氮肥不同用量对水稻产量及氮肥利用率的影响试验

黄玲娟 齐红燕 蒋于蓝（上海市金山区农产品质量安全中心，上海 0599；上海市金山区吕巷镇农业农村服务中心，上海 058）

水稻是上海市的主要粮食作物，2020年上海市水稻种植面积为9×104hm2，约占上海市耕地总面积的47%。在上海市水稻生产中，以施用氮肥为主，但氮肥吸收利用率仅为20%左右[1]。而2017年中共中央办公厅、国务院办公厅共同印发的《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》中要求，“主要农作物化肥、农药使用量零增长，化肥、农药利用率达到40%”，故亟需提高上海市水稻生产中的氮肥利用率。目前，减施氮肥、有机无机肥配施是提高氮肥利用率的主要方法。因此，2020年笔者通过设置种植绿肥、施用有机肥、单施化肥、有机无机肥配施等处理，研究了减施化学氮对水稻农艺性状、产量以及氮肥利用率的影响，以期为上海市水稻绿色生产提供科学施肥建议。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在位于上海市金山区朱泾镇的上海康丰水稻种植专业合作社内进行，试验田为长期种植水稻、排灌方便的连片田块，土壤为水稻土青紫泥，土壤全氮含量为2.5 g/kg、有机质含量为43.4 g/kg、速效钾含量为126 mg/kg、有效磷含量为17.5 mg/kg、pH为6.8。其中，土壤速效钾、有效磷含量略低于金山区水稻田均值，土壤全氮、有机质含量高于金山区水稻田均值。

1.2 试验材料

供试水稻品种为“金农香粳4”，该品种2020年通过上海市农业农村委审定（编号：2020-1-0003）。于2020年6月8日进行机插，移栽行距30 cm、株距14 cm，每667 m2基本苗数为6.6万苗，2020年10月27日收割测产。

供试肥料为尿素（含N 46%，江苏华昌化工股份有限公司）、水稻专用配方肥（N-P2O5-K2O=24-8-10，上海惠尔利农资有限公司）、过磷酸钙（含P2O512%，嘉善东灵化肥有限责任公司）、氯化钾（含K2O 60%，中化化肥有限公司）、有机肥（鲜样含N 0.98%、P2O51.50%、K2O 1.15%，上海久绿生物有机肥有限公司）。

1.3 试验设计

试验按每667 m2纯氮施用量不同，设5个处理：（1）缺氮，（2）化学氮12 kg，（3）化学氮15 kg，（4）有机肥500 kg+化学氮9 kg，（5）绿肥+化学氮9 kg。各处理不设重复，具体施肥量见表1。处理（1）、处理（2）、处理（3）、处理（4）面积均为2 000 m2，处理（5）面积为30 000 m2。试验地前茬稻秸秆和稻根全量还田，每667 m2提供有机氮4～5 kg。处理（5）在前茬水稻收割后种植蚕豆3 000 m2，其他处理土壤进行冬翻。2020年4月中旬处理（5）绿肥还田，每667 m2绿肥产量为1 000 kg，每667 m2约提供有机氮5 kg。

表1 各处理肥料施用情况 (单位：kg)

1.4 测定项目和方法

水稻移栽成活后，每处理区选择连续10穴水稻植株作为调查点，定期调查水稻苗情；水稻成熟期选取调查点内的稻株样本测定理产、谷草比和氮素含量[2]。

计算公式：氮吸收量（kg）=植株地上部或地下部的全氮含量×单位面积植株地上部或地下部干重；氮肥利用率=[(施氮区吸氮量-缺氮区吸氮量)÷氮肥施用量]×100%。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻生长及产量结构的影响

由表2可知，各处理的高峰苗数均在7月24日左右出现，其中，处理（5）的高峰苗数最多，每667 m2为23.14万苗，其次为处理（3）、处理（4）、处理（2），分别比处理（1）多22.4%、17.6%、16.8%、9.2%。处理（5）的有效穗数最多，每667 m2为15.4万穗，其次为处理（4）、处理（3）、处理（2），分别比处理（1）多32.8%、30.2%、23.3%、20.7%。处理（4）的成穗率最高，为68.4%；其次为处理（2），成穗率为67.8%；处理（1）的成穗率最低，仅为61.4%。4个施用氮肥处理的水稻株高相近，比处理（1）高6～7 cm。以上结果表明，施用氮肥能有效促进水稻植株营养生长，减施氮肥且化学氮、有机氮配施的肥效优于单施化学氮。

2.2 不同处理对水稻产量及其构成的影响

由表2可知，处理（1）虽然千粒重、结实率较高，但每穗实粒数和有效穗数较少，故产量最低；处理（3）虽千粒重和结实率最低，但每穗实粒数最多，故产量与处理（4）接近；处理（2）、处理（3）、处理（4）、处理（5）的每667 m2实际产量分别比处理（1）增产26.9%、30.2%、28.9%、37.1%。处理（5）的产量最高，每667 m2为540 kg，比处理（4）、处理（3）、处理（2）分别增产6.3%、5.3%、8.0%；处理（3）比处理（2）增产2.6%。

表2 不同处理的水稻苗情、产量及其构成比较

2.3 不同处理对氮吸收量、氮肥利用率的影响

由表3可知，处理（4）和处理（5）的稻谷氮吸收量、秸秆氮吸收量、谷草比均高于其他处理。处理（2）、处理（3）、处理（4）、处理（5）的每667 m2氮吸收量分别比处理（1）增加2.69、3.03、3.20、3.76 kg。处理（4）、处理（5）的氮肥利用率分别为35.6%、41.8%，处理（2）、处理（3）的氮肥用量比处理（4）和处理（5）增加了33.3%、66.7%，但氮肥利用率仅为22.4%、20.2%。因此，在土壤肥力较好的田块，减施氮肥且化学氮、有机氮配施能大幅提升氮肥利用率。

表3 不同处理的氮素吸收量、氮肥利用率比较

2.4 不同处理对水稻经济效益的影响

目前，金山区对7 000 hm2绿色食品（水稻）原料基地每667 m2配送有机肥500 kg，故不考虑有机肥及其他与有机肥相关的成本，只计算化肥成本和施肥人工费。由表4可知，净收入最高的为处理（5），每667 m2净收入1 477.9元，比处理（2）、处理（3）、处理（4）分别增收131.2、108.5、142.8元，增幅为9.7%、7.9%、10.7%。若考虑绿肥成本，处理（5）的每667 m2净收入为1 377.9元，与处理（3）接近。若考虑有机肥成本，处理（4）的每667 m2净收入仅为1 260.1元，故若无有机肥补贴政策，水稻生产成本明显增加，农户很难主动施用有机肥。

表4 不同处理的水稻经济效益

3 结论与讨论

试验结果表明，氮肥是影响水稻植株性状和产量的主要因素。种植绿肥+每667 m2施用化学氮9 kg处理的水稻高峰苗数、有效穗数、产量、经济效益均优于其他处理，氮肥利用率达41.8%。金山区水稻田土壤以青紫泥为主，保水保肥能力强，土壤肥力中高等居多，且2020年下半年金山区出台了种植绿肥的补贴政策，再结合3年的水稻肥料试验结果[3-4]，综合投入产出比，在金山区绿色食品稻谷生产中，建议以稻秆还田和种植绿肥作为有机氮的主要来源，每667 m2化学氮用量以9～10 kg为宜（较常规施肥减氮25%～30%），以满足有机氮用量不少于无机氮用量的肥料使用要求，提高肥料利用率，提升稻米品质，实现水稻绿色生产，减少环境污染，助力农业高质量发展。