AGROTAIN氮稳定剂在中稻上的应用效果

程凯凯，李 超，谭 丽，聂泽民，廖世喜，聂丽群，汪 柯，肖小平*

（1湖南省土壤肥料研究所，长沙410125；2醴陵市农业局土壤肥料工作站，湖南醴陵412200；3南县农业局，湖南南县413200）

水稻是世界上主要的三大粮食作物，约为一半以上人口提供了35%～60%的饮食热量［1，2］。不断提高水稻产量和品质一直是水稻研究者的目标［3，4］。近半个世纪以来，化肥施用量在以惊人速度增长，人们逐步意识到化肥在有效推动作物增产、保障食物安全的同时，也会对生态环境造成多方面的影响：由于淋失、径流和土壤侵蚀作用引起的化肥氮素损失导致地表水和地下水严重污染；化肥不当施用显著改变耕层土壤理化性状，导致重金属污染、土壤酸化和土壤板结；同时，由于化肥施用引致的氨气、一氧化氮等排放加速温室效应和臭氧层破坏［5～7］。

据报道，我国每年的肥料使用量约5 000万吨（折纯），占全世界肥料消耗量的35%。我国水稻生产中氮肥施用量高而氮肥利用率低的问题尤为突出，水稻单季平均施氮量为180 kg／hm2，比世界平均水平高出约75%，而稻田氮肥吸收利用率仅为30% ～35%，低于发达国家 10～15个百分点［8～10］，不仅造成氮肥严重浪费，还产生了一系列环境污染问题［11］。当前，我国正开展化学肥料零增长行动。化肥减施增效是提高氮肥利用率、减少稻田氮素损失的重要途径和措施之一［12～14］。AGROTAIN氮稳定剂是美国Koch公司生产的一种加入脲酶抑制剂NBPT（N-丁基硫代磷酰三胺）的新型稳定剂，可延缓土壤中尿素的水解速度，减少氨的挥发损失，施用方法简便，可提高水稻产量和氮肥利用率。2017年，笔者开展了AGROTAIN氮稳定剂在中稻上的应用效果研究，旨在探明该稳定剂在中稻上的增产效益和氮肥利用效率，为引进该氮稳定剂提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点两个：醴陵市来龙门街道庄埠村，供试土壤为黄泥田；南县三仙湖镇太平桥村，供试土壤为紫潮泥（表 1）。供试肥料：氮肥为普通尿素（46%），磷肥为过磷酸钙（12%），钾肥为氯化钾（60%）。供试中稻品种（组合）：醴陵试验点选用超级杂交稻晶两优华占，南县试验点选用常规优质稻黄花占。

表1 试验前土壤基本性状

1.2 试验设计

试验设5个处理（表2），所有处理重复4次。小区面积20 m2，随机区组设计。水稻采取育秧移栽，尿素作N源，用量180 kg／hm2。60%N作基肥，30%N作分蘖肥，10%N作穗肥，AGROTAIN氮稳定剂（ATU）和氮肥一起施用，所有处理肥料P和K的施用量相同，都作基肥。其中过磷酸钙用作P源，用量为P2O552.5 kg／hm2。KCl用作 K源，用量为K2O 130 kg／hm2。管理措施同常规大田生产。

表2 试验处理

根据生长发育进程，在田间调查水稻生育期。在水稻成熟期选择有代表性的5穴水稻考种，调查穗粒数、结实率、空秕率、千粒重、单株产量等。分小区单收单晒，测定各小区实际产量。

成熟期每处理取样5穴洗净，分为叶、茎、穗等部分，105℃杀青30 min，75℃烘干至恒重后称干物质重。之后将样品粉碎过筛再烘干，用靛酚蓝比色法测定植株各部分的含氮率。

氮素利用效率指标计算方法：

氮肥偏生产力（kg／kg）＝施氮区产量／施氮量

氮肥农学利用效率（kg／kg）＝（施氮区产量-不施氮区产量）／施氮量

氮肥表观利用率（%）＝（施氮区地上部吸氮量-不施氮区地上部吸氮量）／施氮量×100%

1.3 数据处理

运用DPS和Excel等软件分析处理数据。

2 结果与分析

2.1 AGROTAIN氮稳定剂对中稻生育时期的影响

由表3可知，超级杂交稻T3处理的全生育期较普通尿素处理（T2）短2 d，其生育时期在灌浆期之前无差异，灌浆期较T2处理提前1 d，成熟期提前2 d；T4、T5处理的拔节期较T3处理提前1 d，灌浆期分别提前1、2 d，成熟期分别提前1、2 d。表明施用AGROTAIN氮稳定剂可缩短超级杂交稻的全生育期，提前成熟，减施氮肥条件下，AGROTAIN氮稳定剂可有效促进超级杂交稻提前成熟。施用AGROTAIN氮稳定剂对常规优质稻生育进程的影响基本同超级杂交稻一致，但影响程度小于超级杂交稻。

综上可知，施用AGROTAIN氮稳定剂可缩短中稻的生育期，提前1～2 d成熟，在减施氮肥条件下AGROTAIN氮稳定剂可进一步促进提前成熟。

表3 各处理的中稻生育期

2.2 AGROTAIN氮稳定剂对中稻生物学特性与产量构成的影响

由表4可知，超级杂交稻施用AGROTAIN氮稳定剂处理的株高较普通尿素处理（T2）有小幅下降；T3处理的有效穗数及结实率较普通尿素处理（T2）均呈增加趋势，其中结实率增加6.6%；T4、T5处理的有效穗数较T3处理呈明显减少趋势。表明施用AGROTAIN氮稳定剂可有效降低超级杂交稻的株高，降低倒伏风险。施用AGROTAIN氮稳定剂对常规优质稻生物学特性及产量构成的影响基本同超级杂交稻一致，但在常规优质稻上的应用效果优于超级杂交稻，高有效穗数是T3处理产量最高的主要原因。

综上可知，施用AGROTAIN氮稳定剂可有效降低中稻的株高，减少倒伏风险；氮肥未减量条件下，有效穗数及结实率是其获得高产的主要产量贡献因子，氮肥减量后，虽然有效穗数有所下降，但结实率大幅增加是其获得高产的主要原因。

表4 各处理中稻生物学特性与产量构成

2.3 AGROTAIN氮稳定剂对中稻产量的影响

由表5可知，超级杂交稻各处理增产率表现为T3＞T4＞T5，处理 T3的产量最高，施用 AGROTAIN氮稳定剂处理与施用普通尿素处理相比，增产10.63%，在减施氮肥10%及20%条件下，分别增产9.36%、2.74%；AGROTAIN氮稳定剂处理（T3、T4、T5）的平均增产率为7.58%。

施用AGROTAIN氮稳定剂对常规优质稻产量的影响基本同超级杂交稻一致，但增产率小于超级杂交稻，应用 AGROTAIN氮稳定剂处理（T3、T4、T5）的平均增产率为5.65%（表5）。

综上可知，AGROTAIN氮稳定剂有利于挖掘超级杂交稻的增产潜力。同时通过氮肥合理运筹，可减施10%～20%的氮量，达到既减少氮肥用量又获得高产的双重目标，有利于推动水稻产业绿色环保与丰产增效的协同发展。

表5 各处理中稻产量

2.4 氮素吸收情况

由表6可知，超级杂交稻普通尿素处理（T2）的籽粒及秸秆中的含氮量均要高于其它各施肥处理，且籽粒及秸秆中的含氮量随施氮量的减少而降低。各处理间的100 kg籽粒及秸秆氮素养分吸收量表现为处理 T3＞T4、T5，处理（T3、T4、T5）的100 kg籽粒氮素养分平均吸收量为1.64 kg，较普通尿素处理（T2）降低了0.18 kg。

施用AGROTAIN氮稳定剂对常规优质稻氮素吸收的影响基本同超级杂交稻一致，应用AGROTAIN氮稳定剂处理（T3、T4、T5）的100 kg籽粒氮素养分平均吸收量为1.86 kg，较普通尿素处理（T2）降低了0.06 kg（表6）。

表6 各处理的中稻氮素吸收情况

综上所述，100 kg籽粒氮素吸收量随施氮量的减少而减少，常规优质稻的100 kg籽粒氮素吸收量大于超级杂交稻。在本试验条件下，与施用普通尿素处理（T2）相比，施用AGROTAIN氮稳定剂处理（T3、T4、T5）100 kg籽粒氮素吸收量平均降低 0.06～0.18 kg。

2.5 氮肥利用效率

氮肥偏生产力反映单位施氮量对产量的影响，是衡量氮肥利用率的重要指标。由表7可知，超级杂交稻、常规优质稻各处理氮肥偏生产力大小依次为T5＞T4＞T3＞T2，超级杂交稻T2处理 与T4、T5处理达到极显著差异，常规优质稻T2处理与T4、T5处理达到极显著差异，超级杂交稻、常规优质稻T5处理氮肥偏生产力最高，分别为56.57、52.63 kg／kg，表明应用AGROTAIN氮稳定剂可有效增加中稻的氮肥偏生产力，且氮肥偏生产力伴随氮肥施用量的减少而增加。

氮肥农学利用效率反映单位施氮量下作物经济产量的增加情况。由表7可知，超级杂交稻各处理氮肥农学利用效率表现为T4＞T3＞T5＞T2，T4处理氮肥农学利用效率最高，为15.74 kg／kg，和T2处理达到显著差异，比T2处理增加5.70 kg／kg。表明应用AGROTAIN氮稳定剂可有效增加超级杂交稻的氮肥农学利用效率，而且氮肥施用量减量10%时，农学利用效率最高。常规优质稻各处理氮肥农学利用率表现为T5＞T4＞T3＞T2，T5处理氮肥农学利用效率最高，为12.22 kg／kg，较T2处理增加4.00 kg／kg。表明应用AGROTAIN氮稳定剂可有效增加常规优质稻的氮肥农学利用效率，且氮肥农学利用效率伴随氮肥用量的减少而增加。

氮肥表观利用率是作物吸收利用氮肥的重要指标。由表7可知，超级杂交稻处理氮肥吸收利用率表现为T4＞T3＞T5＞T2，应用AGROTAIN氮稳定剂处理（T3、T4、T5）的平均氮肥吸收利用率为40.60%，较普通尿素处理（T2）增加了1.49个百分点。表明应用AGROTAIN氮稳定剂可有效增加超级杂交稻的氮肥表观利用率。常规优质稻各处理氮肥表观利用率表现为 T5＞T4＞T3＞T2，应用AGROTAIN氮稳定剂处理（T3、T4、T5）的平均氮肥表观利用率为42.04%，较普通尿素处理（T2）增加了6.07个百分点。表明应用AGROTAIN氮稳定剂均可有效增加常规优质稻的氮肥表观利用率，且氮肥表观利用率伴随氮肥用量的减少而增加。在本试验条件下，应用AGROTAIN氮稳定剂能增加中稻氮肥吸收利用率1.49～6.07个百分点，常规优质稻施用AGROTAIN氮稳定剂氮肥表观利用率伴随氮肥施用量的减少而增加。常规优质稻普通尿素与AGROTAIN氮稳定剂配施其氮肥表观利用率高于超级杂交稻。

综上可知，在本试验条件下，应用AGROTAIN氮稳定剂能增加中稻氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率、氮肥表观利用率，常规优质稻施用AGROTAIN氮稳定剂，氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率、氮肥表观利用率伴随氮肥施用量的减少而增加。应用AGROTAIN氮稳定剂，超级杂交稻的氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率高于常规优质稻。

表7 各处理的中稻氮肥利用效率

3 讨论与结论

氮肥合理施用是水稻稳产、高产的基本保证，对提高氮肥利用率和增产效果具有双重意义［15］。已有研究结果表明，施用氮稳定剂能明显提高氮肥利用率和水稻产量。焦晓光等［16］利用15N标记研究发现，控释尿素比普通尿素氮肥利用率提高了3.64%～19.92%，水稻产量提高8.66%～25.70%。吴双双等［17］研究表明，在减氮10%条件下水稻施用缓释氮肥，仍能提高水稻产量且促进节本增效。李旭［18］研究控释尿素减氮10%处理晚稻产量显著高于常规尿素处理，控释尿素的其他处理早、晚稻产量与常规尿素处理之间的差异均不显著，说明控释尿素减量10%也不会导致水稻显著减产，这与本研究结果相同。本研究结果显示普通尿素与AGROTAIN氮稳定剂配施超级杂交稻增产2.74%～10.63%，常规优质稻增产3.84%～7.26%。

氮肥的合理用量也是关注的重点。李旭［18］研究发现，等量控释尿素、控释尿素减量10%、20%、30%处理晚稻氮肥利用率分别提高36.95%、60.19%、48.07%和39.79%。徐明岗等［19］在双季稻上的研究结果表明，控释氮肥用量为N 75 kg／hm2时与等量尿素相比可分别提高早、晚稻氮肥利用率29.9%和10.4%，可获得较高的水稻产量，与本实验结果相同。

本研究得到如下结论：AGROTAIN氮稳定剂可缩短中稻的生育期，减施氮肥情况下，氮稳定剂可进一步促进提前成熟；氮稳定剂可有效降低中稻的株高，减少倒伏风险；普通尿素与AGROTAIN氮稳定剂配施可稳定增产；应用AGROTAIN氮稳定剂，超级杂交稻氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率高于常规优质稻。