王 旭，王傲雪*，周寶庫，趙 繪，高中超

（1.東北農業(yè)大學園藝學院，哈爾濱 150030；2.黑龍江省農業(yè)科學院土壤肥料與環(huán)境資源研究所，哈爾濱 150086；3.大慶高新區(qū)華美科技有限公司，黑龍江 大慶 161090）

氮素是植物體內重要有機化合物組分，蛋白質、核酸、葉綠素、酶、維生素、生物堿和一些激素等都含有氮素[1－2]，是影響植物產量、生長發(fā)育以及改善作物品質的重要因素。植物體內氮素主要存在于蛋白質和葉綠素中[3]。豆科作物含有豐富蛋白質，含氮量高。氮素也一直是農業(yè)科學研究的重點元素，施氮量、施氮時期以及化學氮肥的種類、氮肥利用率不僅關系到產量，而且對環(huán)境有很大影響：施氮過少會延緩植物生長過程，使蛋白質合成受阻，導致蛋白質和酶的數(shù)量下降[4]；又因葉綠體結構遭破壞，葉綠素合成減少而使葉片黃化；維生素和必需氨基酸含量也相應地減少。施氮過多不僅不會提高產量，還會引起環(huán)境污染，另外植物體內硝酸鹽過多，也對人體有害[5]。因此，作物生長期間選擇合適氮肥、為作物供應充足而適量氮素、提高氮肥利用率、增加產量尤為重要。

化學氮肥利用率不高一直是國內外普遍存在而又難以解決的實際問題。因此在采取合理施肥技術、重視平衡施肥的基礎上，了解氮肥種類、性質及其施入土壤后的變化，對在作物生長最大效果期避免氮素供應不足[6]及減輕氮肥對環(huán)境危害，不斷提高氮肥利用率，有重要現(xiàn)實意義。在這種背景下，緩釋氮肥應運而生。緩釋氮肥（Slow－release nitrogen fertilizer），又稱長效氮肥，這類肥料中氮的物理性質得到有效控制，不僅顆粒強度增加而且在土壤中的水解速度減慢[7]，延長有效氮釋放時間，盡量使其釋放速率和時間符合作物生長對氮肥的需求模式[8]。具有肥效穩(wěn)和肥效長的特性，一次施用在一定程度上供應作物全生育期對氮需求，且即使一次大量施用也不會對種子、植株根系或幼苗造成傷害。

本研究為進一步明確SODm超氧化物歧化酶（一種緩釋肥料）對作物增產作用以及對提高氮肥利用效率作用，以水稻為試驗材料進行田間試驗，選取蛋白質和葉綠素含量等指標以及產量進行3次重復測定并加以比較，驗證SODm尿素對作物增產作用，為實現(xiàn)節(jié)約能源，減少氮肥用量提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

水稻品種空育131，由黑龍江省農墾科學院水稻所提供。

試驗地點選擇方正縣。進行小區(qū)試驗，3次重復，每小區(qū)20 m2。

選取SODm尿素、尿素、二銨、氯化鉀、重過磷酸鈣等作為供試肥料。

試驗處理設不施氮肥（1）；常規(guī)施肥（2）；100%SODm尿素施肥量（3）；80%施肥量（4）；80%SODm尿素施肥量（5）。以上各處理磷鉀肥用量相同（P2O575 kg·hm－2、K2O 45 kg·hm－2）。氮肥基施50%，追返青肥30%，追蘗肥20%。

1.2 方法

選取株高、葉綠素含量、蛋白質含量、光合速率、產量等指標進行測定。

1.2.1 株高測定

采用米尺測量植株由根頸部到頂部之間的距離即為株高，每個處理均測量3次取其平均值進行比較。

1.2.2 葉綠素含量測定

根據(jù)張治安、陳展宇等紫外吸收法測定[9]。

1.2.3 蛋白質含量測定

根據(jù)張治安、陳展宇等紫外吸收法測定[9]。

1.2.4 光合速率測定

選取晴朗無風、空氣透明度較高的上午9:00～11:00采用Li－COR公司6400光合儀進行測定。

1.2.5 成熟期產量測定

采用小面積試割法，選擇有代表性小田塊，進行全部收割、脫粒、稱濕重，然后送入干燥設備中烘干稱重。并丈量該小田塊面積，計算每667 m2產量。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻植株株高影響

供應充足而適量的氮素能促進植株生長發(fā)育、促進莖的加快生長。由表1可見，經過不同處理，水稻株高按照不施氮肥、常規(guī)施肥、施SODm尿素次序呈現(xiàn)遞增趨勢，并以處理3顯著大于處理1、處理2、處理4；此外處理3高于處理5，處理2高于處理4，即含氮量高的化肥處理高于含氮量低的處理，且又以處理1即不施氮肥為最低。這說明所施氮肥的種類，所施氮肥量的多少以及有無對作物品質有著明顯的影響；并且驗證SODm尿素這種緩釋肥比其他化學氮肥優(yōu)越性。

2.2 不同處理對水稻葉片葉綠素含量影響

氮素能促進植物葉片葉綠素的合成，當植株缺氮或者所施氮肥不能在作物需要時及時的被吸收利用，植株葉綠素含量下降，葉片黃化，光合作用強度減弱，光合產物減少，從而使作物產量明顯降低。因此，葉片葉綠素含量是反映植株含氮量的一個重要指標。由圖1可知，在各種不同處理中，以處理1葉綠素含量最低，以處理3施用SODm尿素最高，常規(guī)施肥介于二者之間；并且不同處理水平其葉綠素含量也不同，即無論是SODm尿素還是常規(guī)肥料，其葉綠素含量均以100%施肥量大于80%施肥量，在一定范圍內呈現(xiàn)高氮處理高于低氮處理的規(guī)律；此外，處理5即80%SODm尿素施肥量處理甚至高于處理2常規(guī)施肥處理，此為SODm尿素優(yōu)越性的最有力的證明。

表1 不同處理之間的水稻株高差異顯著性比較Table 1 Comparison of significance difference of rice plant height among different treatments

圖1 不同處理下水稻葉片葉綠素含量的變化Fig.1 Change of chrolophyl content of rice leaves under different treatments

2.3 不同處理對水稻葉片蛋白質含量影響

氮是植物體內蛋白質重要組分，它占蛋白質含量16%～18%[1]。有數(shù)據(jù)考證：蛋白態(tài)氮通?？烧贾仓耆?0%～85%[2]。由此可以看出，植物體內氮素除了存在于葉綠素中就是主要存在于蛋白質中，蛋白質含量高低是氮素水平高低另一指標。當?shù)使皶r而充足時，植物葉片功能期延長，分枝（分蘗）多，營養(yǎng)體健壯，無效分蘗少，產量高[10]。由圖2可知，從所施化學氮肥的種類這一角度出發(fā)可看出水稻葉片中蛋白質含量仍以處理3 SODm尿素為最高，其次是處理2常規(guī)施肥，再次是處理1不施氮肥；并且就每一種化學氮肥而言，處理水平的高低對于結果也有著明顯影響，即一定范圍內的高氮處理高于低氮處理。

圖2 不同處理下水稻葉片蛋白質含量的變化Fig.2 Change of protein content of rice leaves under different treatments

2.4 不同處理對水稻葉片光合速率影響

氮是植物葉綠素生物合成必需礦質元素之一，它參與植物光合作用過程中光合電子傳遞以及水的裂解過程[1]，并且對光合作用過程中暗反應主要酶以及光呼吸都有明顯的影響，因此氮素含量的高低對光合速率有直接影響。對不同處理植株水稻葉片進行光合速率的比較可知，處理3 SODm尿素供肥持久且穩(wěn)固，肥料的利用效率高，流失浪費少，其光合速率比處理2常規(guī)肥料高，光合產物增多，提高作物品質；而處理1不施氮肥明顯影響植物的光合速率進而導致植物光合產物的減少（見圖3）。

2.5 不同處理對水稻產量影響

由圖4可知，在對水稻增產分析中，發(fā)現(xiàn)除對照外其他處理對水稻增產作用區(qū)別不大。100%SODm尿素的增產率低于處理2常規(guī)施肥，但是80%SODm尿素增產率高于80%尿素甚至高于100%SODm尿素，這說明對不同作物而言，增產最大值所需求的SODm尿素最大量不同。水稻施用80%SODm尿素時比100%SODm尿素增產幅度更大。

圖3 不同處理下水稻葉片光合速率變化Fig.3 Change of photosynthetic rate of rice leaves under different treatments

3 討論與結論

SODm尿素（緩釋肥）與其他形式化學氮肥相比能顯著提高水稻的株高、葉綠素以及蛋白質含量，增強水稻光合速率；而從增產這一角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)80%SODm尿素施用效果優(yōu)于100%常規(guī)施肥；在一定范圍內，高水平SODm尿素比低水平SODm尿素更能提高作物品質。

SODm尿素這類肥料可延緩氮的釋放速率，施于土壤中可作為新生氮源來源[8]，供植物持續(xù)吸收利用，肥效長久且穩(wěn)定，可滿足作物不同生長階段對氮肥需求；另外，因SODm尿素這種緩釋肥料在土壤中的水解速度減慢，可降低土壤中氮素因降解[7]、淋失或脫氮而造成的損失，尤其適用于多雨地帶以及砂性土壤中，這有利于減少氮素浪費并且降低污染，為實現(xiàn)節(jié)能減排、農業(yè)低碳提供良好前景。

在后續(xù)研究中，為明確SODm尿素類肥料對作物的作用，應根據(jù)不同作物的生長特點分時期、分階段追蹤其各種品質動態(tài)變化情況。

綜上，SODm尿素比常規(guī)氮肥增產效果更好，不同作物增產最大值所需SODm尿素最大量不同，在實際應用中需驗證。農業(yè)生產中在采取合理的施肥技術、重視平衡施肥基礎上，應重視并推廣SODm尿素等緩釋氮肥應用。

圖4 不同氮肥處理下水稻試驗產量Fig.4 Yield of rice under different nitrogen fertilizer treatments

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