施肥对稻田培肥及水稻浙优21产量的影响

李赛慧， 陈丽芬， 王会来， 马嘉伟， 叶正钱*

(1.丽水市莲都区土肥能源发展中心， 浙江 丽水 323000； 2.浙江农林大学 浙江省土壤污染生物修复重点实验室， 浙江 杭州 311300)

化肥的应用能有效提高作物产量，保障粮食安全。据统计数据显示，化肥对农作物产量的贡献率为40%～60%[1]。中国化肥用量长期居于全球首位，化肥年消费数量占全球化肥总用量的1/3左右，且化肥施用强度高、利用效率低[2]。李艳等[3]研究表明，水稻的氮损失量随着施氮量的增加呈线性增长的趋势，稻田氨挥发也随着氮肥施用的增加而加大。然而化肥的大量投入会引发一系列环境问题，如土壤酸化、土壤板结及水体富营养化等[4-5]，严重制约着农业绿色可持续发展。因此，探究化肥投入量、施用方式与作物产量的关系，提高化肥利用率仍是当前农业生产中关注的热点。我国农业科研人员对水稻氮肥高效利用这一问题进行研究，针对氮肥用量、施肥方式、土壤类别和水稻种类各因素对水稻氮肥利用率影响开展研究，对我国农业生产起到了极大的促进作用[6-9]。

水稻是我国种植面积最大的粮食作物[10]。氮肥的过量施用以及不合理的施肥方式不仅容易导致水稻贪青，营养生长旺盛，结实率低，造成水稻低产，损害农民的经济收入[11]，而且还易造成环境污染。氮肥过剩会造成水稻植株节间距离加长，后期倒伏风险增大。过量投入氮肥，增加生产成本，降低经济效益[12]。针对我国稻田肥料施用量高、利用率低及水稻增产不明显甚至减产等问题，有必要对稻田的施肥方式展开研究。

1 材料与方法

1.1 供试材料

田间试验于2020年6—11月在丽水市莲都区碧湖镇进行，试验田地理坐标28°06′N，119°32′E。属中亚热带季风气候类型，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，具有明显的山地立体气候特征，年平均气温15 ℃，年降水量1 474 mm，年无霜期255 d，年日照时数1 783 h。试验田地势平坦，常年种植单季水稻。

供试水稻为当地主栽品种浙优21，经播种、穴盘育苗后人工插秧。供试土壤pH 4.98，有机质36.45 g·kg-1，碱解氮283.40 mg·kg-1，有效磷8.0 mg·kg-1，速效钾179.9 mg·kg-1。供试肥料：氮肥为尿素(N 46%)，由灵谷化工集团有限公司生产;碳酸氢铵(N 17%)，由安徽华尔泰化工股份有限公司生产；磷肥为过磷酸钙(P2O512%)，由浙江铭隆化工有限公司生产；钾肥为氯化钾(K2O 60%)，由中化化肥有限公司生产；复合肥为好乐耕缓释肥(N 15%，P2O54%，K2O 6%)，由万里神农有限公司生产；45%复合肥(N 15%，P2O515%，K2O 15%)，由安徽道尔化肥有限公司生产。

1.2 处理设计

试验设4个处理：不施氮肥对照(CK)，基肥(6月5日)施过磷酸钙281.3 kg·hm-2，氯化钾67.5 kg·hm-2；常规施肥处理(CF)，基肥施碳酸氢铵375 kg·hm-2，追肥(6月12日)施尿素150 kg·hm-2，复合肥225 kg·hm-2；基肥改进处理(T1，基肥中20%碳酸氢铵以等氮量好乐耕替代)，基肥施碳酸氢铵300 kg·hm-2，好乐耕84 kg·hm-2，追肥施尿素216 kg·hm-2；追肥改进处理(T2，在T1处理的基础上，追肥减量)，基肥施碳酸氢铵300 kg·hm-2，好乐耕84 kg·hm-2，追肥施尿素208.5 kg·hm-2。小区面积为83 m2，随机区组排列，重复5次。

1.3 样品采集、测定及分析

收获期测定水稻产量，采集稻谷、秸秆和土壤样品。

稻谷和秸秆样品全氮测定采用靛酚蓝比色法。

土壤样品分析。pH采用水土比2.5∶1，pH计电位法测定；土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别采用碱解扩散法、Olsen法和醋酸铵浸提-火焰光度法测定；土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定[13]。

数据用Excel 2016和SPSS Statistics 22.0进行统计分析，数据为5次重复的平均值。采用单因素方差分析(One-way ANOVA)、邓肯新复极差法(Duncan’s)对数据进行显著性分析和多重比较，显著性水平设为P<0.05。利用Origin Pro 8.5进行作图。

2 结果与分析

2.1 水稻产量

与不施氮肥对照(CK)相比，施用氮肥处理显著提高水稻产量(图1)，常规施肥、基肥改进和追肥改进处理水稻产量分别较不施氮肥对照增加40.7%、49.9%和38.3%。基肥改进处理氮素投入量比常规施肥处理少2%，但基肥改进处理产量显著高于常规施肥处理，稻谷产量提高6.50%。在基肥改进的基础上，减少追肥尿素的施用，追肥改进处理产量显著低于基肥改进处理。追肥改进处理比常规施肥处理氮素投入量少2%，但两者产量无显著性差异。结果说明，适量施用缓释肥并减少氮素投入能显著提高水稻产量。

柱间无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。图2 同。图1 不同施肥处理对水稻产量的影响

2.2 氮肥利用率

图2显示，基肥改进处理氮肥利用率显著高于常规施肥处理和追肥改进处理。基肥改进处理氮肥利用率为40.16%，是常规施肥处理氮肥利用率的1.21倍；追肥改进处理氮肥利用率为35.01%。

图2 不同施肥处理对氮肥利用率的影响

2.3 土壤基本肥力性质

施肥处理对土壤基本肥力性质pH、有机质含量及有效养分含量都具有一定的影响(表1)，与不施氮肥对照相比，施用一定量氮肥能显著提高水稻收获期土壤pH。

表1 不同施肥处理对土壤养分含量的影响

施肥处理土壤有机质含量差异显著，施用一定量氮肥土壤有机质含量显著低于不施氮肥对照，可能与常规施肥、基肥改进和追肥改进处理水稻生长状况良好有关，施用氮肥可促进水稻土有机质分解，促进植株生长发育。其中，不施氮肥对照土壤有机质含量较常规施肥、基肥改进和追肥改进处理分别提高39.8%、21.8%和6.2%，表明合理氮肥施用能显著提高土壤有机质分解，促进植株吸收土壤养分。

土壤碱解氮含量决定土壤中植物可直接吸收利用的氮素含量，土壤碱解氮是水稻生长的重要影响因子之一。常规施肥、基肥改进处理土壤碱解氮含量显著低于追肥改进处理和不施氮肥对照，说明常规施肥处理和基肥改进处理能促进水稻对氮素的吸收，符合基肥改进处理氮肥利用率高的特点。

常规施肥、追肥改进处理的土壤有效磷含量显著高于不施氮肥对照和基肥改进处理。常规施肥处理土壤速效钾含量显著高于不施氮肥对照、基肥改进和追肥改进处理，分别提高4.44%、6.81%和6.81%。

3 讨论

氮肥是影响水稻植株性状和收获产量的主要因素[14]。氮肥的施用可以显著增加水稻产量[15]。氮肥施用可显著提高水稻氮素吸收量，随着氮肥施用量的增多，氮肥利用率会呈现先增加后下降的趋势[16]。刘红江等[17]研究发现，减少10%的氮肥施用量,使水稻产量增加1.9%。这与本次试验基肥改进处理较常规施肥处理氮肥施用量降低2%、水稻稻谷产量提高6.50%相符。彭术等[18]研究发现，长期减施氮肥结合深施可以维持双季稻的产量和稻田土壤肥力的稳定，显著提高氮肥偏生产力。这与本次试验基肥改进处理氮肥利用率显著高于常规施肥相符。由于稻田长期大量施用氮肥，使得短期适量减氮并不会使作物减产[19-20]，甚至少量减少氮肥施用能够提升水稻产量。蒋鹏等[21]研究发现，当减氮量为46%时，中等产量地块(平均产量为8.54 t·hm-2)杂交中稻产量并不会显著下降，且氮肥利用率显著提高。这与本次试验降低氮肥施用量提高了水稻氮肥利用率相近。

4 小结

试验结果表明，基肥改进处理的氮肥施用量低于常规施肥处理，水稻产量显著高于常规施肥处理，表明在氮素减量的情况下，合理的施肥方式同样能保障水稻的氮素需求，提高水稻产量，增加经济效益。适量减少氮肥投入，能够提高浙优21水稻的氮肥利用率。本次试验表明，基肥改进处理氮肥投入较常规施肥减少，氮肥利用率显著提高。