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        不同增效劑與氮肥減量配施在水稻上的應(yīng)用效果

        2020-05-11 12:30:11王薇張耀玲郝興順張春輝吳玉紅陳浩崔月貞秦宇航
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年5期
        關(guān)鍵詞:水稻

        王薇 張耀玲 郝興順 張春輝 吳玉紅 陳浩 崔月貞 秦宇航

        摘要: 為了研究不同肥料增效劑與氮肥減量配施對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量、氮肥利用率及土壤無機(jī)氮含量的影響,設(shè)田間試驗(yàn),共4個(gè)處理:空白(CK)、100%尿素處理(100% U)、80%尿素+脲酶抑制劑(80% U+NBPT)、80%尿素+納米碳增效劑(80% U+C)。結(jié)果表明,在水稻分蘗期,80%尿素與脲酶抑制劑配施處理的分蘗數(shù)量與100%尿素處理基本相同,納米碳增效肥處理分蘗較少。增效劑與氮肥配施處理的產(chǎn)量因子每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率均高于100%尿素處理,顯著增加產(chǎn)量;植株地上部吸氮量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力也顯著高于100%尿素處理,2種增效劑對(duì)比脲酶抑制劑效果更好,但差異不明顯。80%尿素與脲酶抑制劑配施處理提高了耕作層土壤硝態(tài)氮含量,增加了肥力。本試驗(yàn)條件下,脲酶抑制劑與氮肥減量20%配施,顯著提高水稻產(chǎn)量,達(dá)10 377.9 kg/hm2,增產(chǎn)2.79%;提高土壤硝態(tài)氮含量和氮肥利用率,有效減少了土壤氮損耗,有利于土壤保持養(yǎng)分。

        關(guān)鍵詞: 肥料增效劑;水稻;氮肥;脲酶抑制劑;納米碳增效肥;減氮

        中圖分類號(hào): S511.06? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

        文章編號(hào):1002-1302(2020)05-0084-04

        肥料是作物生長(zhǎng)的“營(yíng)養(yǎng)庫”,我國(guó)化肥使用量居世界第一,但利用率比世界發(fā)達(dá)國(guó)家低15~20百分點(diǎn),投入量大,利用率低,嚴(yán)重制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展[1-2]。增效劑與肥料配施,可緩慢釋放肥料中的營(yíng)養(yǎng)元素,減少肥料的損耗,使作物充分吸收利用,提高肥料利用率,并在調(diào)節(jié)植物生理功能中起到一定作用[3]。添加肥料增效劑可增加水稻產(chǎn)量,增產(chǎn)幅度在3.51%~6.15%之間;增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)元素吸收能力,氮、磷、鉀肥料利用率分別提高2.29%~8.44%、3.91%~7.40%、2.90%~8.72%[4-5]。本試驗(yàn)研究了2種不同肥料增效劑與氮肥減量配施對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育過程、產(chǎn)量和肥料利用效率的影響,旨在篩選出增加水稻產(chǎn)量并提高肥料利用率的增效劑,為稻田減肥增效研究工作深入開展提供參考依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)地概況

        試驗(yàn)于2017年5月26日至9月14日在陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)韓塘村進(jìn)行。供試土壤為水稻土,0~20 cm土層土壤的pH值為6.58,有機(jī)質(zhì)含量為 15.64 g/kg。

        1.2 試驗(yàn)材料

        供試水稻品種為荃香優(yōu)1521。供試肥料增效劑為脲酶抑制劑(正丁基硫代磷酰三胺,簡(jiǎn)稱NBPT)和納米碳增效粉(C)。

        1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)4個(gè)處理,分別為T1(CK):不施肥;T2(100% U):100%尿素;T3(80% U+NBPT):80%尿素+NBPT;T4(80% U+C):80%尿素+納米碳。T2氮肥按180 kg/hm2施用;T3、T4氮肥減量20%,按144 kg/hm2施用。各處理磷、鉀肥用量相同,磷肥為P2O5 90 kg/hm2,鉀肥為K2O 105 kg/hm2。氮、磷、鉀肥分別為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O5 12%)、氯化鉀(含K2O 60%);脲酶抑制劑N-丁基硫代磷酸三胺[N-(N-butyl)thiophosphoric triamide,簡(jiǎn)稱NBPT],河南神雨生物科技有限公司生產(chǎn);納米碳增效劑主要成分為C,含量大于90%,粒徑40~80 nm,山西華農(nóng)納米科技有限公司生產(chǎn)。試驗(yàn)各施肥處理氮肥70%為基肥,30%為追肥;磷肥、鉀肥作基肥一次性施用。NBPT用量按處理尿素量的1%施用,納米碳增效劑用量為處理尿素量的0.4%,與尿素混勻施用。

        每個(gè)處理重復(fù)3次,共12小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積20 m2(4 m×5 m),各小區(qū)間用包膜田埂隔開,實(shí)行單排單灌,避免水肥相互滲透,田埂寬約0.4 m;小區(qū)內(nèi)設(shè)有灌溉渠,渠寬0.5 m。各處理基肥于插秧前2 d施入,分蘗肥于插秧后7 d施入,其他管理與當(dāng)?shù)靥锏毓芾硪恢隆?/p>

        1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

        水稻返青后,每隔7 d進(jìn)行田間定點(diǎn)調(diào)查分蘗數(shù)量,直至分蘗期結(jié)束。水稻收獲時(shí)每個(gè)小區(qū)以 1 m2 計(jì)產(chǎn),3次重復(fù),每個(gè)小區(qū)單獨(dú)收獲、測(cè)定產(chǎn)量。收獲時(shí)每小區(qū)隨機(jī)采3蔸整株樣品,洗凈、烘干、粉碎,氮采用濃H2SO4-H2O2消化法測(cè)定[6]。同時(shí),每個(gè)小區(qū)選取有代表性的穗,測(cè)量有效穗、每穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量以及籽粒產(chǎn)量等。

        水稻成熟后采集0~20、20~40 cm土層土樣,清除雜物、過篩,用1 mol/L的KCl溶液浸提,連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量[6]。

        1.5 相關(guān)指標(biāo)計(jì)算方法[7-10]

        籽粒吸氮量(kg/hm2)=籽粒含氮量(g/kg)×籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)/1 000;

        秸稈吸氮量(kg/hm2)=莖葉含氮量(g/kg)×莖葉干質(zhì)量(kg/hm2)/1 000;

        植株地上部吸氮量(kg/hm2)=植株地上部含氮量(g/kg)×地上部生物量(kg/hm2)/1 000;

        氮素利用效率=[施氮區(qū)地上部吸氮量(kg/hm2)-對(duì)照區(qū)地上部吸氮量(kg/hm2)]/施氮量(kg/hm2)×100%;

        氮肥農(nóng)學(xué)利用率(kg/kg)=[(施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)-對(duì)照區(qū)籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)]/施氮量(kg/hm2);

        氮肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)=施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)/施氮量(kg/hm2)。

        1.6 數(shù)據(jù)處理

        數(shù)據(jù)處理及分析采用Excel和SPSS軟件等數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同肥料增效劑和氮肥配施對(duì)水稻分蘗生長(zhǎng)的影響

        由圖1可知,水稻分蘗期內(nèi),各處理分蘗數(shù)量均表現(xiàn)為先快速增長(zhǎng)后緩慢下降直至穩(wěn)定,各處理在同一時(shí)間達(dá)到最高值。各施肥處理分蘗數(shù)量均高于CK處理,其中100% U處理分蘗數(shù)量最高,為24.6個(gè),較CK增加67.3%;80% U+NBPT次之,為24.2個(gè),較CK增加64.6%。對(duì)比各處理分蘗速度,CK處理明顯低于各施肥處理,從分蘗開始至分蘗盛期,各施肥處理的分蘗速度約為CK處理的2倍。100% U處理與80% U+NBPT、80% U+C處理相比,從分蘗開始到21 d呈快速增長(zhǎng);21 d后至分蘗結(jié)束,100% U分蘗數(shù)量緩慢減少,80% U+NBPT、80% U+C的分蘗數(shù)量較穩(wěn)定。這表明,全量氮肥較減量氮肥有利于水稻分蘗期發(fā)育,數(shù)量多且增長(zhǎng)速度快。

        2.2 不同肥料增效劑和氮肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

        由表1可見,各施肥處理水稻有效穗和每穗粒數(shù)高于不施肥處理,不施肥處理的千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率相對(duì)高于其他施肥處理。各施肥處理的有效穗遠(yuǎn)高于未施肥處理,且差異達(dá)到顯著水平,100% U的有效穗最多,達(dá)到15.4穗/蔸。各處理間的千粒質(zhì)量差異不顯著,CK最高,80% N+NBPT和80% U+C相近。各處理的每穗粒數(shù)差異較大,達(dá)到顯著水平80% U+C最高,達(dá)155.1粒/穗,80% N+NBPT最低,為131.4粒/穗。80% N+NBPT的結(jié)實(shí)率最高,100% U結(jié)實(shí)率最低,各處理間的差異不顯著。各施肥處理產(chǎn)量高于CK處理,且差異達(dá)到顯著水平。80% U+NBPT產(chǎn)量最高,為10 377.9 kg/hm2,80% U+C次之,為10 348.2 kg/hm2;80% U+NBPT、80% U+C產(chǎn)量高于100% U,增幅為2.79%和2.50%。添加肥料增效劑可不同程度改善水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素,從而提高水稻產(chǎn)量,80% N+NBPT和80% U+C的每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率都較高,故產(chǎn)量也較高。

        2.3 不同肥料增效劑與氮肥配施下作物的吸氮量和氮肥利用率

        氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力都是衡量肥料利用率的指標(biāo)[11]。由表2可知,各施肥處理秸稈吸氮量、籽粒吸氮量均高于CK,約為其2倍,且差異顯著;配施增效劑處理高于100% U,以80% U+NBPT吸氮量最高。與CK相比,各施肥處理顯著提高了作物地上部吸氮量,但不同處理間的吸氮量無明顯差異,仍以80% U+NBPT的吸氮量最高。80% U+NBPT和80% U+C氮素利用率與100% U相比均有提高,增幅分別為10%和 9.40%,前者增幅更高。

        配施增效劑處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率均高于100% U,提高了氮肥農(nóng)學(xué)利用率,但差異并不顯著,且2種增效劑之間并無明顯差異。配施增效劑對(duì)不同處理間氮肥偏生產(chǎn)力影響顯著,相比較常規(guī)施肥,氮肥減量配施增效劑偏生產(chǎn)力提高近30%,表明配施增效劑可不同程度提高作物的含氮量和肥料利用率。2種肥料增效劑相比較,脲酶抑制劑與尿素配施效果更加明顯。

        2.4 不同肥料增效劑與氮肥配施對(duì)土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的影響

        由表3可以看出,水稻收獲后不同施肥處理的土壤各層次銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量存在差異,但不顯著,土壤中銨態(tài)氮含量明顯高于硝態(tài)氮含量,且隨土層加深土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量減少。80% U+NBPT在0~20 cm土層土壤硝態(tài)氮含量高于其他處理,較100% U增加5.73%;0~40 cm硝態(tài)氮平均含量為3.47 mg/kg,較100% U減少1.01%。80% U+C在0~40 cm土層硝態(tài)氮含量比100% U低 13.09%,比CK高13.59%。相較于CK,各施肥處理0~40 cm土層土壤銨態(tài)氮均有所減少,80% U+NBPT含量最低,平均為15.36 mg/kg,減少了3.84%;80% U+C土壤銨態(tài)氮含量最高,減少了2.11%。可見,添加NBPT可有效減少土壤氮損失,提高硝態(tài)氮含量,有利于土壤保持養(yǎng)分。

        3 討論與結(jié)論

        本研究表明,與施用全量氮肥相比,增效劑與氮肥減量配施有利于水稻分蘗,雖數(shù)量略低于全量氮肥,但差異并不顯著且有效分蘗多;還可提高水稻每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量,較使用全量氮肥增產(chǎn)明顯,達(dá)到了減肥穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)的效果。肥料增效劑的配施不同程度提高了作物的吸氮量,減少氮肥損耗,提高肥料利用率,從而促進(jìn)化肥減量提效;2種增效劑相比較,脲酶抑制劑與尿素配施效果更加明顯。添加脲酶抑制劑可有效減少土壤氮損失,提高硝態(tài)氮含量,有利于土壤保持養(yǎng)分??傮w上,脲酶抑制劑與氮肥減量20%配施,提高了土壤氮含量和氮肥利用率,減少氮素?fù)p耗,顯著提高水稻產(chǎn)量。

        參考文獻(xiàn):

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        收 稿日期:2019-01-24

        基金項(xiàng)目:陜西省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與攻關(guān)項(xiàng)目(編號(hào):2016NY-180)。

        作者簡(jiǎn)介:王 薇(1991—)女,陜西渭南人,碩士,助理農(nóng)藝師,主要從事土壤肥料研究。E-mail:wangwei_64_4@163.com。

        通信作者:郝興順,研究員,主要從事廢棄物資源化利用研究。E-mail:372770515@qq.com。

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