馬昕，楊艷明，劉智蕾，孫彥坤，于彩蓮,2*，彭顯龍,3

（1東北農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，哈爾濱150030；2哈爾濱理工大學化學與環(huán)境工程學院，哈爾濱150040；3黑龍江糧食產(chǎn)能協(xié)同創(chuàng)新中心，哈爾濱150030）

機械側深施控釋摻混肥提高寒地水稻的產(chǎn)量和效益

馬昕1，楊艷明1，劉智蕾1，孫彥坤1，于彩蓮1,2*，彭顯龍1,3

（1東北農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，哈爾濱150030；2哈爾濱理工大學化學與環(huán)境工程學院，哈爾濱150040；3黑龍江糧食產(chǎn)能協(xié)同創(chuàng)新中心，哈爾濱150030）

【目的】追肥表施是稻田氮效率低的主要原因，本研究探討了深施控釋摻混肥對水稻產(chǎn)量和氮效率的影響?！痉椒ā恳詸C插水稻為供試作物，于2013～2015年在黑龍江農(nóng)墾大興農(nóng)場進行田間試驗，在肥料總量和底肥用量相同的條件下，設置了常規(guī)追肥(在分蘗期和抽穗期追施尿素兩次，追施方法為地表撒施，F(xiàn)FP)和機械插秧的同時，在水稻根系側深5cm施控釋尿素和復合肥處理，供試控釋尿素為理論控釋期50天(OPT1)和60天(OPT2)兩種。在實驗室和田間測定了控釋尿素的釋放情況，調(diào)查了水稻氮素積累、產(chǎn)量等指標?！窘Y果】在25℃條件下，兩種控釋尿素水中釋放期(釋放率為80%)分別約為40天和70天；在田間對應值分別為50天和80天。與常規(guī)施肥相比，OPT1和OPT2促進了水稻快速返青，增加了早期分蘗和最高分蘗數(shù)，在水稻分蘗成穗率稍有提高的條件下，OPT1和OPT2處理較FFP處理水稻收獲穗數(shù)提高了15.8%～21.1%(P< 0.05),水稻產(chǎn)量提高了13.4%～18.7%(P<0.05)。OPT1和OPT2雖然肥料投入稍有增加，由于增產(chǎn)使每公頃增收3000元以上，施用釋放期長的控釋肥增收效果更好?！窘Y論】機插側深施用控釋摻混肥能保證水稻整個生育期對氮素的需求，成熟期氮積累和干物質積累顯著增加。機插側深施用控釋摻混肥實現(xiàn)肥料的深施，增加了水稻產(chǎn)量和氮效率。

寒地；稻田；產(chǎn)量；控釋摻混肥；機械施肥

我國稻田面積約占全球的19%，卻消耗了全球30%以上的氮肥，施氮量高和氮效率低是我國水稻生產(chǎn)中存在的普遍問題[1–3]。造成氮效率低的原因主要有：1)前期施氮量高，所占比例大；2)施氮方法不合理，尤其是氮肥表施。前期過量供氮會使水稻群體質量下降，結實率降低，加劇病蟲害以及倒伏的風險，嚴重降低氮效率[3]。氮素供應和水稻需氮相匹配是提高氮效率的有效途徑之一。通過精確施氮、前氮后移和實地氮肥管理等方式均能顯著提高氮效率[4–6]。然而這些技術追施氮肥仍然是表施，表施氮導致稻田水層銨態(tài)氮含量大幅度升高，氨揮發(fā)損失加劇，氮肥損失嚴重[7–8]。很早以前就證實，氮肥深施能有效提高氮效率，增加水稻產(chǎn)量[3]。但生產(chǎn)上一直缺少有效措施實現(xiàn)稻田氮肥深施。近年來，水稻機插側深施肥機開始在黑龍江農(nóng)墾水稻生產(chǎn)上應用，該機械可以在插秧的同時側深施用氮肥，可以減少一次氮肥的人工施用，部分實現(xiàn)了氮肥深施。

應用緩控釋肥料也是提高氮效率的有效途徑之一。控釋肥是一類養(yǎng)分緩慢釋放的肥料，能滿足水稻整個生長期對氮素養(yǎng)分的需求，過去主要以一次性基施為主[9]?？蒯尫首龅追室淮问┯玫男Ч嬖谳^大的差異，這可能與作物類型、土壤和肥料養(yǎng)分釋放特性有關[10–11]。同時，控釋肥做基肥一次施用存在如下缺點：一是控釋肥初期養(yǎng)分釋放慢，不利于水稻分蘗；二是全部應用控釋肥，成本高，不適合大面積推廣。為了解決上述問題，研究者提出了施用控釋摻混肥的研究思路，摻混肥包含速效氮和控釋氮，這不但能滿足水稻早期生長的需要，還能大大降低肥料的成本[12–13]，控釋肥的應用還能避免水稻后期脫肥?？蒯尫柿献龌适┤胪寥?，旋耕后雖然大部分已經(jīng)靶入土壤中，實現(xiàn)了氮肥的深施。但由于聚氨酯包膜的控釋肥質量較輕，泡田攪漿會使控釋肥上浮，影響了氮肥深施的效果。這已經(jīng)成為控釋肥大面積應用的主要限制因子。為了實現(xiàn)氮肥深施并解決控釋肥應用中存在的問題，本研究探討用機插側深施肥機在機插秧時施用控釋摻混肥，并評價該技術對水稻投入和產(chǎn)出的影響。通過本研究，一方面可為實現(xiàn)稻田氮肥深施提供技術支持，另一方面也可為實現(xiàn)稻田追肥的機械化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

田間試驗在建三江大興農(nóng)場進行，建三江地處三江平原腹地，試驗點水稻生育期平均溫度和日照時數(shù)見圖1。2013～2015年，在F1點進行試驗；2014～2015年，在F2點進行試驗；2014年還在F3點進行試驗。試驗開始時土壤理化性質見表1。2013年供試肥料為25℃釋放期為50天的控釋尿素(含氮44%，U50，加拿大加陽)；2014年又增加了25℃釋放期為60天控釋尿素(含氮44%，U60，山東茂施)；2015年只用U60。F1點的水稻品種為空育131，F(xiàn)2和F3點的水稻品種為松粳10和龍粳31。

1.2 試驗設計

本研究包括兩部分內(nèi)容，其一為控釋尿素室內(nèi)及田間釋放特性的試驗；其二為機插側深施用控釋摻混肥和傳統(tǒng)施肥的田間對比試驗。

1.2.1 控釋尿素釋放對比試驗室內(nèi)試驗：稱取控釋尿素約10g，裝于尼龍網(wǎng)袋中，扎緊后置于250mL錐形瓶中，加入25℃蒸餾水200mL，蓋上膠塞，置于25℃恒溫箱中培養(yǎng)，重復3次。在培養(yǎng)第1天將錐形瓶中的溶液轉入250mL容量瓶中，并用蒸餾水清洗肥袋和錐形瓶各3次，定容搖勻，測定尿素含量；每次取樣后將肥袋放入另一個裝有25℃蒸餾水(200mL)的錐形瓶中，繼續(xù)培養(yǎng)，每3天取樣1次，直到測定尿素累計釋放率達80%時，停止取樣。

田間試驗：2014年，稱取2種控釋尿素各約0.64g(相當于兩穴間氮肥用量)，放入尼龍網(wǎng)袋中。在F1和F2點，將網(wǎng)袋埋在兩株水稻間，距水稻5cm，深約5cm處，每點埋5個網(wǎng)袋，重復3次，每隔25天取樣1次，先用蒸餾水沖洗肥袋，壓碎肥料，用50mL2mol/L KCl淋洗，濾液收集在250mL容量瓶中，同上測定尿素。

1.2.2 田間對比試驗2013年在F1進行試驗，設2個處理：1)常規(guī)施肥(FFP)，包括底肥，返青肥和穗肥(表2)，F(xiàn)FP處理返青肥施用30–0–5的復合肥100kg/hm2，其余氮來自于尿素；2)機插側深施肥(OPT1)，同上施用底肥，控釋摻混肥在插秧時機械施入(控釋尿素U50為N35kg/hm2和25–0–5的復合肥100kg/hm2)，每個處理面積1000m2以上，重復3次。各處理磷、鉀肥用量相同(表2)。除了上述氮源外其他氮均為普通尿素。

2014年在F1、F2和F3點進行試驗，F(xiàn)1和F2點除了設置FFP和OPT1處理之外，又增加一種控釋尿素機械側深施肥處理(OPT2)，該處理也施控釋摻混肥，只是把U50換成U60，其他同OPT1；F3點處理只設置FFP和OPT1處理；每個地點每處理均重復3次，每處理面積超過1000m2。

2015年，在F1和F2點進行試驗。常規(guī)施肥(FFP1)處理肥料用量同上，只是把底肥和返青肥摻混后用插秧機在插秧時機械施用，為了避免肥料吸濕尿素改用大顆粒尿素，穗肥采用人工施用；而優(yōu)化施肥(OPT)處理施肥量也同上，只是將底肥、返青肥與控釋肥一起摻混(其中控釋尿素U60用量N 35kg/hm2，其余氮均為尿素)，摻混后用插秧機施用，每個處理面積超過1000m2，試驗重復3次。

每個處理底肥均在插秧前3周撒施，施入后進行旋耕。返青肥在插秧后7天施用，穗肥在主莖稻穗為0.5cm左右時施用，施肥方法均為人工撒施；機插側深施肥在插秧的同時施肥，在秧苗側5cm處開溝，溝深約5cm，施肥后泥漿自然回蓋，實現(xiàn)深施覆土。

2013年4月12日播種，5月12日插秧；2014和2015年均是4月15日播種，5月15日插秧。3年的插秧密度均為30cm×13cm，每穴3～5苗。為防止飄苗，在插秧后3天灌水3cm左右；此后每次灌水3～5cm，當田間出現(xiàn)小裂紋時再次灌水，但要避免出現(xiàn)大的裂縫；抽穗后30天停止灌水?？茖W控制雜草和病蟲害，以避免產(chǎn)量損失。

1.3 樣品采集與測定

土壤測定：采用常規(guī)方法測定土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀和pH值[14]。

尿素測定：采用對二甲氨基苯甲醛比色法測定[15–16]。

圖1 試驗點水稻生育期平均溫度和日照時數(shù)Fig. 1 Average temperature and sunshine time during rice growth at the experiment site

表1 供試土壤理化性質Table 1 Physical-chemical properties of the tested soil

植株全氮測定：2013年田間對比試驗在成熟期取樣，2014、2015年田間對比試驗分別在水稻拔節(jié)期和成熟期取樣。每個處理隨機選取3個地點，連續(xù)調(diào)查30穴分蘗，取具有平均分蘗的水稻5穴，將莖、葉和穗分開清洗干凈，105℃殺青30min，80℃烘至恒重，粉碎，采用濃H2SO4–H2O2消煮，AA3 (德國布朗盧比公司)連續(xù)流動分析儀測定。

考種與測產(chǎn)：在水稻成熟期，每個處理隨機選取3個地點，連續(xù)調(diào)查80穴分蘗，取具有平均穗數(shù)的水稻10穴，水稻穗進行手工脫粒，測定每穗總粒數(shù)，用蒸餾水漂洗將實粒、癟粒分開，將實粒置于105℃烘箱中烘至恒重，計算結實率和千粒重。同時每個處理用水稻直收機(久保田688)收獲100m2，直接脫粒，取樣測定含水量和雜質含量，折算為14.5%含水量的產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

氮肥偏生產(chǎn)力=作物產(chǎn)量/施肥量

分蘗成穗率=成熟期莖蘗數(shù)/最高莖蘗數(shù)×100%

施肥效益計算公式：

凈收入=產(chǎn)出–投入(肥料投入+施肥人工投入+施肥機械投入+其他投入)

產(chǎn)出=稻谷產(chǎn)量×價格

肥料投入=肥料用量×價格

施肥人工投入=人工費×施肥次數(shù)其中，3年稻谷的市場售價均按2.7yuan/kg計算；釋放期為50天的控釋尿素4yuan/kg；釋放期為60天的控釋尿素3yuan/kg；普通尿素2yuan/kg，二銨3.5yuan/kg，氯化鉀3.8yuan/kg，氮鉀復合肥1.9 yuan/kg。人工追1次肥料費用為45yuan/hm2。另外，施肥機械總價為3萬元，假設10年收回成本，F(xiàn)1、F2和F3點農(nóng)戶的種植面積分別為30、50和20 hm2，代表了3種生產(chǎn)規(guī)模。按全部應用該技術折算，每年每公頃分擔的機械成本分別為100、60和150元。根據(jù)調(diào)研，農(nóng)場農(nóng)戶種植稻田所有的其它投入平均為15000yuan/hm2。

試驗數(shù)據(jù)均采用SAS9.0軟件進行方差分析，LSD法或者t檢驗進行差異顯著性分析，采用微軟Excel2010和Origin9.1進行圖表制作。

表2 不同年份不同處理肥料施用時期和施用量 (N–P2O5–K2O, kg/hm2)Table 2 Time and amounts of fertilization in each treatment in different years

2 結果

2.1 控釋尿素的釋放特性

圖2顯示，2種控釋尿素前期釋放近似直線型，遲滯期釋放(釋放率超過80%)相對緩慢?？蒯尫柿显谑覂?nèi)和田間釋放有差異，在兩種試驗土壤上釋放差異不大。前期兩種控釋尿素在室內(nèi)釋放速度稍慢于田間，而后期室內(nèi)釋放速度較快。整體而言在室內(nèi)釋放速度較快，釋放期較短。理論釋放期為50天的控釋尿素(U50)在室內(nèi)和田間釋放期均不到50天，而U60在室內(nèi)和田間的釋放期均長于60天。

2.2 不同處理水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構成和氮效率

與常規(guī)施肥相比，機插側深施用控釋摻混肥顯著提高水稻產(chǎn)量。2年試驗FFP處理的產(chǎn)量平均為8.90t/hm2；機插側深施肥處理(OPT1)比FFP處理平均增產(chǎn)13.35%(P<0.05)，OPT2處理的產(chǎn)量比FFP處理增加了18.69%(表3)。其他措施相同的條件下，施用控釋尿素(OPT)與施用穗肥(FFP1)相比，水稻產(chǎn)量提高了12.43%。機插側深施用控釋摻混肥主要是增加了收獲穗數(shù)而增產(chǎn)，其他產(chǎn)量構成因素處理間多數(shù)差異不明顯。2013年F1點水稻穗數(shù)最少，而千粒重最高；2015年水稻收獲穗數(shù)最高，但是千粒重最低。施用控釋摻混肥還顯著提高了水稻氮肥利用效率。

圖2 兩種供試控釋尿素養(yǎng)分釋放率Fig. 2 Nutrient release of different polymer-coated ureas

表3 水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構成及氮肥偏生產(chǎn)力Table 3 Yield, yield components of rice and partial productivity of N fertilizer

2.3 不同處理水稻分蘗成穗率

在試驗周期內(nèi)，田間觀察顯示，插秧后機插側深施肥處理沒有明顯變黃的過程，水稻直接扎根并開始生長，說明插秧同時施肥促進了水稻快速返青。2014～2015年，所有處理水稻分蘗成穗率均高于80%，表明各處理均具有較好的群體質量。常規(guī)施肥方法的分蘗成穗率變動在83.05%～90.16%，其他處理分蘗成穗率與常規(guī)施肥差異不顯著(圖3)。

2.4 不同處理水稻干物重和氮積累

除了2014年F2點外，拔節(jié)期處理間干物質積累差異不顯著(表4)；收獲期，機插側深施肥處理的干物重均顯著高于常規(guī)施肥處理，OPT1和OPT2比FFP處理的干物重分別增加了9.33%和16.84%(P< 0.05)；OPT處理成熟期干物重比FFP1處理高10.34%(P<0.05)。機插側深施肥主要是增加了拔節(jié)—成熟期干物質積累。

圖3 2014和2015水稻分蘗成穗率Fig. 3 Ear-bearing tiller ratesof rice in 2014 and 2015

表4 水稻干物重和氮素積累Table 4 Dry matter weight and N uptake of rice

與干物質積累相似，收獲時OPT1和OPT2處理氮積累分別比FFP處理高13.98%和21.39%(P< 0.05)，OPT處理比FFP1處理高15.37%。施用控釋摻混肥增加了拔節(jié)到抽穗期的氮素積累是其氮積累較高的原因。施用控釋期長的控釋肥增加氮素積累的效果更明顯。

2.5 不同處理的施肥效益

常規(guī)施肥的肥料投入平均為1220yuan/hm2，OPT1肥料投入平均增加了174yuan/hm2，OPT2處理肥料投入增加了70.8yuan/hm2。FFP處理的人工投入是90.0yuan/hm2。機械投入和種植規(guī)模有關，如果種植30hm2，施肥人工成本和機械投入基本相當；如果種植規(guī)模增加，則機械投入比人工成本還要低；機插側深施肥投入產(chǎn)出比顯著增加；OPT1的凈收入平均比FFP提高了3040yuan/hm2，OPT2處理比OPT1處理還能增收1398yuan/hm2。因此，機插側深施用控釋摻混肥能增加農(nóng)民收益(表5)。

表5 不同施肥處理的投入和產(chǎn)出 (yuan/hm2)Table 5 Input and output of different fertilization treatment

3 討論

控釋尿素釋放特征是評價控釋肥料質量的指標。本研究中，控釋尿素在土壤中的釋放和25℃水中的釋放并不一致。相對于25℃水中釋放而言，生育前期控釋尿素在田間釋放更快，而生育后期釋放更慢(圖2)。根據(jù)試驗點附近氣象資料，水稻整個生育期間平均氣溫明顯低于25℃，溫度低控釋肥應該釋放得慢，但是在土壤中前期釋放速度反而快。這是因為控釋尿素釋放除了受溫度影響外，還與膜內(nèi)外尿素濃度梯度有關[17]。在水中隨著控釋尿素的釋放，水溶液中尿素濃度提高，膜內(nèi)外壓差變小，控釋尿素養(yǎng)分釋放逐漸減少，平均釋放速度低于早期釋放速率。研究顯示，土壤有機質含量高，脲酶活性也高，少量尿素可以很快被脲酶水解[18]。在田間控釋肥釋放的少量尿素可以很快被水解，因此控釋肥膜內(nèi)外一直維持了較高的尿素濃度梯度，控釋尿素釋放速率接近初始值，釋放速度較水中快，這是前期尿素在田間釋放較快的原因。當控釋尿素內(nèi)部多數(shù)養(yǎng)分釋放出來后，肥料內(nèi)核中養(yǎng)分逐漸減少，膜內(nèi)外壓差變小，此時決定肥料養(yǎng)分釋放的不是壓差而是溫度，此時田間氣溫較低，因此后期在田間控釋尿素釋放較慢。當然上述結果還需要進一步研究。

寒地水稻多是小穗和中穗型的品種，增加單位面積穎花數(shù)是獲得水稻高產(chǎn)的關鍵[4,19]。本研究證實在插秧同時施控釋摻混肥，能夠顯著增加收獲穗數(shù)，在穗粒數(shù)沒有明顯下降的情況下，顯著提高了單位面積穎花數(shù)，因此增產(chǎn)顯著(表3)。優(yōu)化施肥增加水稻穗數(shù)的原因可能是在近根位置及時的氮素供應促進了水稻快速返青，有利于爭取早生分蘗，進而增加最高分蘗數(shù)。通常最高分蘗數(shù)多，氮素養(yǎng)分等競爭加劇，如果養(yǎng)分缺乏反而會造成動搖分蘗死亡，分蘗成穗率反而會降低[20]。本研究中控釋尿素的施用，保證了氮素養(yǎng)分的持續(xù)穩(wěn)定供應(圖2)，因此拔節(jié)期及以后氮積累較多(表4)，拔節(jié)以后適宜的氮素供應有助于動搖分蘗成穗，因此分蘗成穗率并未降低。及時而穩(wěn)定的供氮是側深施用控釋摻混肥增加收獲穗數(shù)的關鍵。單位面積穎花數(shù)過多，碳水化合物競爭加劇，反而容易造成千粒重下降[21]。施用控釋肥處理雖然穗數(shù)增加明顯，但大多數(shù)試驗點并未出現(xiàn)千粒重下降的問題，這是因為控釋肥的施用增加了拔節(jié)后干物質積累，促進了源庫協(xié)調(diào)，因此穗數(shù)高而千粒重并未顯著下降。一般小穗型水稻品種每平方米的穗數(shù)應在550左右，而中穗型品種收獲穗數(shù)應該在400左右。2014年兩個地點習慣施肥穗數(shù)都顯著低于上述指標，相對而言庫小而源強，因此習慣施肥千粒重高于機插側深施用控釋摻混肥的處理。F2點水稻品種千粒重較高，因該處理水稻穗數(shù)明顯不足，庫小源大也是其千粒重顯著高于其他年度的原因。相同施肥條件下，2013年F1點穗數(shù)最少而千粒重最高，而2015年穗數(shù)最多而千粒重最低，這與源庫協(xié)調(diào)有關。這3年水稻收獲穗數(shù)高低與移栽基本苗多少有關，機插秧要求每穴3～5苗。調(diào)查顯示，2013、2014和2015年移栽時每穴平均約為3.5、4和5苗?；久缟僭斐墒斋@穗數(shù)低(2013年)，源強庫不足是其粒重高的原因。2015年穗數(shù)高于2014年，2014年和2015年灌漿期氣溫差異不大，但是2015年8月(灌漿期)日照時數(shù)比2014年低了近30%(圖1)，庫大且光照不足是2015年千粒重低的主要原因。

氮肥偏生產(chǎn)力(PFP)是產(chǎn)量與施氮量的比值。本試驗中常規(guī)施肥和機插側深施肥處理的氮肥用量相同，機插側深施肥處理的產(chǎn)量高，其氮效率也高。常規(guī)施肥的后期追肥均施在水層中(表施)，尿素施入水層后在脲酶的作用下迅速水解，使水層pH顯著提高，增加氨揮發(fā)損失的風險[7]；水層中的銨態(tài)氮雖有一部分擴散進入土壤，但是大多數(shù)仍處于稻田氧化層中，氧化層中的銨態(tài)氮容易發(fā)生硝化作用，轉化成硝態(tài)氮，而水田中的硝態(tài)氮會因淋洗和反硝化而損失掉[22–23]，氮肥深施后能顯著減少上述損失。另一方面，控釋尿素釋放緩慢，這更有利于水稻對氮素的吸收而減少氮素損失[24–25]。本研究結果表明，機插側深施用控釋摻混肥提高了拔節(jié)期之后的氮素積累，釋放期較長的控釋尿素(U60)后期氮素積累更高(表4)。相同施肥量，吸氮量越高，氮效率就高。這表明機插側深施肥能夠提高氮效率，減少氮素損失。

本試驗中PFP平均約為100kg/kg，顯著高于全國平均水平。這主要是因為本研究氮肥用量只有100 kg/hm2，但是產(chǎn)量較高，這與其他研究相一致[26]。寒地水稻施氮量低，主要是因為100kg籽粒吸氮量較低(約1.2～1.3kg)，而我國南方100kg籽粒吸氮量較高，如江蘇南京地區(qū)平均為2.1kg[27]。這樣彌補同樣水稻產(chǎn)量需要補充的氮量要少得多[4]。因此北方施氮量少，氮效率較高。這反映了水稻吸氮特性上的差異。

4 結論

與常規(guī)施肥相比，機插側深施用控釋摻混肥保證了水稻關鍵時期(中后期)的氮素營養(yǎng)供應，使水稻具有較高的分蘗成穗率，提高了水稻收獲穗數(shù)，促進了水稻干物質積累和氮素吸收，顯著提高了水稻產(chǎn)量和氮效率。雖然機插側深施肥的投入稍有增加，但節(jié)約了勞動力，顯著增加了水稻產(chǎn)量，提高了農(nóng)民收益，具有廣闊的應用前景。

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Yield increasing effect of mechanical topdressing of polymer-coated urea mixed with compound fertilizer in cold area rice

MA Xin1,YANG Yan-ming1,LIU Zhi-lei1,SUN Yan-kun1,YU Cai-lian1,2*,PENG Xian-long1,3
(1 College of Resources and Environment, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China; 2 Institute of Chemical and Environmental Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150040, China; 3 Collaborative Innovation Center of Grain Production Capacity Improvement in Heilongjiang Province, Harbin 150030, China)

【Objectives】Artificial surface application in paddy fields after the transplanting is one of the main reasons resulting in low nitrogen use efficiency.This paper mainly discussed effect of mechanized topdressing polymer-coated mixed fertilizer on rice yield and nitrogen use efficiency.【Methods】The experiments were conducted at Daxing Farm in Heilongjiang Province from2013to2015.Under the same total fertilizer and base fertilizer dosages,the control topdressing was urea broadcasting at tillering stage and heading stage of rice;the treatment topdressing was mechanized topdressing of two kinds of polymer-coated urea,the theoretical release duration was50days(OPT1)and60days(OPT2),which were mixed with compound fertilizers and applied at5 cm deep beside the seedling roots.Laboratory and field experiments were conducted to measure the release rate of the polymer-coated urea,nitrogen accumulation and rice yield were analyzed.【Results】The release durations of the two kinds of polymer-coated urea(release rate were80%)were approximately40days and70days in25℃water,respectively,and those in the field were50days and80days,respectively.Compared with the rice treated with conventional fertilizer practice,the rice treated with mechanical side dressing had shorter time forthe reviving of seedlings,and the tiller number at the earlier stage and the highest tiller number were higher, and the rice harvest panicles were significantly increased by15.8%–21.1%(P<0.05),in spite of that rice tiller spike rate was increased slightly.The OPT1and OPT2increased rice yields by13.35%and18.69%(P<0.05). The mechanized topdressing method increased nitrogen accumulation and dry matter accumulation of rice plants significantly during the whole growth stage.The comprehensive average income was about3000yuan/hm2due to the significant increase of rice yield in OPT1and OPT2,although alittle bit of increase in fertilizer cost.【Conclusions】The mechanized topdressing polymer-coated mixed fertilizer could achieve the goal of deep fertilization in paddy field,increase the rice yield and nitrogen use efficiency.

cold area;paddy soil;yield;polymer-coated mixed fertilizer;mechanical topdressing fertilization

2016–08–17接受日期：2016–11–18

國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFD0300909）；國家自然科學基金項目（41101281）；省基金重點項目（ZD2015008）資助。

馬昕（1991—），女，黑龍江哈爾濱人，碩士研究生，主要從事農(nóng)業(yè)資源利用方面的研究。E-mail：13503608816@163.com *通信作者Tel：0451-86392714；E-mail：Lgyucailian@163.com