水稻生產(chǎn)中低氮肥利用率形成原因的探討

李建輝++蒼真名++焦峰++王秋菊++翟瑞常

摘 要：該文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，從化肥投入量、土壤原始背景值、氮肥施用時期和品種選擇等4個方面，初步分析了水稻生產(chǎn)中氮肥利用率較低的原因。

關(guān)鍵詞：水稻；氮肥利用率

中圖分類號 S143.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）09-42-02

近年來，研究人員圍繞著如何減少氮素在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的損失，進(jìn)一步提高施入氮素肥料的利用效率做了許多工作。目前，我國水稻生產(chǎn)氮素肥料利用效率仍然不高，總結(jié)起來存在以下幾方面的原因。

1 化肥施入量過大

化學(xué)肥料氮素過量施入農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，會導(dǎo)致水稻對氮素的過量吸收，極大地降低化學(xué)肥料生理利用效率。在我國水稻主產(chǎn)區(qū)，有人進(jìn)行了多個田間試驗結(jié)果顯示，在水稻田間氮肥施用量不斷增加時，氮肥的生理利用效率則不斷下降[1]，同時，過量的氮肥在水稻生育后期投入，比在植株生育前期投入使得氮肥利用效率降低的程度更大。另有研究顯示[2]，在我國南方地區(qū)水田的氮肥利用效率更低。國外的研究指出[3]，在菲律賓水稻生產(chǎn)中氮肥的農(nóng)學(xué)利用率也不高。我國早些時候的研究也顯示，氮肥的農(nóng)學(xué)利用效率一般也很低[4]。近些年，化學(xué)肥料氮素的投入量不斷增大，但是氮素的農(nóng)學(xué)利用效率仍不斷下降。綜上所述，過高的氮素投入可能是氮肥利用效率持續(xù)較低的重要原因之一。當(dāng)前，新水稻品種的不斷育成，極大地提高了水稻對高肥環(huán)境的忍耐能力，抵抗作物倒伏的能力也不斷增強，這更加劇了水稻生產(chǎn)者不斷增大氮肥的投入以獲得較高的水稻產(chǎn)量。同時，高劑量氮肥施入土壤提高了氮肥的損失率，更加劇了對環(huán)境的破壞程度，也導(dǎo)致水稻生產(chǎn)的收獲籽粒品質(zhì)下降。所以，降低水稻生產(chǎn)田間氮素的使用量，對環(huán)境的保護和恢復(fù)有重要意義，同時也能極大地提高水稻栽培的經(jīng)濟效益。

2 土壤原始背景氮含量高

有研究顯示，過量地和長期地在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中投入無機氮素和有機氮，我國水稻生產(chǎn)中的不施氮肥區(qū)域仍能獲得較高產(chǎn)量，甚至產(chǎn)量不斷增加，而在國外也有同樣的現(xiàn)象發(fā)生[5-6]。國際水稻研究所在水稻田間進(jìn)行了長期定位試驗研究，結(jié)果顯示出，即使在不施用氮肥的情況下，水稻也能獲得較高的產(chǎn)量[7]，雖然在這項研究中，不施用氮肥的處理產(chǎn)量比在我國進(jìn)行的試驗相同處理表現(xiàn)為較低，可是這一試驗國際水稻所進(jìn)行了幾十年的研究，不但能獲得較理想的產(chǎn)量，而且還能觀察到土壤肥力的保持。同時，在這個試驗中獲得的氮肥的利用效率較高，甚至高出我國的平均水平。所以，當(dāng)水稻栽培在土壤自身氮素含量較低的土壤上時，與土壤自身含氮量較高的土壤比較，水稻自身對氮肥的適應(yīng)性極大提高，且表現(xiàn)的較為敏感。如果栽培水稻的土壤的自身氮含量過高，此時提高化學(xué)肥料氮素的投入量，則這一土壤中的氮利用效率會極大地下降。也有研究顯示[8]，土壤具有過高的氮素含量可能直接導(dǎo)致農(nóng)田土壤氮素利用效率降低。同時，自身具有較高氮素含量的土壤如果進(jìn)行休閑處理，則會導(dǎo)致更加嚴(yán)重的氮素的損失，即進(jìn)入環(huán)境中去[5]。可以看出，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中施入化學(xué)肥料后，盡量讓栽培的作物在當(dāng)年把施入的肥料最大量吸收，從而減少施入肥料在土壤中的殘留數(shù)量，進(jìn)而降低氮素的流失及淋失。

3 肥料氮素的施入時期

中國南方的1a2季水稻種植的區(qū)域里，氮肥的施入比較偏重作基肥施入，且作為分蘗肥的氮素也盡量提前施入，這種傳統(tǒng)的施肥方法對水稻插秧后的返青成活及分蘗的增加有很大的好處[9]。但是，有研究報道指出，獲得較高水稻總穗數(shù)的關(guān)鍵是增加有效分蘗的數(shù)量，也就是說降低分蘗后期分蘗的死亡率，這與增加水稻生長前期分蘗數(shù)量的方法不同，過早的增加氮素的投入，對水稻有效分蘗數(shù)量的增加是無效的，而水稻幼穗分化的生長時期進(jìn)行氮素的追施顯示出較好的效果[8]。在華中地區(qū)有人進(jìn)行了水稻氮素的相關(guān)研究[10]，通過固定氮素的投入總量，進(jìn)行不同時期施肥配比及分配的研究，結(jié)果顯示，水稻要想獲得高產(chǎn)，穗部發(fā)育時期對氮素需（下轉(zhuǎn)117頁）（上接42頁）求量較高，合理地減少基肥氮素與分蘗肥氮素的投入比例，對水稻田間群體質(zhì)量的優(yōu)化有利。還有研究[11]提出，降低50%水稻生產(chǎn)基肥數(shù)量的投入，而變?yōu)榉痔Y和穗部發(fā)育期施入，并形成了比較成熟的氮肥施用技術(shù)。同樣的研究結(jié)果顯示[12]，在水稻生育早期就將大量的氮素施入土壤中，這時水稻根系的生長還較弱，還沒有形成對氮素的強大需求力，導(dǎo)致土壤中和水稻灌溉的水中積累了較大量的氮素，直接增加了氮素在水稻生產(chǎn)中的損失。如果土壤自身氮含量較高，則在水稻生長前期就施入大量氮素，更會增加施入氮素的損失比例。

4 水稻生產(chǎn)中的品種選擇

為了不斷提高水稻產(chǎn)量，品種選育工作者主要著眼于培育稻穗較大、莖稈較為粗壯的水稻品種，同時在較高氮素供應(yīng)能力的土壤中選擇抗高肥用量的水稻品種材料，卻忽略了水稻自身對氮素的敏感程度高低品種材料的收集[12]。所以，很多新培育的水稻品種或者相應(yīng)的雜交組合在高氮環(huán)境中也具有較高的抵御倒伏的能力。此外，生產(chǎn)者在種植這些水稻品種的時候，也會降低栽培密度，減少田間單位面積的株數(shù)，以降低栽培過程中因密度過大而產(chǎn)生倒伏的風(fēng)險。同時，為了實現(xiàn)較高產(chǎn)量所需要的稻穗數(shù)量，提高水稻生長前期和分蘗時期的氮肥量，以促進(jìn)水稻分蘗的增加。在實際情況中，水稻生長前期所施入的氮的利用效率與后期相比較低。所以水稻氮利用效率較低的另一個原因可能存在于新的水稻品種和品系或組合對氮的敏感程度不高。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：吳祚云）