龍瑞平，楊兆春，穆家偉，魯康興，李維剛，李貴勇，夏瓊梅，朱海平，楊 久，張君莉，王 瑤，楊從黨*

稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻生長(zhǎng)和氮肥利用效率的影響①

龍瑞平1，楊兆春2，穆家偉2，魯康興2，李維剛3，李貴勇1，夏瓊梅1，朱海平1，楊 久1，張君莉1，王 瑤1，楊從黨1*

(1 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，昆明 650205；2 騰沖市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南騰沖 679100；3 蒲川鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南騰沖 679100)

為了探索稻魚模式下水稻氮肥高效施用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)減肥增效的生產(chǎn)目標(biāo)，以雜交秈稻隆兩優(yōu)1206為試驗(yàn)材料，在稻魚共作模式下設(shè)置了4個(gè)水稻施氮處理，分別為：N0不施氮肥處理、CK當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施氮處理(純氮用量為 180 kg/hm2，按分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?5∶2.5∶2.5施用)、N1氮肥減量處理(純氮用量為 120 kg/hm2，按分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?5∶2.5∶2.5施用)、N2氮肥減量后移處理(純氮用量為 120 kg/hm2，按分蘗肥∶促花肥∶保花肥=0∶5∶5施用)，研究了不同處理下水稻生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量和氮肥利用率的變化規(guī)律。結(jié)果表明：與CK處理相比，N2處理顯著降低了有效分蘗葉齡期水稻的分蘗數(shù)和倒4葉期水稻的干物質(zhì)積累量，但在有效分蘗葉齡期的分蘗數(shù)達(dá)到了CK處理有效穗數(shù)的88.54%，已經(jīng)夠苗。施穗肥后N2處理增加了水稻的干物質(zhì)積累量、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，同時(shí)顯著降低了水稻的高峰苗，提高了成穗率，兩年的水稻產(chǎn)量比CK處理分別增加了6.39% 和8.57%。同時(shí)，N2處理降低了水稻成熟期土壤水解氮的殘留，水稻氮素收獲指數(shù)、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素谷物生產(chǎn)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別比CK處理提高了5.63%、12.99 kg/kg、12.91 kg/kg、28.45 kg/kg和7.79 kg/kg，增幅分別達(dá)9.33%、15.56%、29.14%、59.57% 和120.77%，差異均達(dá)到顯著水平?？梢?jiàn)，水稻氮肥減量后移施用，能夠顯著降低水稻高峰苗，提高水稻成穗率、后期干物質(zhì)含量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率，從而提高產(chǎn)量。在西南地區(qū)煙后稻田養(yǎng)魚模式下，茬口土壤全氮和水解氮分別在1.79 g/kg和160.02 mg/kg以上，水稻采用總施氮為 120 kg/hm2，按分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?0∶5∶5比例的施用，可以實(shí)現(xiàn)水稻減氮33.3%、增產(chǎn)6.39% 以上的目標(biāo)。

稻魚共作；氮肥減量后移；水稻產(chǎn)量；氮肥利用效率

氮素是水稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的重要養(yǎng)分之一，為了確保水稻的高產(chǎn)，在水稻生產(chǎn)中不合理施氮現(xiàn)象普遍存在，這不僅造成資源浪費(fèi)，而且會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水稻單季平均施氮量為 180 kg/hm2，比世界平均水平高出約 75%[2]。合理施用氮肥，是提高氮肥利用率、減少氮素流失的重要措施。明確作物各生育階段的氮素養(yǎng)分吸收量是指導(dǎo)氮肥合理施用的重要依據(jù)[3]。有關(guān)水稻各生育時(shí)期的需氮規(guī)律前人已做了大量研究。吳文革等[4]研究表明，雜交中秈稻氮素的吸收速率高峰出現(xiàn)在拔節(jié)至孕穗階段。林晶晶等[5]采用15N 標(biāo)記的方法研究發(fā)現(xiàn)，水稻在生育期內(nèi)所吸收的氮素，基肥的貢獻(xiàn)率約占 4.13% ～ 10.59%(平均僅為 6.92%)，蘗肥的貢獻(xiàn)率約為 3.98% ～ 11.75%(平均為 7.58%)，而穗肥貢獻(xiàn)率可占 13.32% ～ 37.56%(平均為 26.02%)，其余部分約 45.71% ～ 70.83% 則來(lái)自于土壤。石麗紅等[6]研究表明，穗肥氮能夠提高超級(jí)雜交稻生殖生長(zhǎng)階段各時(shí)期莖葉氮含量，有利于優(yōu)化成熟期莖葉和籽粒氮含量，從而構(gòu)建超級(jí)稻最大庫(kù)容量，使其達(dá)到最高產(chǎn)量水平。顯然氮肥后移有利于水稻提高氮肥的利用效率，進(jìn)而提高產(chǎn)量。但前人的研究主要是在常規(guī)施氮量條件下，減少氮肥的基蘗肥比例、增加穗肥比例得出的，有關(guān)減少氮肥總投入量條件下，將氮肥全部后移至穗肥施用，對(duì)水稻生長(zhǎng)和氮肥利用效率影響的報(bào)道較為少見(jiàn)。

稻田養(yǎng)魚是種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的有機(jī)結(jié)合，具有生物除蟲、除草以及增肥促長(zhǎng)等多種生態(tài)功能，可在一定程度上代替和減少化肥及農(nóng)藥的使用量，減少環(huán)境污染，生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益均十分明顯[7]。近年來(lái)，農(nóng)村大量勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，引發(fā)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力短缺，加上稻米價(jià)格低、稻作模式效益低下，嚴(yán)重制約了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展[8]。為提升傳統(tǒng)稻作模式的經(jīng)濟(jì)效益，保障糧食生產(chǎn)安全，稻田綜合種養(yǎng)模式發(fā)展迅速[9]。但是，由于稻魚綜合種養(yǎng)模式有一定的水體面積和較長(zhǎng)的淹水期等，導(dǎo)致其稻田環(huán)境與傳統(tǒng)的稻作模式差異較大[10]。再者，稻農(nóng)過(guò)度依賴水產(chǎn)收益，忽略了對(duì)水稻生產(chǎn)的管理，從而導(dǎo)致稻魚模式中水稻的生產(chǎn)管理較為粗放，稻谷產(chǎn)量不高[11-12]。傳統(tǒng)耕作認(rèn)為，稻魚共作中水稻施肥應(yīng)以基肥為主、追肥為輔，然而基肥用量越大，其損失越大，總體氮肥利用效率越低[5]，使得氮肥用量增加，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)提高。因此，本研究結(jié)合水稻的需氮規(guī)律，在稻魚模式下開展了水稻氮肥減量后移研究，旨在為稻魚共作模式下實(shí)現(xiàn)水稻氮肥的合理管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2017年和2018年在云南省保山騰沖市蒲川鄉(xiāng)進(jìn)行，前作為烤煙，供試水稻品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N隆兩優(yōu)1206。2017年水稻移栽前土壤肥力情況為：土壤pH 7.12，有機(jī)質(zhì)28.56 g/kg，全氮1.79 g/kg，水解性氮160.02 mg/kg，有效磷71.39 mg/kg，速效鉀218.66 mg/kg。供試氮肥為普通尿素(含N ≥460 g/kg)，磷肥為過(guò)磷酸鈣(含P2O5≥160 g/kg)，鉀肥為硫酸鉀(含K2O ≥520 g/kg)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)施氮處理，分別是：N0，不施氮肥；CK，當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施氮(純氮用量為 180 kg/hm2，按分蘗肥∶促花肥∶保花肥=5∶2.5∶2.5施用)；N1，氮肥減量(純氮用量為 120 kg/hm2，按分蘗肥∶促花肥∶保花肥=5∶2.5∶2.5施用)；N2，氮肥減量后移(純氮用量為 120 kg/hm2，按分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?0∶5∶5施用)。分蘗肥于移栽后 15 d 施用，促花肥于倒 4 葉抽出時(shí)施用，保花肥于倒 2 葉抽出時(shí)施用。同時(shí)施 90 kg/hm2磷肥 (P2O5)，75 kg/hm2鉀肥 (K2O)，其中磷肥作基肥于整田時(shí)全部施入，鉀肥按照基肥∶促花肥為5∶5的比例施入。試驗(yàn)采用大田隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，栽插方式為手插，栽插規(guī)格為 30 cm×13.3 cm，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積為 30 m2(5 m×6 m) ，小區(qū)間用塑料隔水板隔開。水稻于5月中旬播種，6月下旬移栽，10月下旬收獲。水稻移栽后7 d進(jìn)行放魚，水稻移栽至收獲前7 d稻田一直保持淹水狀態(tài)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在倒4葉期(施促花肥前)、齊穗期和成熟期，每個(gè)小區(qū)選取3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查莖蘗數(shù)20穴，根據(jù)調(diào)查的平均數(shù)取代表性植株3叢，分成莖鞘、葉片、穗3部分，于105℃殺青 30 min，80℃烘至恒重后稱干重，并依據(jù)NY/T 2017—2011 《植物中氮、磷、鉀的測(cè)定》[13]測(cè)定含氮量。同時(shí)，在上述3個(gè)生育時(shí)期，每個(gè)小區(qū)取3個(gè)水稻耕層土壤混合裝袋，風(fēng)干過(guò)篩后，依據(jù)LY/T1228—2015[14]測(cè)定土壤水解性氮含量。收獲時(shí)，各小區(qū)隨機(jī)取兩個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)調(diào)查20 穴，計(jì)算水稻平均有效穗數(shù)；另取有代表性的植株3 穴，分析穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等性狀；再各小區(qū)實(shí)收稱重，用谷物水分測(cè)量?jī)x (PM-8188 New) 測(cè)定各小區(qū)的谷物水分含量，折算成 14.5% 標(biāo)準(zhǔn)含水量，計(jì)作各小區(qū)的實(shí)際產(chǎn)量。

另外，試驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)查有效分蘗臨界葉齡期(CLPT)水稻的莖蘗數(shù)、高峰苗，并計(jì)算成穗率。CLPT：水稻在此時(shí)期以前發(fā)生的分蘗可以成穗，而在此時(shí)期以后發(fā)生的分蘗不能成穗；高峰苗：水稻在整個(gè)生育期中最大分蘗數(shù)；成穗率：水稻最終的有效穗/高峰苗× 100。

本文中各時(shí)期土壤和水稻植株的含氮量數(shù)據(jù)為2017年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。水稻氮素利用效率指標(biāo)計(jì)算如下：

氮素收獲指數(shù) (%) = 穗粒氮吸收量/地上部分氮吸收量 × 100

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率 (kg/kg) = 成熟期單位面積植株干物質(zhì)量/地上部分氮吸收量

氮素稻谷生產(chǎn)效率 (kg/kg) = 實(shí)際產(chǎn)量/地上部分氮吸收量

氮肥偏生產(chǎn)力 (kg/kg) = 施氮區(qū)實(shí)際產(chǎn)量/施氮量

氮肥農(nóng)學(xué)利用率 (kg/kg) = (施氮區(qū)產(chǎn)量–不施氮區(qū)產(chǎn)量)/施氮量

氮肥表觀利用率(%)=(施氮處理的吸氮量–不施氮處理的吸氮量)/氮肥用量× 100

文中數(shù)據(jù)使用 Excel 2010 進(jìn)行處理，SPSS 19.0 軟件Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻莖蘗數(shù)的影響

由表1可見(jiàn)，在CLPT，施氮處理水稻的莖蘗數(shù)顯著高于不施氮處理(N0)，且施氮量增加莖蘗數(shù)顯著增加。在高峰苗期，氮肥減量處理(N1)的高峰苗顯著低于常規(guī)施氮處理(CK)，氮肥減量后移處理(N2)的高峰苗少于N1處理，其中在2017年差異達(dá)到顯著水平。N2處理的有效穗數(shù)和成穗率顯著高于N1處理，與CK處理相比，N2處理2017年的有效穗數(shù)略低于CK處理，2018年達(dá)到CK處理水平，而兩年的成穗率分別比CK處理增加了15.63% 和11.93%，差異達(dá)顯著水平?？傮w來(lái)看，在CLPT雖然N2處理水稻莖蘗數(shù)顯著低于N1和CK處理，但2017年的分蘗數(shù)已經(jīng)超過(guò)CK處理最終的有效穗數(shù)，2018年的分蘗數(shù)也達(dá)到CK處理有效穗數(shù)的88.54%，說(shuō)明N2處理在CLPT已經(jīng)基本夠苗，通過(guò)穗肥的施用，促進(jìn)部分分蘗成穗，提高N2處理的成穗率。

表1 稻魚共作下不同氮肥處理水稻莖蘗數(shù)與成穗率

注：CLPT：有效分蘗臨界葉齡期；同列數(shù)字后不同小寫字母表示處理間差異達(dá)<0.05顯著水平，下同。

2.2 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻干物質(zhì)積累的影響

由表2可見(jiàn)，倒4葉期，施氮處理水稻的干物質(zhì)積累量顯著高于N0處理，N1處理的干物質(zhì)積累量顯著低于CK。齊穗期，N0處理水稻的干物質(zhì)積累量低于施氮肥處理。在相同氮肥施用量條件下，N2處理各器官的干物質(zhì)積累量高于N1處理，其中2018年的穗干物質(zhì)積累量和總干物質(zhì)積累量差異達(dá)顯著水平；與CK處理相比，N2處理葉片干物質(zhì)積累量顯著低于CK處理，穗干物質(zhì)積累量顯著高于CK處理，莖鞘和總干物質(zhì)積累量與CK處理差異不顯著。成熟期，相同氮肥施用量下，N2處理兩年穗干物質(zhì)積累量均大于N1處理，其余各器官的干物質(zhì)積累量及總干物質(zhì)積累量為N1處理大于N2處理，其中葉片和2017年莖鞘的干物質(zhì)積累量差異達(dá)顯著水平；兩年中N2處理穗的干物質(zhì)積累量均大于CK處理，葉片的干物質(zhì)積累量均小于CK處理，莖鞘的干物質(zhì)積累量則表現(xiàn)出2017年差異不顯著，2018年顯著大于CK處理；試驗(yàn)中2018年莖鞘和葉片干物質(zhì)積累量明顯高于2017年，這主要是由于2017年秧苗素質(zhì)較好，采用單苗移栽，而2018年秧苗素質(zhì)較差，移栽時(shí)每穴移栽了2 ～ 3苗，導(dǎo)致莖稈和葉片的干物質(zhì)積累量較大。

表2 稻魚共作下不同氮肥處理水稻干物質(zhì)積累量(t/hm2)

2.3 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表3可見(jiàn)，施氮肥后的各處理水稻產(chǎn)量顯著高于N0處理，與CK處理相比，N1處理兩年分別增產(chǎn)1.05% 和3.19%，其中2017年差異不顯著，2018年差異顯著。在相同氮肥用量條件下，N2處理比N1處理兩年分別增產(chǎn)5.29% 和5.22%，差異均達(dá)顯著水平。與CK處理相比，N2處理兩年分別增產(chǎn)6.40%和8.58%，差異達(dá)顯著水平。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，相同氮肥用量條件下，N2處理的有效穗數(shù)和總穎花量均高于N1處理，其中有效穗數(shù)差異達(dá)顯著水平。與CK處理相比，N2處理水稻的有效穗數(shù)有所降低，其中2017年差異達(dá)顯著水平，2018年差異不顯著，但提高了水稻的穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率。各處理兩年的千粒重差異不顯著。

表3 稻魚共作下不同氮肥處理水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素

2.4 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻氮素含量的影響

由表4可見(jiàn)，倒4葉期，施氮處理水稻莖鞘和葉片的含氮率顯著高于N0處理。齊穗期，相同施氮量下，N2處理的含氮率要高于N1處理，與CK處理差異不顯著；N1處理莖鞘的含氮率顯著低于CK處理，葉、穗的含氮率與CK處理差異不顯著。在成熟期，相同施氮量下，N2處理的莖鞘、葉含氮率高于N1處理，穗的含氮率與N1處理相當(dāng)。與CK處理相比，N1和N2處理水稻莖鞘、葉、穗的含氮率均低于CK處理，其中葉片的含氮率差異達(dá)顯著水平，莖鞘和穗的含氮率差異不顯著。

2.5 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻氮素利用效率的影響

由表5可見(jiàn)，在氮肥施用量相同的條件下，N2處理的氮素收獲指數(shù)、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素谷物生產(chǎn)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥表觀利用率均高于N1處理，其中氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率的差異達(dá)顯著水平。與CK處理相比，N1、N2處理的氮素收獲指數(shù)、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素谷物生產(chǎn)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率均高于CK處理，差異均達(dá)顯著水平，氮肥表觀利用率與CK處理差異不顯著。N2處理水稻的氮素收獲指數(shù)、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素谷物生產(chǎn)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別比CK處理提高了5.63%、12.99 kg/kg、12.91 kg/kg、28.45 kg/kg和7.79 kg/kg，增幅分別為9.33%、15.56%、29.14%、59.57%和120.77%。

表4 稻魚共作下不同氮肥處理水稻各生育時(shí)期含氮率(%，2017年數(shù)據(jù))

表5 稻魚共作下不同氮肥處理水稻氮肥利用效率(2017年數(shù)據(jù))

2.6 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻季土壤水解氮和水稻氮素積累的影響

由圖1可見(jiàn)，N1、N2和CK處理的土壤水解氮含量的變化規(guī)律相同，均表現(xiàn)為在倒4葉期和成熟期高、齊穗期低，N0處理則表現(xiàn)出相反規(guī)律。3個(gè)時(shí)期各施肥處理的土壤水解氮含量均表現(xiàn)為CK>N1> N2，N0處理在倒4葉期和成熟期土壤水解氮含量與N2處理相近，但在齊穗期明顯高于其他處理。齊穗期和成熟期植株氮素積累量明顯高于倒4葉期，倒4葉期和成熟期各處理植株氮素積累量為CK>N1> N2>N0，齊穗期為CK>N2>N1>N0。這是由于在倒4葉期N0和N1處理沒(méi)施分蘗氮肥，導(dǎo)致土壤水解氮含量和植株氮素積累量相對(duì)較低；齊穗期由于施氮處理水稻植株對(duì)氮素的吸收量大于N0處理，使得土壤水解氮表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，而N0處理表現(xiàn)出增加趨勢(shì)；成熟期由于水稻對(duì)氮素吸收能力的降低和施肥處理氮素的殘留，使得施肥處理土壤水解氮含量回升，而N0處理沒(méi)有氮肥的補(bǔ)充，土壤水解氮含量表現(xiàn)出下降。

圖1 稻魚共作下不同氮肥處理土壤和水稻植株氮素變化規(guī)律(2017年數(shù)據(jù))

3 討論

3.1 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

基蘗氮肥主要是促進(jìn)水稻移栽后快速返青和分蘗[15-17]，而水稻分蘗的發(fā)生與葉片的含氮率有密切關(guān)系，Ishyuka 和Tanaka[18]的研究認(rèn)為，葉片含氮率在 3.5% 時(shí)分蘗旺盛，2.5% 時(shí)停止，1.5% 時(shí)死亡。丁艷鋒[19]的研究結(jié)果表明，為促進(jìn)水稻分蘗，有效分蘗葉齡期內(nèi)葉片含氮率應(yīng)在3.3% ～ 3.6%，含氮率在 2.5% 時(shí)分蘗停止。本研究中，前期不施基蘗氮肥處理，在倒4葉期水稻葉片的含氮率在3.46% 以上(表4)，表明在不施基蘗氮肥條件下，水稻在土壤中吸收的氮能夠滿足其分蘗的發(fā)生。這主要是由于稻田本身肥力較高，同時(shí)在稻魚模式下由于餌料的投入、魚糞的腐解等作用改善了土壤的肥力狀況[20-22]，所以前期不施基蘗氮肥，可以降低高峰苗，增加有效穗數(shù)，提高成穗率和穗粒數(shù)，從而獲得高產(chǎn)(表1、表3)。而施穗肥后N2處理的有效穗數(shù)高于N1處理，但穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率有所降低，這是由于N2處理施肥后保住了水稻的動(dòng)搖分蘗，從而增加了小的有效穗所造成的。研究表明，水稻籽粒產(chǎn)量是由抽穗前貯藏的碳水化合物和抽穗后的干物質(zhì)積累量共同組成的，其中抽穗前的貯藏物只占籽粒產(chǎn)量的20% ～ 40%，絕大部分籽粒產(chǎn)量都是來(lái)自于抽穗后的干物質(zhì)積累[23]。本研究中，雖然N2處理前期干物質(zhì)積累量較低，但施穗肥后增加了水稻的干物質(zhì)積累量，在抽穗后干物質(zhì)積累量與CK處理差異不顯著(表2)，表明稻田養(yǎng)魚中不施基蘗氮肥只施穗肥能夠保障抽穗至成熟期的干物質(zhì)積累量，提高水稻的產(chǎn)量，這進(jìn)一步補(bǔ)充和驗(yàn)證了筆者提出的“在茬口肥力條件較好的條件下，水稻不施基蘗氮肥只施穗氮肥，能夠?qū)崿F(xiàn)水稻減氮不減產(chǎn)”的結(jié)論[24]。

3.2 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻氮肥利用效率的影響

研究表明，影響氮肥利用效率的主要因素有施氮量、施氮方法和土壤肥力等[25]。王道中等[26]研究指出，在常規(guī)栽培中減量施氮，中高肥力土壤氮素回收率提高9.99% ～ 16.52%。本研究中，N2處理的水稻氮素收獲指數(shù)、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素谷物生產(chǎn)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率顯著提高，這與前人常規(guī)栽培的研究結(jié)果相似，而氮肥的表觀利用率與CK處理相比略有降低，但差異不顯著，這主要是由于N2處理前期不施氮肥，降低了水稻干物質(zhì)積累量和含氮率所致。稻田養(yǎng)魚模式下，由于魚的活動(dòng)攪動(dòng)水體與土壤，增加了水體的溶解氧濃度，改善了土壤氧化還原狀況，使得稻田氮的礦化作用加強(qiáng)，有助于提高稻田的土壤肥力，促進(jìn)水稻養(yǎng)分吸收[27-29]。徐富賢等[30]研究結(jié)果表明，只養(yǎng)魚處理土壤全氮和水解氮含量分別較試驗(yàn)前略有下降，而既養(yǎng)魚又施氮處理土壤全氮和水解氮含量分別較試驗(yàn)前略有提高，但差異均不顯著。本研究結(jié)果顯示，稻田養(yǎng)魚不施氮肥處理土壤水解氮在齊穗期含量高于其他處理，這表明稻田養(yǎng)魚會(huì)增加土壤水解氮含量，提高稻田肥力，這與前人的研究結(jié)果[20-22]相似。但在倒4葉期和成熟期土壤水解氮含量明顯低于施分蘗肥處理，這是由于在倒4葉期不施分蘗氮肥土壤水解氮含量和植株氮素積累量相對(duì)較低；齊穗期由于施氮處理水稻植株長(zhǎng)勢(shì)好于N0處理，對(duì)氮素的吸收量大于N0處理，使得土壤水解氮含量小于N0處理；成熟期由于水稻對(duì)氮素吸收量的減少和施穗肥補(bǔ)充了氮素，使得施肥處理土壤水解氮含量比齊穗期有所升高，而N0處理由于沒(méi)有氮肥的補(bǔ)充，加上水稻植株的吸收，使得土壤水解氮含量下降。值得注意的是，成熟期N2處理和N0處理的土壤水解氮含量相近并明顯低于CK處理，說(shuō)明N2處理對(duì)水解氮的吸收利用率要高于CK處理，這在水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率上也得到驗(yàn)證。

此外，本研究結(jié)果顯示，由于高地力土壤中，土壤供氮能力較強(qiáng)，能滿足水稻前期的生長(zhǎng)，所以可以不施基蘗氮肥。但土壤肥力的高低是通過(guò)土壤的化學(xué)肥力、物理肥力和微生物肥力來(lái)綜合判定的，是一個(gè)相對(duì)的概念，不同研究者對(duì)其的劃定標(biāo)準(zhǔn)所不同[31-32]，本研究土壤的化學(xué)肥力中全氮和水解氮的含量分別為1.79 g/kg和160.02 mg/kg，符合全國(guó)第二次土壤普查推薦的肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中高地力土壤全氮含量1.5 g/kg以上和水解氮含量大于150 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)。但適用該施肥技術(shù)土壤的物理肥力和微生物肥力標(biāo)準(zhǔn)，以及長(zhǎng)期采用此施肥方法是否會(huì)影響茬口肥力等，還有待進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)論

在西南地區(qū)煙后稻田養(yǎng)魚模式下，茬口土壤全氮和水解氮含量分別在1.79 g/kg和160.02 mg/kg以上，水稻采用120 kg/hm2純氮按分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?0∶5∶5的施肥技術(shù)，有利于降低水稻的高峰苗，增加水稻抽穗后的干物質(zhì)積累量、有效穗數(shù)、成穗率和穗粒數(shù)。與常規(guī)施氮相比，在減氮33.3% 的情況下，氮肥后移處理水稻產(chǎn)量?jī)赡攴謩e提高了6.39% 和8.57%，且土壤水解氮?dú)埩裘黠@降低，水稻氮素收獲指數(shù)、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素谷物生產(chǎn)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率顯著提高，實(shí)現(xiàn)了稻魚共作模式下水稻減氮增產(chǎn)的效果。

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Effects of Postponing and Decreasing Nitrogen Fertilizer on Rice Growth and Nitrogen Use Efficiency Under Rice-fish Coculture

LONG Ruiping1, YANG Zhaochun2, MU Jiawei2, LU Kangxing2, LI Weigang3, LI Guiyong1, XIA Qiongmei1, ZHU Haiping1, YANG Jiu1, ZHANG Junli1, WANG Yao1, YANG Congdang1*

(1 Food Crops Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, China; 2 Agricultural Technology Extension Center of Tengchong County, Tengchong, Yunnan 679100, China; 3 Comprehensive Agricultural Service Center of Puchuan Township, Tengchong, Yunnan 679100, China)

In order to explore nitrogen (N) high-efficiency application technology of rice under rice-fish coculture and achieve the goal of N reduction and efficiency increase, a field plot experiment was conducted under rice-fish coculture with Longliangyou 1206 as planting material, in which four different N application treatments of rice were designed, 1) N0: no N application; 2) CK: local conventional N application, 180 kg/hm2, 50% topdressing at 15d after transplanting, 25% and 25% topdressing at 4thand 2ndleaves emerged from the top, respectively; 3) N1: reducing N application, 120 kg/hm2, 50% topdressing at 15d after transplanting, 25% and 25% topdressing at 4thand 2ndleaves emerged from the top, respectively; 4) N2: reducing and postponing N application, 120 kg/hm2, 50% and 50% topdressing at 4thand 2ndleaves emerged from the top, respectively. Rice growth characteristics, N use efficiency, yield and yield components were measured. Results show that N2 treatment significantly reduces the number of tillers at the critical leaf age for productive tillers and the dry matter accumulation of rice at the inverse 4thleaf stage, but the number of tillers at the critical leaf age for productive tillers reaches more than 88.54% of the effective panicles of the CK treatment, which is enough for tillers. The application of panicle N fertilizer increases the dry matter accumulation, effective panicles and number of grains per panicle under N2 treatment, and significantly reduces the peak seedling of rice and improves the spike rate. The rice yields in the two years are increased by 6.39% and 8.57% respectively, compared with the CK treatment. At the same time, the N2 treatment reduces the residue of hydrolysable N in soil at rice maturity stage, and N harvest index, N use efficiency for biomass production, N use efficiency for grain production, partial factor productivity of applied N and N agronomy efficiency are 5.63%, 12.99 kg/kg, 12.91 kg/kg, 28.45 kg/kg and 7.79 kg/kg higher than the CK treatment (<0.05), increased by 9.33%, 15.56%, 29.14%, 59.57% and 120.77%, respectively. In conclusion, the postponing and decreasing N fertilizer in rice could significantly reduce the peak seedling of rice and improve the spike rate, the dry matter accumulation, effective panicles, number of grains per panicle, N agronomy efficiency and yield. Under the rice-fish coculture mode after tobacco in southwest China, the total N and hydrolyzed N in soil are more than 1.79 g/kg and 160.02 mg/kg respectively, and the total N are 120 kg/hm2, and the application ratio is 50% topdressing at 4thand 2ndleaves emerged from the top respectively, which could achieve the goal of reducing N fertilization by 33.3% but increasing rice yield by more than 6.39%.

Rice-fish coculture; Postponing and decreasing of nitrogen; Yield of rice; Nitrogen use efficiency

S511

A

10.13758/j.cnki.tr.2022.04.007

龍瑞平, 楊兆春, 穆家偉, 等. 稻魚共作下氮肥減量后移對(duì)水稻生長(zhǎng)和氮肥利用效率的影響. 土壤, 2022, 54(4): 708–714.

云南省芒市優(yōu)質(zhì)米產(chǎn)業(yè)科技特派團(tuán)項(xiàng)目(202104BI090025)、云南省重大科技專項(xiàng)(202102AE090004)和云南省財(cái)政部門預(yù)算項(xiàng)目重大專項(xiàng)(530000210000000013809)資助。

(yangcd2005@163.com)

龍瑞平(1986—)，男，云南瀘水人，碩士，助理研究員，主要從事作物栽培與生理研究。E-mail: lrp725@126.com