肖春芳，肖彥資，李治國，尹凌潔，譚 欣，程凱凱，李 超，文 麗

（1. 華容縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村事務(wù)中心，湖南 華容 414200；2. 湖南省農(nóng)業(yè)信息與工程研究所，湖南 長沙 410126；3. 南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南 南縣 413000；4. 湖南省農(nóng)情研究分析中心，湖南 長沙 410005；5. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410126）

氮素是影響水稻生長發(fā)育的重要元素，氮素供應(yīng)不足或者過量均會導(dǎo)致水稻的干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運受阻從而降低產(chǎn)量[1-3]。為了滿足水稻產(chǎn)量提升的需求，化肥特別是氮肥的施用量不斷增加。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，我國稻田單季氮肥用量平均為180 kg/hm2，比世界平均用量高75%左右。然而，“高氮化”的施肥格局并沒有顯著地提升水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。相反，施氮水平的增加，水稻產(chǎn)量甚至出現(xiàn)下降趨勢，過高的氮肥投入不僅會降低水稻氮肥利用率，還會直接或間接導(dǎo)致一系列不良的環(huán)境反應(yīng)，如水體富營養(yǎng)化等[2-4]。因此，準(zhǔn)確掌握水稻的最適施氮量，既是滿足高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)栽培的需要，也是保護(hù)生態(tài)環(huán)境和保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要[5]。

水稻是華容縣的主要糧食作物，根據(jù)年湖南省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)得知，2019 年全縣水稻種植面積為7.2萬hm2，占華容縣全年糧食種植面積的93%以上，其中中稻約占水稻種植面積的1/3。近年來，在華容縣水稻生產(chǎn)中普遍存在化肥施用量過多導(dǎo)致稻米品質(zhì)下降及氮肥利用率低的問題。而國家頒布的《關(guān)于創(chuàng)新體制機制推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的意見》中就強調(diào)了主要農(nóng)作物化肥使用零增長，化肥利用率達(dá)40%的目標(biāo)。因此，實現(xiàn)糧食增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的同時亟需考慮提高作物氮肥利用率。為明確華容縣中稻適宜施氮量，提高氮肥利用率，通過設(shè)置田間試驗，研究了不同施氮量對中稻產(chǎn)量、氮肥利用率以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，以期為華容縣中稻生產(chǎn)的科學(xué)施肥提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在湖南省岳陽市華容縣三封寺鎮(zhèn)復(fù)興村（東經(jīng)112°39′14″、北緯29°31′46″）進(jìn)行。試驗田土壤為紫潮泥，肥力中等，耕作層（0～20 cm）土壤理化性狀為：pH 值7.8，有機質(zhì)和全氮含量分別為40.8 和2.37 g/kg，堿解氮、速效鉀和速效磷含量分別為211、89和23.3 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計及田間管理

供試中稻品種為粵禾絲苗。試驗采取隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)置5 個處理（表1），每個處理設(shè)3 個重復(fù)，小區(qū)面積20 m2。其中5 個處理分別為不施肥處理（T1，即CK）和施肥處理（T2～T5）。4 個施肥處理中磷、鉀肥施用量相等，只是氮肥施用量不同，各處理施肥量如表1。磷肥全部作基肥，氮和鉀肥的施用比例為基肥∶分蘗肥∶穗粒肥=4 ∶4 ∶2。根據(jù)當(dāng)?shù)亓?xí)慣，基肥氮采用碳銨，追肥氮采用尿素。

表1 不同處理施肥量 （kg/667m2）

田間試驗于2021 年進(jìn)行。5 月28 日中稻播種；6 月17 日試驗地塊翻耕、整地；6 月18 日分小區(qū)，小區(qū)用寬20 cm，高15 cm 的田埂隔開，用塑料薄膜覆蓋田埂，塑料薄膜邊緣扎入泥中，避免串灌串排；6 月19 日不同處理按設(shè)計方案施用基礎(chǔ)肥料；6 月20日插秧；6 月27 日追分蘗肥；8 月22 日追施粒肥；9月25 日進(jìn)行收割、測產(chǎn)。試驗區(qū)域統(tǒng)一采取性誘劑、頻振式殺蟲燈等生物和物理防治方法，生長期內(nèi)無較大病蟲害發(fā)生。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 水稻生育進(jìn)程記錄從播種至成熟，分別記載每種處理的播種期、移栽期、齊穗期、成熟期，統(tǒng)計各處理中稻生育期天數(shù)。

1.3.2 水稻產(chǎn)量于水稻成熟期分別按照所有試驗小區(qū)平均有效莖數(shù)取樣10株，帶回室內(nèi)考察單株有效穗、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率及千粒重，計算理論產(chǎn)量。同時所有試驗小區(qū)產(chǎn)量采取單打?qū)嵤諟y產(chǎn)。

1.3.3 植株養(yǎng)分含量及肥料利用率成熟期在每個小區(qū)內(nèi)采集植株樣品，105℃殺青30 min，75℃烘干至恒重后粉碎過0.5 mm 篩測定植株樣品全氮、磷和鉀含量。植株全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法測定；植株全磷含量采用H2SO4-H2O2消煮，鉬銻抗顯色法測定；植株全鉀含量采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度法測定。采用公式（1）計算肥料利用率。

肥料利用率（%）= （施肥處理農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量-不施肥處理農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量）/ 施肥量×肥料中養(yǎng)分含量×100 （1）

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)的計算均由DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Excel操作系統(tǒng)完成。采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行處理間差異顯著性檢驗（P＜0.05 或P＜0.01）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對中稻生育期的影響

由表2 可知，T1 處理由于沒施用化肥，導(dǎo)致中稻早衰，生育期縮短；處理T2、T3、T4 和T5 的生育期分別為121、122、123 和125 d。這一結(jié)果表明氮肥對中稻生育期有重要影響。隨著氮肥量增加，水稻生育期加長，施氮量最多的處理（T5）中稻全生育期比T3 處理延長了3 d。

表2 不同處理對中稻生育期的影響

2.2 不同施肥處理對中稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表3 看出，T1 處理由于未施化肥，導(dǎo)致中稻早衰，產(chǎn)量嚴(yán)重下降。施肥，有利于增加中稻有效穗、每穗粒數(shù)、千粒重，從而導(dǎo)致產(chǎn)量增加，其中T2、T3、T4 和T5 處理比T1 處理實際產(chǎn)量分別增產(chǎn)26.3%、41.5%、37.8%和34.5%。特別是T3 處理，結(jié)實率明顯高于其他處理，導(dǎo)致T3 的理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量最高。

進(jìn)一步通過單因素方差分析發(fā)現(xiàn)（表3），不同處理間中稻實際產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）和顯著水平（P＜0.05）。施肥處理的產(chǎn)量均極顯著高于T1 處理，產(chǎn)量最高的處理為T3。不同施肥處理間中稻產(chǎn)量分別表現(xiàn)為T3 ＞T4 ＞T5 ＞T2 ＞T1。該結(jié)果表明適宜的氮肥施用量有利于提升中稻產(chǎn)量，但是過多的氮肥投入不利于中稻增產(chǎn)。在試驗條件下，施氮量以10 kg/667m2（T3）產(chǎn)量最高，達(dá)636.5 kg/667m2，比T2、T4 和T5 處理分別增產(chǎn)68.4、16.7和31.8 kg/667m2。

表3 不同處理對中稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.3 不同處理對肥料利用率的影響

從表4 可以看出，N 肥利用率和K 肥利用率在不同處理間存在顯著性差異（P＜0.05），T3 處理的N 肥利用率顯著高于處理T2、T4 和T5 處理，而T2、T4 和T5 處理的N 肥利用率無顯著性差別。類似地，T3 處理K 肥利用率顯著高于T2、T4 和T5 處理，最低值表現(xiàn)在T5 處理，T2 和T4 處理的K 肥利用率無顯著性差別。不同處理間P 肥利用率無顯著差異，T2～T5 處理P 肥利用率約為19.2%～22.6%。綜上結(jié)果表明適量氮肥可以增加N 肥利用率和K 肥利用率，中稻施用純氮10 kg/667m2能顯著提高作物N 肥利用率和K 肥利用率。

表4 不同處理對中稻肥料利用效率的影響 （%）

2.4 不同施肥處理的經(jīng)濟(jì)效益分析

由表5 可知，處理T1 在不施肥的情況下純收入最低，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)。處理T2～T5 的純收入呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，以T3 處理純收入最高，為688.58 元/667m2，比其他施肥處理純收入增加69.78～137.48 元/667m2。其中T3 水稻產(chǎn)量產(chǎn)值比T1、T2、T4 和T5 處 理 分 別 多448.43、164.16、40.24 和76.32 元/667m2。而肥料投入則比T4 和T5 處理減少29.54 和53.76 元/667m2。

表5 不同處理經(jīng)濟(jì)效益分析

3 結(jié)論與討論

氮肥是影響水稻產(chǎn)量的重要因素，不同的施氮量對水稻肥料利用率和產(chǎn)量構(gòu)成因素等有較明顯的影響，從而進(jìn)一步影響水稻產(chǎn)量[6]。適量氮肥投入能增加水稻產(chǎn)量，這與前人大部分研究結(jié)果一致[7-9]。在研究中，在相同的磷鉀水平下不同的施氮水平處理間的水稻產(chǎn)量差異顯著，施氮處理和不施氮處理相比增產(chǎn)效果顯著，施用純氮肥量6～18 kg/667m2均有利于水稻增產(chǎn)，比不施氮處理增產(chǎn)26.3%～41.5%。同時在合理的施氮水平上隨著施氮量的增加，水稻產(chǎn)量也顯著增加，尤其是施用純氮10 kg/667m2的條件下，中稻產(chǎn)量高達(dá)636.5 kg/667m2，其值顯著高于其他3 種施氮肥處理。

在4 個施氮處理中，不同配方施肥對中稻N、P和K 利用率影響不一致。在等量的磷、鉀水平時，隨著施氮量的增加，N 利用率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢變化，過高的施氮水平反而不利于提升N 利用率。處理T3 中稻的N 肥利用率最高（40.2%），而其他3 種施肥處理下N 利用率均低于40%。此外，在施用同等量鉀肥下，T3 處理K 肥利用率也顯著高于其他3 種施肥處理，而P 肥利用率并未受施肥量的影響。因此，在中稻培育過程中適量氮肥施用能提升中稻氮、鉀肥利用率，但并不是越多越好，建議按照T3 處理施肥。

從肥料投入的經(jīng)濟(jì)效益上進(jìn)行分析，合理的氮磷鉀肥施用量可以增加純收入，而不合理的施肥量純收入增收不多。綜合當(dāng)?shù)剞r(nóng)民實際生產(chǎn)水稻的實際投入和市場價格計算不同施肥處理的效益價值，結(jié)果表明，4 種施肥條件下，T3 處理（N-P2O5-K2O=10-4.8-7）產(chǎn)量高，產(chǎn)值增加，化肥投入比T4 和T5 處理分別降低了29.54 和53.76 元/667m2，化肥投入占總成本的16.58%，因此該處理下水稻純收入高達(dá)688.58元/667m2，比T2、T4 和T5 處理純收入分別增加了137.48、69.78 和130.08 元/667m2。這一結(jié)果表明在華容縣中稻生產(chǎn)中，氮磷鉀肥的合理施用會提高水稻產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率，過量的氮肥施用會增加成本支出，不利于水稻增產(chǎn)增效。在研究中，針對華容縣中稻粵禾絲苗的生產(chǎn)，推薦按照N-P2O5-K2O 為10-4.8-7 的配方施肥，不僅能提升當(dāng)?shù)刂械井a(chǎn)量，減少氮肥投入，提高氮肥利用率，還能增加農(nóng)民收入，可以達(dá)到以適宜的養(yǎng)分投入獲得最佳的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益回報，對指導(dǎo)華容縣中稻生產(chǎn)具有重要意義。