劉淑軍，黃平娜，秦道珠

（1.國家水稻產業(yè)祁陽綜合試驗站，湖南 祁陽 426182；2.中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所，北京 10081）

水稻是我國種植面積最廣和產量最高的糧食作物，也是氮肥消耗量最大的糧食作物。目前中國已成為世界氮肥的第一大消費國[1]，氮肥消耗量占世界氮肥總量的30%,水稻生產消耗的氮肥占世界水稻氮肥總消耗量的37%[2]。1949～1998年50 a間，中國糧食年總產與化肥氮年使用量的相關系數高達0.9。氮肥的增產效果與農田的基礎產量有關[3]。可見，氮素作為作物生產所必須的營養(yǎng)元素，是影響水稻產量的一個重要因素。與其它的主要產稻國相比,中國水稻氮肥施用量高而利用率低[4－6]。據報道,特別是在中國南方一些主要水稻產區(qū)，水稻施氮量遠遠高于稻田單季稻平均氮肥用量。氮肥的不合理施用造成利用率下降[7]。湖南省作為中國水稻主產區(qū)之一，水稻占全省作物種植面積的75%。在高產水稻栽培中，稻農偏施氮肥，而大部分氮施入稻田以各種形式進入大氣和水體環(huán)境,這不僅造成肥料氮和能源的浪費，而且對地下水質也造成了潛在威脅[8]。因此，確定合理施氮量不僅可以提高水稻產量、氮肥利用率,還可以減少因過量施肥而造成的環(huán)境污染。本研究設置4個不同的氮肥用量水平，采用田間試驗與室內分析相結合的研究方法，研究了不同施氮量條件下湘南地區(qū)雙季稻的農藝性狀以及氮肥利用率，從而明確早、晚稻適宜的施氮量，為國家水稻產業(yè)技術研究和水稻生產氮肥的精準施用量提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與方法

試驗于2009年3-10月在湖南省祁陽縣文富市鎮(zhèn)官山坪村中國農業(yè)科學院紅壤試驗站稻田進行。供試土壤屬湘南丘陵區(qū)第四紀紅壤發(fā)育的典型雙季稻田，面積1 300 m2，種植制度為稻—稻—油菜三熟制，前茬作物為油菜。供試稻田0～20 cm表層土壤的pH值為5.8，有機質含量為23.673 g/kg，全氮1.518 g/kg，速效氮114.6 mg/kg，速效磷 19.0 mg/kg，速效鉀 49.2 mg/kg。

1.2 供試品種

供試早稻品種為金優(yōu)974，晚稻品種為金優(yōu)207，種植密度20 cm×20 cm，每穴插1～2顆秧苗。

1.3 試驗處理

試驗共設4個氮肥用量水平。（1）對照：不施氮肥（N0）；（2）比當地水稻生產施氮肥水平135 kg/hm2降低 30%（N1），N1=94.5 kg/hm2；（3） 按當地水稻生產平均施氮肥水平（N2），N2=135 kg/hm2；（4）比當地水稻生產施氮肥水平提高30%的施氮肥水平（N3），N3=175.5 kg/hm2；氮肥為尿素（含 N46%）。氮肥施用方法：氮肥70%作基肥、20%作分蘗肥、10%作穗肥。磷肥為過磷酸鈣（含P2O512%），P2O5=90.0 kg/hm2，磷肥100%作基肥用。鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%），K2O=112.5 kg/hm2。鉀肥基肥和穗肥各占50%。所有處理均施用等量磷肥和鉀肥。試驗在同一塊稻田進行，早、晚稻施肥量相等。試驗小區(qū)面積3 m×5 m＝15 m2，重復4次，隨機區(qū)組排列。

1.4 測定項目與方法

（1）土壤養(yǎng)分測定：基礎土測定土壤有機質、全氮、速效氮、磷、鉀的含量及pH等主要指標，均采用常規(guī)分析法[9]。即有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法，全氮采用半微量凱氏法，堿解氮采用堿解擴散法，速效磷采用Olsen法，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定。

（2）莖蘗動態(tài)調查：分蘗動態(tài)調查的樣點10叢定位。從水稻移栽開始至齊穗黃熟期，每5 d調查一次分蘗苗數。共4個重復。

（3）干物重及植株吸氮量：在成熟期以平均莖蘗數為標準，每小區(qū)取代表性植株6叢，植株連根拔出，清洗，去根，烘干稱重。其干物質樣本保留做水稻植株含氮量分析（凱氏定氮法）。共4個重復。

（4）經濟性狀：有效穗每小區(qū)調查30叢。并計算每叢平均穗數，以平均穗數為標準，在小區(qū)不同區(qū)域取株高、穗型有代表性的稻叢4叢，室內風干后考查每穗總粒數、實粒數、結實率、千粒重。共4個重復。

（5）成熟期測產：每小區(qū)收獲6 m2測產。

2 結果與分析

2.1 分蘗動態(tài)

從圖1可以看出，早稻移栽期各處理分蘗數基本一致，分蘗數隨著氮肥的增加而增加，從5月12日開始，施氮處理的分蘗數高于N0。從6月10日開始，N3處理的分蘗數顯著高于N1和N2。各處理的分蘗數在5月28～6月3日達到最高，其中N3、N2的最高分蘗出現在6月3日，N1、N0的最高分蘗出現在5月28日，該結果和張祥明等[10]的研究結果一致，施氮量低的處理最高分蘗時期出現早，而施氮量高的處理最高分蘗時期出現晚,這與氮水平的提高可促進水稻的營養(yǎng)生長有關。

圖1 早稻分蘗動態(tài)

由圖1、圖2可見，不同氮肥用量對晚稻分蘗動態(tài)的影響不同于早稻。從8月2日開始，晚稻施氮處理的分蘗數高于N0，從7月27日開始，N3顯著高于N2、N1處理，N2和N1之間差異不顯著。從8月19日開始，施氮肥的三個處理分蘗數下降，以N3下降趨勢最大，其次為N2、N1，不施氮肥的N0下降趨勢最小?？梢?，增加氮肥用量在晚稻生長期間雖然增加了水稻分蘗數，同時也增加了水稻的無效分蘗，使得在后期大量無效分蘗死亡。

2.2 經濟性狀

圖2 晚稻分蘗動態(tài)

從表1可以看出，氮肥的施用提高了早稻的有效穗數，各處理與對照之間差異顯著，增幅隨氮肥用量增加而增加。每穗的總粒數隨氮肥的增加而增加，但實粒數有所降低。同樣，N3處理的早稻結實率降低了。早稻的千粒重隨著氮肥的增加有降低的趨勢。統計分析結果表明：N1、N2、N3和N0處理之間有效穗數差異達顯著水平，總粒數、實粒數、結實率、千粒重的差異均不顯著。

表1 早稻經濟性狀

不同施氮量對晚稻產量構成因子的影響不同于早稻，氮肥的施用盡管提高了有效穗數，但隨著氮肥用量增加，有效穗數有所降低（見表2）。不同施氮量對每穗總粒數的影響和早稻一樣，隨著氮肥的增加而增加，以N3最高，和N0之間差異達顯著水平。和早稻不同的是，氮肥的施用降低了晚稻的實粒數、結實率和千粒重，影響最顯著的為結實率，N1、N2、N3和N0之間的結實率差異達顯著水平，并隨氮肥用量增加而逐漸降低。和結實率一樣，晚稻的千粒重也隨氮肥用量增加而逐漸減小，只是減小幅度極小，處理之間差異不顯著。氮肥不同用量對晚稻實粒數的影響不明顯。

表2 晚稻經濟性狀

2.3 產量和經濟效益估算

從表3可以看出，氮肥的施用可顯著提高早稻產量，并隨著氮肥用量的增加而增加，N3的產量最高，和N1、N0之間差異達到顯著水平。早稻產量和氮肥用量之間呈曲線相關關系，y=-0.067 4N2+32.444N+2 530.1，R2=0.997 0，最高產量施氮量為240.7 kg/hm2，產量最高達 6 434.5 kg/hm2。早稻的純增收入隨著氮肥用量的增加而增加，N1、N2、N3比N0分別增收114.4%、133.0%、158.8%，增收效益明顯。純增收入和氮肥用量之間也呈曲線相關關系，y=-0.126 7N2+55.774N+3 797，R2=0.996 1，最高經濟施氮量為220.1 kg/hm2，凈效益達到最高值，為9 935 元/hm2。

表3 早稻產量及經濟效益估算

不同氮肥用量對晚稻產量和經濟效益的影響不同于早稻，從表4可以看出，氮肥的施用提高了晚稻的產量，但隨著氮肥用量的增加產量逐漸減少。晚稻產量和氮肥用量之間呈曲線相關關系，y=-0.070 9N2+17.344N+3 507.9，R2=0.963 6，最高產量施氮量為122.3 kg/hm2，產量最高達4 568.3 kg/hm2。和產量的變化趨勢一樣，純收入也隨著氮肥用量的增加而逐漸降低，純增收入和氮肥用量之間同樣呈曲線相關關系，y=-0.144 7N2+30.161N+6 196.4，R2=0.930 1，最高經濟施氮量為104.2 kg/hm2，凈效益達到最高值，為7 768.5元/hm2。

表4 晚稻產量及經濟效益估算

2.4 氮肥利用率

從表5可以看出，早稻的氮肥吸收利用率隨氮肥的增加而增加，土壤氮依存率和氮肥農學利用率均隨氮肥的增加而下降，以N1的土壤氮依存率和氮肥農學利用率最高，氮肥用量的增加反而降低了土壤對水稻吸收氮的貢獻。晚稻的氮肥吸收利用率以N1最高，其次分別為N3、N2；土壤氮依存率以常規(guī)施肥的N2最高，其次為N1、N3；氮肥農學利用率和早稻一樣，隨著氮肥的增加而逐漸下降，以減氮的N1最高。

表5 早、晚稻的氮肥利用率

3 結論與討論

（1）氮肥的施用可明顯提高早、晚稻的分蘗數，并且隨著氮肥的增加，早、晚稻的分蘗數逐漸增加，進入生殖生長階段，施氮肥的三個處理晚稻分蘗數下降，以增氮處理的下降趨勢最大；增施氮肥提高了早稻的有效穗數和每穗的總粒數，實粒數、結實率、千粒重有降低的趨勢。而晚稻增施氮肥降低了有效穗數、結實率和千粒重，提高了每穗的總粒數，對實粒數的影響不顯著。

（2）適量增施氮肥可提高早稻產量，早稻最高產量施氮量為240.7 kg/hm2，最高產量達到6 434.5 kg/hm2，早稻純收入隨著氮肥用量的增加而增加，最高經濟施氮量為220.1 kg/hm2，最高純收入為9 935.0元/hm2。晚稻產量和純收入隨著氮肥用量的增加而降低，以減氮處理最高，晚稻最高產量施氮量為122.3 kg/hm2，產量最高達4 568.3 kg/hm2，最高經濟施氮量為104.2 kg/hm2，凈效益達到最高值，為 7 768.5 元/hm2。

（3）增施氮肥可提高早稻的氮肥吸收利用率，而早稻的土壤氮依存率和氮肥農學利用率均隨著氮肥的增加而逐漸下降。增施氮肥可降低晚稻的氮肥農學利用率，對晚稻的氮肥吸收利用率和土壤氮依存率影響不明顯。

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