施用氮肥對水稻產(chǎn)量的影響

王繼申 陳 芹 葛徐芳

1.東?？h桃林鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站；2.東?？h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心

水稻是我國最主要的糧食作物，其播種面積約占我國糧食作物總面積的27%， 稻谷產(chǎn)量占全國谷物總產(chǎn)的40%以上[1]。 為了減輕人口增加對糧食需求的壓力，我國一直將提高水稻單位面積產(chǎn)量作為水稻生產(chǎn)的主要任務(wù)。 目前，全國的水稻單產(chǎn)水平已超過6噸/公頃，高出世界平均水平的65%，這為保證糧食供應(yīng)的安全和社會(huì)的穩(wěn)定起到了十分重要的作用。但同時(shí)，隨著水稻產(chǎn)量水平的提高，化肥特別是氮肥的施用量不斷增加。我國水稻種植面積約占世界水稻種植面積的20%， 但水稻氮肥用量占全球水稻氮肥總用量的37%[2]。 且過高的氮肥施用并沒有顯著提高水稻的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，使得肥料利用效益過低，直接或間接的導(dǎo)致了一系列不良的環(huán)境反應(yīng)[3]。

因此在保證水稻產(chǎn)量的前提下，如何減少氮肥的施用量和提高氮肥的利用效率，一直是農(nóng)業(yè)科技工作者面臨的突出問題。 本試驗(yàn)以徐稻3 號為材料，設(shè)置了不同的氮肥運(yùn)籌，觀察了其對機(jī)插水稻產(chǎn)量及肥料利用率影響，以期為水稻高產(chǎn)和肥料運(yùn)籌提供依據(jù)。

一、材料與方法

1.材料

試驗(yàn)于2012 年在東?？h平明農(nóng)試站進(jìn)行， 土壤類型為砂姜黑土，pH 值為7.4， 耕作層含有機(jī)質(zhì)1.86%， 全氮121 毫克/千克-1， 有效磷10.3 毫克/千克-1，速效鉀108.7 毫克/千克-1。 前茬作物為小麥，供試品種為煙農(nóng)19。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）施氮量試驗(yàn)。 設(shè)置4 個(gè)水平的施氮量，即150N(全生育期施氮150 千克/公頃）、270N(全生育期施氮270 千克/公頃）、300N (全生育期施氮300 千克/公頃）、330N(全生育期施氮330 千克/公頃），以N1、N2、N3、N4 表示，按基肥：分蘗肥：促花肥：?；ǚ?4∶1∶3∶2 施用，基肥于整地時(shí)施用，分蘗肥于機(jī)插后7 天施用，促花肥于倒4 葉施用，?；ǚ试诘?.5 葉施用，以不施氮肥處理為對照（CK）。

（2）氮肥運(yùn)籌試驗(yàn)。 施氮量為純氮300 千克/公頃，按基蘗肥和穗肥施用比例設(shè)5 個(gè)處理，分別為A基蘗肥：穗肥=7∶3、B 基蘗肥：穗肥=6∶4、C 基蘗肥：穗肥=5∶5、D 基蘗肥：穗肥=4∶6、E 基蘗肥：穗肥=3∶7，基肥：分蘗肥=7∶3，穗肥中促花肥：?；ㄆ?7∶3，穗肥中促花肥：保花肥=6∶4。 小區(qū)面積為12 平方米，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3 次。各小區(qū)均用田埂分隔，并用塑料薄膜包埋。

水稻于6 月1 日播種，6 月19 日移栽。 插秧機(jī)選用東洋PF455S 步行式插秧機(jī)，株行距為14 厘米×30厘米， 每公頃栽插基本苗81.45 萬。 施過磷酸鈣450千克/公頃，一次性作基肥施用。施氯化鉀150 千克/公頃，50%作基肥，50%作分蘗肥。 基余田間管理同高產(chǎn)栽培管理。

3.測定項(xiàng)目與方法

機(jī)插前測定秧苗素質(zhì)，播后測定密度，定期觀測葉齡和莖蘗動(dòng)態(tài)，在重點(diǎn)生育期的夠苗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、成熟期測定葉齡、莖蘗數(shù)、葉面積、干物重等。成熟期各處理取10 穴稻株，進(jìn)行考種和測定干物重等，收割期實(shí)收記產(chǎn)。

有關(guān)氮素利用效率指標(biāo)的計(jì)算方法：

氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)稻谷產(chǎn)量－空白區(qū)稻谷產(chǎn)量）/施氮量；

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)率=成熟期水稻植株干物重/成熟期水稻植株吸氮量施氮量；

氮素產(chǎn)谷效率=稻谷產(chǎn)量/成熟期水稻植株吸氮量施氮量。

二、結(jié)果與分析

1.水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素

不施氮處理CK 產(chǎn)量為5652.2 千克/公頃， 施氮處理產(chǎn)量顯著高于不施氮處理。當(dāng)施氮量在0～300 千克/公頃之間時(shí)，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，當(dāng)施氮量繼續(xù)增加時(shí)產(chǎn)量略有降低。處理N2、N3、N4 產(chǎn)量無顯著差異，分別比CK 增產(chǎn)62.4%、67.8%、62.8%施氮條件下平均增產(chǎn)59.2%。產(chǎn)量增加的主要原因是穗數(shù)和每穗粒數(shù)增加，穗數(shù)增加幅度平均為43.1%,每穗粒數(shù)增加幅度平均為34.9%。 但隨著氮量的增加，結(jié)實(shí)率和千粒重有所下降，結(jié)實(shí)率下降11.2%，千粒重下降6.2%。

在不同的氮肥運(yùn)籌處理間， 有效穗數(shù)差異不顯著，這表明該地基礎(chǔ)肥力較高，用相對較少的基蘗肥就能獲得足夠的穗數(shù)。 處理B 和C 的產(chǎn)量差異不顯著，其平均產(chǎn)量顯著高于其他處理11.0%，產(chǎn)量增加的主要原因是每穗總粒數(shù)較其他處理平均增多5.6%，千粒重增加5.1%。

從本試驗(yàn)結(jié)果可知，該田塊獲得高產(chǎn)的適宜施氮量為270～330 千克/公頃，施氮量300 千克/公頃產(chǎn)量最高，施氮量繼續(xù)增加，產(chǎn)量略有下降，氮肥運(yùn)籌以基蘗肥：穗肥為5：5～6：4 為宜。

2.水稻群長勢及干物質(zhì)積累

隨著施氮量的增加，高峰苗、有效穗增多，但成穗率下降，抽穗期、成熟期的葉面積指數(shù)增加，CK 和N1成熟期葉面積指數(shù)僅為0.8～0.9， 顯著低于其它各處理，出現(xiàn)早衰，這可能是水稻后期缺乏氮素營養(yǎng)所致。前期基蘗肥比例越高，高峰苗越多，其成穗率越低，抽穗期葉面積指數(shù)相對較高， 成熟葉面積指數(shù)差異較小。 產(chǎn)量與抽穗期干物質(zhì)積累量足y=-0.0002x2+5.1314x-19531（R2=0.9154）的拋物線關(guān)系，與成熟期的干物質(zhì)積累y=04388x+1592.6(R2=0.8961)的直線關(guān)系，徐稻3 號獲得高產(chǎn)其抽穗期的干物質(zhì)積累量適宜為10000～1100 千克/公頃，成熟期的干物質(zhì)積累量以18000 千克/公頃左右為宜， 處理N2、N3、N4、B、C 的抽穗期、 成熟期的干物質(zhì)積累量均在此適宜值左右，獲得了較高產(chǎn)量。

3.水稻氮利用率

隨著氮肥用量的增加，氮素干物質(zhì)生產(chǎn)率、氮素產(chǎn)谷率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率均降低。 相同施氮量不同肥料運(yùn)籌，氮素干物質(zhì)生產(chǎn)率、氮素產(chǎn)谷效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率均表現(xiàn)為C＞B＞A＞D＞E，前期施氮比例大的處理A、B 氮素干物質(zhì)生產(chǎn)率、氮素產(chǎn)谷效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率均大于后期施氮比例大的處理E、D，這說明前期的氮肥利用率高于后期的，本試驗(yàn)條件下，前肥后移的適宜比例為5：5，后期施用比例再增加，群體抽穗期和成熟期干物重下降，不利于高產(chǎn)。

三、結(jié)論與討論

從本試驗(yàn)可以看出，施氮量試驗(yàn)中N3 處理的產(chǎn)量最高，N2、N4 次之， 但這三個(gè)處理間差異不顯著。肥料運(yùn)籌試驗(yàn)中以C 處理產(chǎn)量最高，B 處理次之。 因此在本試驗(yàn)條件下獲得高產(chǎn)的適宜施氮量為270-330 千克/公頃，合理的肥料運(yùn)籌為5：5～6：4。

隨著氮肥用量的增加，肥料利用率降低，這與前人的研究結(jié)果相一致。 前肥后移的適宜比例為5：5。本研究結(jié)果為前期的氮肥利用率高于后期的，而前人也有研究結(jié)果為水稻生育后期施肥的肥料利用率高于前期，但其研究范圍是在適宜的比例范圍內(nèi)[4]，因此本研究與前人的研究并不矛盾。

籽粒產(chǎn)量為生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)系數(shù)的乘積，提高產(chǎn)量是通過增加生物產(chǎn)量還是提高收獲指數(shù)，存在不同的觀點(diǎn)[5]。本試驗(yàn)條件下，籽粒產(chǎn)量與抽穗干物質(zhì)積累量呈拋物線關(guān)系，與成熟期的干物質(zhì)積累量呈直線正相關(guān)。因此，在本試驗(yàn)條件下要想獲得更高的產(chǎn)量，應(yīng)該提高成熟期的干物質(zhì)積累量，但同時(shí)抽穗期的干物重也不是越多越好，因此應(yīng)在把握適宜抽穗期干物重的前提下， 盡量提高抽穗期至成熟期的干物質(zhì)積累量。建議生產(chǎn)中的栽培技術(shù)應(yīng)圍繞提高抽穗期至成熟期的干物質(zhì)生產(chǎn)量這一重點(diǎn)。

葉片是水稻的主要的源器官，要想獲得高產(chǎn)必須有充足的源。 隨著施氮量的增加，群體抽穗期葉面積指數(shù)逐步提高，但產(chǎn)量卻是先增加后降低，這可能是群體葉面積過大造成群體郁蔽以及群體通風(fēng)透氣變差造成的。 群體葉面積雖然增大但源反而相對不足，降低了群體的籽粒生產(chǎn)能力。因此在生產(chǎn)中應(yīng)采用適當(dāng)?shù)脑耘嗉夹g(shù)， 將群體葉面積控制在適宜范圍內(nèi)，并不是越大越好。

水稻實(shí)際生產(chǎn)中往往由于后期倒伏而造成減產(chǎn)，而株高增加往往會(huì)提高倒伏機(jī)率。隨著氮肥施用量的增加，水稻株高持續(xù)增加。 本試驗(yàn)中水稻生育后期天氣狀況晴好，并未出現(xiàn)大面積倒伏情況，但N3、N4 的植株強(qiáng)度明顯降低。 因此應(yīng)該適宜控制施氮量，以免造成群體倒伏而減產(chǎn)。

[1]徐匡迪，沈國舫. 依靠稻作科技革新，推動(dòng)中國水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展. 在首屆國際水稻大會(huì)上作的主題報(bào)告.北京：2002.9.

[2]FAO. Statistical Databases. Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations.2004.

[3] 張國梁， 章申. 農(nóng)田氮素淋失研究進(jìn)展. 土壤，1998，30(6)：291-297.

[4]閆湘，金繼運(yùn)，何萍，梁鳴早. 提高肥料利用率技術(shù)研究進(jìn)展. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008,41（2）：450-459.

[5]楊建昌，王朋，劉立軍，王志琴，朱慶森. 中秈水稻品種產(chǎn)量與株型演進(jìn)特征研究. 作物學(xué)報(bào)，2006，32（7）：949-955.