淺析北方水稻對(duì)氮肥的吸收與利用

摘要：氮肥是水稻生產(chǎn)中不可缺少的肥料，對(duì)水稻的產(chǎn)量起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也是水稻生產(chǎn)過程中最重要的營(yíng)養(yǎng)元素。本文綜述了水稻對(duì)氮肥的吸收和利用、積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的作用，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際提出了如何提高氮肥利用率的有效途徑。

關(guān)鍵詞：水稻;氮肥;吸收;利用

中圖分類號(hào)： S511 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號(hào)： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.06.034

水稻是我國(guó)最重要的糧食作物。在水稻的生長(zhǎng)過程中，氮肥起著極其重要的作用，同時(shí)氮肥也是水稻產(chǎn)量提高的重要因素。在水稻實(shí)際生長(zhǎng)過程中，氮肥已經(jīng)廣泛施用于稻田，并且在整個(gè)水稻生育時(shí)期的施用量一直保持著增加的趨勢(shì)。目前，由于水稻種植過程中施肥過量和施肥方法不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致稻田氮素大量流失。

1 水稻對(duì)氮肥的吸收利用

氮在水稻生長(zhǎng)過程中是必不可少的營(yíng)養(yǎng)元素。隨著高產(chǎn)粳稻品種的現(xiàn)代化栽培和應(yīng)用，氮肥施用量的多少直接影響到水稻的后期產(chǎn)量[1]。因此，通過合理施用氮肥提高水稻產(chǎn)量已成為一項(xiàng)基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施[2]。目前，在我國(guó)水稻種植中大都存在著氮肥施用過量的情況，同時(shí)，氮肥施用過量也會(huì)造成氮肥的浪費(fèi)，造成環(huán)境污染，導(dǎo)致水稻后期產(chǎn)量以及稻米品質(zhì)下降。

在水稻的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，氮肥是通過水稻根系進(jìn)入植株中的，水稻根系的生理生化特性也會(huì)對(duì)氮肥的吸收產(chǎn)生顯著影響，水稻根系是吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成和運(yùn)輸中起主要作用[3]。根系的生理狀況會(huì)直接影響水稻植株的生長(zhǎng)發(fā)育[4]。研究表明，水稻根系的組成對(duì)氮肥的吸收和氮的供應(yīng)方式具有適應(yīng)性。水稻在不同的生長(zhǎng)階段和不同氮素供應(yīng)下，對(duì)根系生長(zhǎng)狀況有一定的影響[5]。在水稻的整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，水稻對(duì)氮肥的吸收一直在加速，并且水稻吸收氮肥的主要時(shí)期是處于其生長(zhǎng)中期，水稻整個(gè)生育期吸收的氮肥有一半以上都是在這個(gè)時(shí)期吸收利用的[6]。氮素可以影響根系形態(tài)，也可以影響根系的生理和生化變化。根的干重增加也是通過對(duì)氮的吸收，還有根系活力和硝酸還原酶活性，也是由根系吸收的氮所影響[7]。研究表明，不同的水稻品種對(duì)氮肥的吸收和利用也表現(xiàn)出明顯的差異性[8-10]。尹春元等[11，12]表明不同生長(zhǎng)類型水稻的氮素含量，氮素吸收和氮素吸收100公斤谷物的氮需求和氮利用效率存在很大差異。

2 水稻對(duì)氮素的積累和運(yùn)轉(zhuǎn)

水稻在生長(zhǎng)期吸收的氮肥對(duì)水稻干物質(zhì)積累量或水稻產(chǎn)量起著決定性的作用。吸收氮肥產(chǎn)生的氮素生物生產(chǎn)率與水稻植株組織內(nèi)的氮含量、莖鞘和葉片中氮的合理分配、Rubisco酶活性和葉片衰老的程度等因素有關(guān)。有研究結(jié)果表明[13]，不同水稻品種的氮效率不同，是因?yàn)椴煌酒贩N的庫(kù)容量不同所導(dǎo)致的，而且，這種差異使得水稻在生長(zhǎng)后期的氮積累和運(yùn)轉(zhuǎn)量也有明顯的差異。水稻吸收氮肥后，吸收氮的利用效率與水稻氮素的積累和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。水稻根系的氮含量?jī)H占10%～30%。其中水稻葉片吸收含有的氮素含量是最多的，水稻葉片吸收氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)水稻后期的籽粒產(chǎn)量作用非常大。在水稻生長(zhǎng)中后期，水稻劍葉葉片接收光合作用的時(shí)間越長(zhǎng)，葉片吸收的氮可以轉(zhuǎn)移到籽粒中的量就越多。

關(guān)于水稻氮的積累，諸多學(xué)者認(rèn)為，在水稻成熟過程中氮的積累量非常顯著[14-15]。在氮素積累階段，低氮效水稻品種的氮素吸收和氮效率在分蘗期和拔節(jié)期均表現(xiàn)出明顯的差異，原因可能在于，低氮效的水稻品種的無效分蘗數(shù)量大于有效分蘗數(shù)量[16]。隨著水稻的成熟，水稻的干物質(zhì)積累量也在逐步增加，同時(shí)也增強(qiáng)了植株對(duì)氮素的吸收。在水稻的分蘗后期，氮作為移動(dòng)的元素，再一次進(jìn)入到水稻植株的其他器官，并且在水稻氮素積累和轉(zhuǎn)移特性方面的再利用，水稻生長(zhǎng)中期增加水稻的氮素吸收和積累，對(duì)提高水稻氮素利用效率起著重要作用，在這個(gè)時(shí)期增加對(duì)氮素的吸收和積累會(huì)為水稻在抽穗后向籽粒輸送提供便利條件，同時(shí)，水稻在抽穗期之后，仍然具有很強(qiáng)的吸收和積累氮的能力，并且氮的累積量將被輸送到谷物中，因此，提高水稻抽穗后對(duì)氮素的吸收和積累量，對(duì)提高水稻氮素利用率具有重要作用。

3 提高水稻氮肥吸收與利用的途徑

氮是水稻生長(zhǎng)過程中重要的營(yíng)養(yǎng)素，也是水稻產(chǎn)量最重要的限制因子。土壤中含氮并不能夠滿足水稻的正常生長(zhǎng)要求，因此在水稻生長(zhǎng)發(fā)育過程中，有必要對(duì)氮肥進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整，并采用氮肥確保水稻產(chǎn)量穩(wěn)定。但在實(shí)際生產(chǎn)中，往往是施入氮肥之后，能夠被吸收和利用的氮素并不多，導(dǎo)致氮肥損失，氮肥不能合理地被利用。增加氮肥的使用和減少氮肥流失到稻田是一個(gè)非常困難的問題。目前，合理施用氮肥和正確施用氮肥是減少氮肥流失的主要措施，有利于保證水稻產(chǎn)量。

3.1 合理地控制氮肥施用量

控制水稻氮肥的施用量能夠有效減少氮肥在實(shí)際生產(chǎn)中的損失。在水稻生產(chǎn)中，對(duì)稻田中施入的氮肥量應(yīng)控制在最佳范圍內(nèi)，施入的量不能過多，同時(shí)還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境問題。當(dāng)?shù)适┯昧恐饾u增加時(shí)，產(chǎn)量會(huì)逐漸增加，但當(dāng)施氮量達(dá)到一定水平時(shí)，增加氮肥的施用量，水稻的產(chǎn)量增加不顯著，甚至?xí)?yán)重減產(chǎn)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，將氮肥施用到適當(dāng)水平可以提高氮肥的合理利用率，同時(shí)也會(huì)減少對(duì)環(huán)境的污染和氮肥的損失，同時(shí)也會(huì)使水稻產(chǎn)量最大化。

3.2 氮肥深施

深施可以減少氮肥的流失，能夠提高氮肥的合理利用率。氮肥深施還可以使充足的土壤保氮效果穩(wěn)定，同時(shí)促進(jìn)水稻根系吸收氮素。深施氮肥對(duì)提高水稻后期產(chǎn)量和水稻對(duì)氮肥的吸收和利用有顯著的提高，而且還能減少氮肥的損失。

3.3 針對(duì)不同生育期合理施肥

針對(duì)不同生育時(shí)期對(duì)水稻進(jìn)行合理的施肥，也就是在水稻生長(zhǎng)最快、吸收營(yíng)養(yǎng)元素最多的生長(zhǎng)期施用氮肥，保證氮肥吸收量充足。在水稻生長(zhǎng)期間，少量多次施用氮肥比生長(zhǎng)初期一次性施用氮肥具有更好的施肥效果。不同生育階段對(duì)水稻氮素吸收利用的需求不同，不同施肥方式對(duì)氮素利用效率的影響也不同。水稻植株在分蘗期是氮肥利用率最高，對(duì)氮肥的吸收最快的時(shí)期，這個(gè)時(shí)期追加施肥能夠減少氮的損失，也是施用氮肥的關(guān)鍵時(shí)期。

3.4 選擇高氮效品種

在品種選擇方面，盡量選擇高氮效的水稻品種，高氮效的水稻品種的氮素吸收利用率、單位葉綠素和單位氮的光合能力都高于低氮效的水稻品種。高氮效水稻品種在生育后期具有較高的光合特性，光合能力較強(qiáng)，吸收和積累的氮素含量多，向籽粒輸送的營(yíng)養(yǎng)元素就多，到成熟期產(chǎn)生的干物質(zhì)也顯著增多。隨著高氮效水稻品種的推廣，高氮效水稻品種的產(chǎn)量、生產(chǎn)率也都在逐漸提高。在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，低氮效的水稻品種適合在土地貧瘠地區(qū)種植，而高氮效的水稻品種適合在土地肥沃地區(qū)種植。

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作者簡(jiǎn)介：溫舒元，在讀本科生，研究方向：農(nóng)業(yè)科學(xué)。