d取1次水，按常规方法[11]测定全氮、铵态氮、硝态氮、总磷含量。

1.4 数据处理

采用Excel 2010和DPS v6.5软件进行数据整理和方差分析，对有显著差异的处理采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 对水稻不同时期株高的影响

从图1可以看出，在分蘖期，各处理水稻株高

差异不明显。在抽穗期、开花期、成熟期，水稻株高以脲酶抑制+有机水溶肥处理和常规施肥处理的最高，且在抽穗期时显著(P<0.05)高于其他处理。

图1 不同处理对水稻株高的影响

2.2 对水稻养分吸收的影响

由表1可知，各处理中水稻吸收氮素最多的是脲酶抑制+有机水溶肥处理，吸氮量为142.4 kg·hm-2，与180 kg·hm-2的施氮量相比，吸氮量约占投入量的79.1%，显著高于其他处理。其他缓控释肥处理的水稻吸氮量之间无显著差异，但均显著高于常规施肥处理的水稻吸氮量(127.5 kg·hm-2)，无氮区处理的水稻吸氮量最低，仅为73.8 kg·hm-2。不同氮源处理对水稻磷、钾的吸收影响不大，除无氮处理外，其他处理水稻磷、钾吸收量之间无显著差异。

表1 不同氮源处理对水稻养分吸收的影响

处理产量/(kg·hm-2)含氮量/%含磷量/%含钾量/%植株养分吸收量/(kg·hm-2)籽粒秸秆籽粒秸秆籽粒秸秆籽粒秸秆氮磷钾常规施肥76907811151150480350160351811275c400a1730a无氮区6587059246087027034018035204738d330b1442b控释BB肥+有机水溶肥76290740961200540360170351991315b401a1744a控释BB肥+含氨基酸水溶肥75364736381180530360190341911278b409a1656a脲酶抑制+有机水溶肥77193753131290570350190351951424a410a1736a脲酶抑制+含氨基酸水溶肥74936737581220540350190371831311b402a1630a

注：同列数据后无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)。

2.3 对水稻0～20 cm渗漏液中氮、磷含量的影响

从图2可以看出，随着时间推移，不同处理的稻田0～20 cm渗漏液中铵态氮含量均急剧下降。移栽后10 d，含氮处理区铵态氮含量均在30.0 mg·L-1以上；移栽后17 d，铵态氮含量下降到10 mg·L-1；移栽后38 d，铵态氮含量已降至1.0 mg·L-1以下。无氮区铵态氮含量始终在2.0 mg·L-1以下。在同一时期，不同处理对稻田0～20 cm渗漏液中铵态氮含量亦有显著影响，移栽后10 d，常规施肥处理0～20 cm渗漏液中铵态氮水平显著高于2个控释BB肥处理以及脲酶抑制+含氨基酸水溶肥处理，但与脲酶抑制+有机水溶肥处理无显著差异。移栽后17 d，常规施肥处理0～20 cm渗漏液中铵态氮水平显著高于所有处理；移栽后24 d，常规施肥处理0～20 cm渗漏液中的铵态氮水平依然处于最高水平，2个控释BB肥处理0～20 cm渗漏液中的铵态氮含量有较大幅度的下降，显著低于常规施肥处理与2个脲酶抑制处理。

图2 不同处理对稻田0～20 cm渗漏液中铵态氮含量的影响

从图3可以看出，稻田0～20 cm渗漏液中硝态氮含量随时间推移先增加，至移栽后24～31 d 达到最高，然后降低至初始水平。在同一时期，不同处理对稻田0～20 cm渗漏液中硝态氮含量亦有显著影响。移栽后10 d，常规施肥处理0～20 cm渗漏液中的铵态氮水平显著高于其他处理；移栽后17和24 d，2个脲酶抑制处理0～20 cm渗漏液中的硝态氮含量最高，且显著高于2个控释BB肥处理；移栽后31 d，除常规施肥处理0～20 cm渗漏水中的硝态氮含量继续升高外，其他处理则逐渐回落。

图3 不同处理对稻田0～20 cm渗漏液中硝态氮的影响

从图4可以看出，各处理稻田0～20 cm渗漏水总氮含量随时间推移先下降之后稳定在一定水平。移栽后10 d，控释BB肥和脲酶抑制处理的稻田0～20 cm渗漏液中总氮含量在40.0 mg·L-1左右，常规施肥区略高，在50.0 mg·L-1左右；移栽后17和24 d，除无氮区外，其他各处理稻田0～20 cm渗漏液中总氮含量均在20.0 mg·L-1左右，各处理间无显著差异。无氮区稻田0～20 cm渗漏液总氮含量始终处于4.0 mg·L-1左右，随时间变化降幅不大。

图4 不同处理对稻田0～20 cm渗漏液中总氮的影响

从图5可以看出，各处理稻田0～20 cm渗漏液中总磷的含量均较低，且各处理间无显著差异。

图5 不同处理对稻田0～20 cm渗漏液中总磷的影响

2.4 对水稻生产效益的影响

为使生产效益更具实际意义，在对比分析时略去无氮处理。从表2可以看出，各含氮处理的水稻生产收益总体在22 400～23 200元·hm-2，脲酶抑制+有机水溶肥处理的经济效益最好，较常规施肥增收175.8元·hm-2。

3 讨论

本试验表明，在减氮15%的情况下，一次性施用控释BB肥或脲酶抑制剂(nBPT，添加量为1%)结合叶面施肥，与常规施肥相比，水稻不减产，甚至略有增产。脲酶抑制+有机水溶肥处理下，水稻吸氮量达142.4 kg·hm-2，吸氮量约占投入量的79.7%；而常规施肥处理下水稻吸氮量为127.5 kg·hm-2，吸氮量仅占投入量的60.1%，由此可见，施用缓控释肥料有助于提高肥料利用率。

表2 各处理水稻生产的经济效益分析

处理产量/(kg·hm-2)收益/(元·hm-2)施肥成本/(元·hm-2)较常规增收产量/(元·hm-2)常规施肥7690723072142167-控释BB肥+有机水溶肥7629022887049350-9034控释BB肥+含氨基酸水溶肥7536422609249350-11812脲酶抑制+有机水溶肥77193231579412671758脲酶抑制+含氨基酸水溶肥7493622480841267-5013

注：以2015年当地价格计算，脲酶抑制剂8万元·t-1，控释BB肥3 500万元·t-1，尿素2 000元·t-1，过磷酸钙520元·t-1，氯化钾3 300元·t-1，有机水溶肥与含氨基酸水溶肥由于用量较小，均按50元·hm-2计；单次施肥人工成本1 500元·hm-2，叶面施肥人工结合农药喷施，不计人工成本；水稻价格3元·kg-1。

试验还发现，各处理条件下，稻田0～20 cm渗漏液中铵态氮含量随时间推移逐渐下降，硝态氮含量先升后降，总氮含量先降之后趋于稳定。移栽后10 d，常规施肥区稻田0～20 cm渗漏液中各形态的氮素含量均显著高于缓控释肥料处理区，表明施用缓控释肥料有助于降低氮素流失的风险。

当前，我国目前农村劳动力，特别是从事农业的青壮年劳动力不足。本研究中的缓控释肥采用一次性基施方法，较传统施肥方法减少了施肥次数，降低了劳动强度，且不减产。脲酶抑制+有机水溶肥处理条件下，水稻生产的经济效益还得到增加，具有积极的推广应用价值。

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