氮肥缓速配施对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响

张 阳，郝 鹏，王柏秋，安 利，李 海，纪 沫

（辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁 盘锦 124010）

氮素是水稻生长发育过程中需求量最大的元素，所以增加氮肥施用量是提高水稻产量最有效的措施。目前，我国单季水稻氮肥用量与世界平均水平相比高出75 个百分点[1]，而氮肥利用率却远低于发达国家的平均水平，仅为其二分之一左右[2]。大量的氮素损失不仅浪费了资源，还造成了环境的污染。氨挥发是造成氮素损失的主要因素之一，与不施用氮肥相比，施用氮肥时氨挥发可达51.17～122.64 kg·hm-2[3]。与常规肥料相比，缓释肥有效供应期长，利于供氮平衡，提高氮肥利用率。有研究表明，采用70%缓释肥做基肥+30%尿素做穗肥的施肥方式，可加快拔节期至抽穗阶段氮素吸收率，提高抽穗到成熟期的氮素积累量，进而提高氮肥利用率，提高产量[4]。对于穗肥中，缓释肥和速效肥的施用比例少有研究。本试验在穗肥中加入一定比例的缓释肥，延长抽穗期到成熟期的氮肥供应周期，以期提高抽穗期到成熟期的氮肥吸收率，提高氮肥利用率，增加产量，为水稻高产高效栽培措施提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点和供试材料

试验地点位于辽宁省盘锦市西安镇上口子村。试验材料为盐丰47。供试土壤的理化指标见表1。

表1 试验田土壤理化指标

1.2 试验设计

氮肥施用试验，共4 个处理，每个处理3 次重复，共12 个小区，每个小区50 m2，4 个处理分别为N0（不施用氮肥），N1（100%缓释肥一次性基施），N2（70%缓释肥做基肥+30%尿素做穗肥）和N3（70%缓释肥做基肥+20%尿素和10%缓释肥做穗肥），其中，施肥处理的总施氮量均为270 kg·hm-2。各处理磷、钾肥参考当地农户施肥情况：有效磷 109.5 kg·hm-2，有效钾90 kg·hm-2。其他田间管理按照常规水稻模式化栽培。

1.3 样品的采集与处理

在成熟期，每小区按平均分蘖数选取3 株长势均匀的植株将茎鞘、叶、穗分离后放置烘箱l05℃杀青1 h，然后在80 ℃恒温烘至恒重后，准确称取植株茎鞘、叶、穗等部位的干物质重量。植株各部位的烘干样品按照茎鞘、叶、穗分别粉碎过筛，用浓硫酸和催化剂在420 ℃对植物样品进行消化，用凯氏定氮仪测定植株茎鞘、叶、穗的含氮量。

1.4 数据计算

氮素累积总量（kg·hm-2）=稻谷产量×稻谷含氮量+稻草产量×稻草含氮量；

氮素利用效率（kg·kg-1）=稻谷产量/氮素累积总量；

氮素农学效率（kg·kg-1）=(施肥区籽粒产量-对照区籽粒产量)/施氮量；

氮肥利用率（%）=[(施肥区籽粒氮素累积量-对照区籽粒氮素累积量) /施氮量]×100；

氮素吸收利用率（%）=施肥区与无肥区水稻地上部氮积累量之差/施肥量×100。

1.5 数据计算

数据的处理和图表的绘制采用Office 2016进行，应用SPSS19.0 对数据进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮肥处理对水稻产量及其构成的影响

由表2 可知，有效穗数在N3 处理时最高，为298.06×104·hm-2，除N0 处理外，各处理间差异不显著。每穗粒数在N2 处理时最高，表现为N2＞N3＞N1＞N0，各处理间差异不显著。结实率和千粒重均在N3 处理时最高，分别达到94.3%和26.7 g。产量在N3 处理时最高，表现为N3＞N2＞N1＞N0，且N3 和N2 与其它处理间差异显著。由此可见，基肥和穗肥的比例为7：3 时可以提高水稻的有效穗数、每穗粒数，从而提高产量，而穗肥中速效肥和缓释肥比例为2：1 时，可进一步提高产量，但差异不显著。

表2 不同氮肥处理对水稻产量及其构成的影响

2.2 不同氮肥处理对水稻干物质及其积累量的影响

由表3 可知，成熟期干物质主要集中在穗部。成熟期叶片干物质量N1 处理最高，表现为N1＞N2＞N3＞N0，除N0 外，各处理间差异不显著。茎鞘干物质量N3 处理最高，为5.40 t·hm-2，穗部干物质量N3 处理最高，其次为N2 处理，2 处理和其它处理间差异达到显著水平。干物质积累量在N3 处理最高，表现为N3＞N2＞N1＞N0，N3 处理和N1、N0 处理间差异达到显著水平。由此可见，基肥和穗肥的比例为7：3 时可以提高水稻的干物质量、从而提高产量，而穗肥中速效肥和缓释肥比例为2：1 时，可进一步提高植株茎鞘和穗部的干物质量，从而提高产量。

表3 不同氮肥处理对水稻干物质及其积累量的影响

2.3 不同氮肥处理对水稻氮素积累量的影响

由表4 可知，成熟期叶片氮素积累量N2 处理最高，N3 次之。茎鞘的氮素积累量N3 处理最高，达到22.92 kg·hm-2，表现为N3＞N2＞N1＞N0，且N3 和N2 与其它处理间的差异达到显著水平。穗部氮素积累量和植株氮素总积累量N3 处理最高，达到121.50 kg·hm-2和168.55 kg·hm-2，与N2 相比，分别提高1.81%和1.50%，且与N1 和N0 相比，差异达到显著水平。由此可见，基肥和穗肥比例为7：3 时可以提高水稻的氮素积累量，从而提高产量，而穗肥中速效肥和缓释肥比例为2：1时，可进一步提高植株中氮积累量，从而提高产量。

表4 不同氮肥处理对水稻氮素积累量的影响

2.4 不同氮肥处理对水稻氮素利用特征的影响

由表5 可知，氮素利用效率在N0 处理最高，且与其它处理间的差异达到显著水平，N1 次之。氮素农学效率N3 处理最高，达到12.98。氮素利用率N3 处理最高，与N2 相比，提高了7.88 个百分点。氮素吸收利用率N3 处理最高，表现为N3＞N2＞N1，N3 和N2 与N1 处理间的差异达到显著水平。由此可见，基肥和穗肥的比例为7：3 时可以提高氮素农学效率、氮肥利用率和氮素吸收利用率，而穗肥中速效肥和缓释肥比例为2：1 时，可进一步提高氮素农学效率、氮肥利用率和氮素吸收利用率，从而达到高产高效的目的。

表5 不同氮肥处理对水稻氮素利用特征的影响

3 结论与讨论

在水稻生长发育后期施用穗肥和粒肥，可以使植株的成穗率得到提高，在保证有效穗数不变的前提下，在水稻抽穗期开始的时候分别施用一定量的穗肥和粒肥，可以使产量在一定范围内得到有效的提高[5]。在水稻生长发育后期施用穗肥且适当提高穗肥在总施肥量中所占的比例，可以在不增加氮肥施用量甚至减少氮肥施用量的条件下，提高产量和植株对氮肥的吸收和利用[6]。试验N2 和N3 处理中，穗肥均占30%，与其它处理相比，水稻成熟期的干物质量，氮素积累量和产量均有提高，且差异显著，这与之前的研究结果一致。

缓控释氮肥与速效氮肥配施一次性施肥可以有效降低稻田氨挥发损失，同时提升氮肥表观利用率和偏生产力，且能在施氮量较低的情况下获得较高产量[7]。适当比例的尿素与缓释肥配施能够显著提高水稻籽粒中氮素的积累量[8]。试验N3 处理的穗肥中速效肥和缓释肥的比例为2：1，与其它处理相比，产量与氮肥利用率均为最高，达到9.74 t·hm-2和18.75%，与穗肥全部为速效肥的N2 处理相比，产量和氮肥利用率提高了1.35%和7.88%，说明在穗肥中加入一定比例的缓释肥，可以延长抽穗期到成熟期的氮肥供应周期，提高抽穗期到成熟期的氮肥吸收量，提高氮肥利用率，增加产量。

采用70%缓释肥做基肥+20%尿素和10%缓释肥做穗肥可以在一定程度上提高水稻成熟期的干物质量、氮积累量和氮肥利用率，从而提高产量，达到高产高效的目的。试验穗肥中速效肥和缓释肥的比例只有一种，所以对于穗肥中速效肥和缓释肥的最佳比例有待进一步探究。