施肥對濱海平原單季稻秀水134產(chǎn)量和氮素利用率的影響

楊梢娜，范國燦，楊飛，楊佳恒

(1.舟山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 舟山 316021； 2.舟山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 舟山 316000)

水稻是舟山市的主要糧食作物，年種植面積在2 000 hm2左右?；适┤雽λ居性霎a(chǎn)作用。然而，目前我國的肥料利用率偏低，氮肥利用率只有30%～35%[1]。近年來，隨著各種新型緩(控)釋肥料的應(yīng)用與推廣，肥料利用率有所提高。研究表明，施用緩釋肥料可明顯提高水稻產(chǎn)量和氮素吸收利用率[1-2]，能較好地控制肥料中養(yǎng)分的釋放速度，并將氮素吸收利用率提高到80%左右[2]。近年來，我國加快推廣新型緩釋肥，不僅可以節(jié)省施肥量20%～30%，同時(shí)還能在水稻上實(shí)現(xiàn)一次性基施，無需追肥或僅需少次追肥，簡化了施肥技術(shù)[3]，節(jié)省了人工成本。

為探索緩釋肥對濱海平原地區(qū)常規(guī)單季晚稻產(chǎn)量、肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益的影響，特開展施用緩釋肥、單因素配方施肥、常規(guī)施肥和不施肥的對比試驗(yàn)，以便指導(dǎo)種植戶科學(xué)施肥，從而提高肥料利用率，減少面源污染，為緩釋肥在水稻上大面積的生產(chǎn)應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試水稻品種為秀水134，系單季常規(guī)晚粳稻，由嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院等單位育成。

供試肥料包括稻堅(jiān)強(qiáng)緩釋肥(N 26%，P2O510%，K2O 15%)、尿素(N 46%)、過磷酸鈣(P2O516%)、氯化鉀(K2O 60%)。

試驗(yàn)于2018年在舟山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院(原舟山市農(nóng)林科學(xué)研究院)基地(30°07′50″N，122°05′16″E)進(jìn)行，地處北亞熱帶南緣，屬海洋性季風(fēng)氣候，常年平均氣溫15.6～16.6 ℃，年降水量927～1 620 mm，年日照時(shí)數(shù)2 101～2 302 h。土壤類型為淡凃泥田，基本理化性狀：pH值7.21，有機(jī)質(zhì)35.11 g·kg-1，全氮2.21 g·kg-1，堿解氮184.3 mg·kg-1，有效磷15.39 mg·kg-1，速效鉀186.2 mg·kg-1。

1.2 處理設(shè)計(jì)

供試水稻品種于2018年5月29日播種，6月24日按照20 cm×20 cm的規(guī)格移栽，11月10日收獲。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理：處理1，無氮肥區(qū)；處理2，常規(guī)施肥區(qū)(N 240 kg·hm-2)；處理3，配方施肥區(qū)(N 210 kg·hm-2)；處理4，緩釋肥區(qū)(N 180 kg·hm-2)。各處理隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積12 m2，小區(qū)間田埂用塑料膜覆蓋隔開以防串水串肥。各處理的磷肥施用量折純(P2O5)統(tǒng)一為90 kg·hm-2，鉀肥施入量折純(K2O)統(tǒng)一為120 kg·hm-2。磷、鉀肥均作為基肥一次性全部施入；氮肥分基肥(65%)和穗肥(35%)2次施用。處理4中，基肥部分的氮全部以緩釋肥的形式施入，磷、鉀不足的部分用單質(zhì)肥的形式補(bǔ)入；穗肥用尿素的形式追肥。基肥于插秧前7 d施入，追肥于孕穗初期施入。各小區(qū)的栽植密度和每叢株數(shù)一致，田間管理措施相同。

各處理的養(yǎng)分折純匯總?cè)缦拢禾幚?，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分210 kg·hm-2；處理2，N 240 kg·hm-2，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分450 kg·hm-2；處理3，N 210 kg·hm-2，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分420 kg·hm-2；處理4，N 180 kg·hm-2，P2O590 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，總養(yǎng)分390 kg·hm-2。與處理2相比，處理3和處理4的氮素投入分別下降12.5%和25%，總養(yǎng)分投入分別下降6.67%和13.3%。

1.3 測定項(xiàng)目與數(shù)據(jù)處理

水稻成熟時(shí)按常規(guī)方法考種、測產(chǎn)。成熟期每處理隨機(jī)調(diào)查5個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)1 m2，考查有效穗數(shù)；隨機(jī)取5叢水稻植株進(jìn)行考種，考查每穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等指標(biāo)。每小區(qū)處理采取單打單收單曬，測定小區(qū)產(chǎn)量，并測算單位面積產(chǎn)量。同時(shí)測量水稻秸稈、籽粒，及0～20 cm土層土壤樣品的全氮含量，具體測定方法參照魯如坤主編的《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[4]。數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Office Excel 2013和SPSS 19.0軟件。

1.4 氮素利用效率指標(biāo)

氮素收獲指數(shù)=籽粒氮積累量/植株地上部氮積累量；

氮素稻谷生產(chǎn)效率=水稻籽粒產(chǎn)量/植株氮素積累總量；

氮肥生理效率=(施氮區(qū)稻谷產(chǎn)量-空白區(qū)稻谷產(chǎn)量)/(施氮區(qū)植株地上部氮積累量-空白區(qū)植株地上部氮積累量)[5]；

氮素吸收利用率(氮素表觀利用率)=(施氮區(qū)植株氮積累量-空白區(qū)植株氮積累量)/施氮量[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表1可以看出，處理1的有效穗數(shù)最低，說明氮肥的施入能有效促進(jìn)水稻的分蘗和成穗。對3個(gè)施肥處理(處理2～4)進(jìn)行比較，處理3的有效穗數(shù)低于處理2和處理4，說明與常規(guī)施肥相比，配方施肥會因施氮量的減少而降低水稻有效穗數(shù)；施用新型緩釋肥的處理，雖然施氮量較常規(guī)施肥少，但對水稻有效穗數(shù)無明顯影響。不同處理的水稻千粒重和結(jié)實(shí)率以不施氮的處理1最高，以施用緩釋肥的處理4最低，這主要是由于其每穗秕粒數(shù)最多。

本試驗(yàn)條件下，各處理的水稻實(shí)際產(chǎn)量從高到低依次為處理4>處理3>處理2>處理1，處理4的水稻產(chǎn)量顯著高于處理1和處理2，處理3的水稻產(chǎn)量顯著高于處理1。以上結(jié)果充分說明，在水稻生產(chǎn)中氮肥的施入是提高水稻產(chǎn)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。處理3和處理4的實(shí)際產(chǎn)量均高于處理2，且處理4與處理2的差異達(dá)到顯著水平，說明在配方施肥和緩釋肥模式下，氮肥施入量雖然較常規(guī)施肥降低，但并不致引起水稻減產(chǎn)，且能起到增產(chǎn)的效果。這可能是由于常規(guī)施肥處理的氮投入量已經(jīng)超過了水稻生產(chǎn)所需。處理4比處理3的施氮量少，但產(chǎn)量卻增加，這可能是由于緩釋肥的養(yǎng)分釋放緩慢，可隨著水稻生長進(jìn)程穩(wěn)定地提供養(yǎng)分，有助于水稻增產(chǎn)。

注：同列數(shù)據(jù)后無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。表3同。

2.2 對水稻地上部干物質(zhì)和收獲指數(shù)的影響

從表2可知，處理1的稻草干重、稻谷干重和植株總干重均低于其他處理，這說明在水稻生產(chǎn)中，氮肥直接影響水稻地上部干物質(zhì)的積累。相較于常規(guī)施肥(處理2)，配方施肥(處理3)的純氮投入量減少，其稻草干重略降，但稻谷干重增加，植株地上部總干重略降，說明配方施肥下可使植株的干物質(zhì)更多地向籽粒中積累。施用緩釋肥的處理4與處理2相比，雖然純氮投入量降低，但其稻谷干重和植株地上部總干重并未降低，僅稻草干重略降。各處理中，收獲指數(shù)最高的為處理3，處理1和處理4差別不大，處理2最低，表明配方施肥較為科學(xué)，能提高水稻的收獲指數(shù)。常規(guī)施肥由于施入過多的氮，反而導(dǎo)致水稻徒長，降低了水稻的收獲指數(shù)。

表2 不同處理的水稻地上部干物質(zhì)和收獲指數(shù)

2.3 對水稻氮素利用率的影響

如表3所示，處理1的籽粒氮積累量、地上部氮積累量和氮素收獲指數(shù)均顯著低于其他施肥處理，說明氮肥的施入直接影響水稻籽粒和地上部的氮素積累。相較于處理2，處理3和處理4的純氮投放量降低，但其籽粒氮積累量卻顯著增加，處理4的地上部氮積累量亦顯著增加，這充分說明試驗(yàn)地區(qū)的常規(guī)施肥在濱海平原單季晚稻生產(chǎn)中氮素投入是過剩的。

表3 不同處理的水稻氮素利用率

處理3和處理4的氮肥生理效率差異不顯著，但均顯著高于處理2。與之相似，處理3和處理4的氮肥吸收利用率亦顯著高于處理2，且處理4的氮肥吸收利用率還顯著高于處理3。以上結(jié)果說明，配方施肥和施用緩釋肥能改善本試驗(yàn)條件下水稻生產(chǎn)的氮肥吸收利用情況。

3 小結(jié)

本研究表明，在本試驗(yàn)條件下，當(dāng)配方施肥純氮投入量為210 kg·hm-2或選用稻堅(jiān)強(qiáng)緩釋肥投入純氮180 kg·hm-2時(shí)，水稻產(chǎn)量較常規(guī)施肥處理高，增產(chǎn)率分別為7.9%和13.7%。本試驗(yàn)所在的濱海平原區(qū)水稻生產(chǎn)中存在著常規(guī)施肥氮素投入過剩的問題，通過采取配方施肥或緩釋肥的方法，既能在降低純氮投入量(降幅分別為12.5%和25%)的情況下提高水稻產(chǎn)量，還能提高水稻的氮肥生理利用效率和氮肥吸收利用率。