劉曉成 張強(qiáng) 沈杰 楊國棟 王聰

（1光明農(nóng)業(yè)發(fā)展（集團(tuán)）有限公司，上海 202171；2上海光明長江現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司，上海 202178）

稻油輪作是我國長江中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的主要輪作模式，是保證我國糧油生產(chǎn)安全的重要舉措。稻油生產(chǎn)上常規(guī)施肥一般采用一次基肥加多次追肥的施肥方式，隨著勞動(dòng)力日益緊張，常規(guī)施肥方式的用工矛盾十分突出。緩控釋氮肥因養(yǎng)分釋放緩慢的特性，能在作物生長階段長期穩(wěn)定地為作物供應(yīng)養(yǎng)分，因此緩釋肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用面積逐年增加。目前，有關(guān)緩釋肥在水稻、小麥、玉米、油菜等單季作物上增產(chǎn)增效、提高肥料利用率方面的報(bào)道已有很多[1-5]，而關(guān)于緩釋氮肥與速效氮肥配施對周年輪作作物產(chǎn)量和肥料利用率影響的報(bào)道較少。鑒于此，筆者進(jìn)行了稻油輪作兩周年（4季作物）的田間試驗(yàn)，對緩釋氮肥與速效氮肥配合施用對稻油輪作體系中作物產(chǎn)量、氮肥利用率等的影響進(jìn)行研究，以期為稻油輪作體系中簡化施肥、降低施肥勞動(dòng)強(qiáng)度、提高肥料利用率提供技術(shù)支撐。現(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019—2020年在位于上海市崇明區(qū)的上海光明長江現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司長江103隊(duì)進(jìn)行。供試田塊的土壤類型為沙壤土，土壤肥力均勻，土壤耕層有機(jī)質(zhì)含量為17.35 g/kg，全氮含量為1.26 g/kg，速效氮含量為73.5 mg/kg，有機(jī)磷含量為32.0 mg/kg，有效鉀含量為106.5 mg/kg，pH為7.5。

1.2 試驗(yàn)材料

供試水稻品種為“南粳9108”，采用機(jī)直播種植方式，2019年和2020年的播種時(shí)間分別為5月26日和5月27日，基本苗數(shù)均為165萬苗/hm2。供試油菜品種為“秦油10號”，采用機(jī)直播種植方式，2019年和2020年的播種時(shí)間分別為10月17日和10月19日，基本苗數(shù)均為37.5萬苗/hm2。供試肥料為恩倍力緩釋肥(N∶P∶K=26∶11∶11)，速效氮肥為普通尿素，磷肥為普鈣，鉀肥為硫酸鉀。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，分別為：（1）不施氮對照（CK）；（2）全部施用速效氮肥，基肥∶分蘗肥（苗肥）∶穗肥（苔肥）=6∶2∶2；（3）基肥一次性施用緩釋氮肥；（4）80%緩釋氮肥+20%速效氮肥，基肥（全部為緩釋肥）∶穗肥（苔肥）=8∶2；（5）60%緩釋氮肥+40%速效氮肥，基肥（全部為緩釋肥）∶分蘗肥（苗肥）∶穗肥（苔肥）=6∶2∶2。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理重復(fù)3次，小區(qū)面積為40 m2（5 m×8 m），小區(qū)和區(qū)組之間均筑田埂隔離，四周設(shè)保護(hù)行。稻油兩季的磷、鉀肥均作基肥一次性施用，水稻季純N施用量 210 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2，油菜季純N施用量180 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2。各處理其他田間管理措施均保持一致。

1.4 樣品采集與測定

施肥前采集基礎(chǔ)土樣，以整個(gè)試驗(yàn)田為采樣單元，采用“S”形取樣法在試驗(yàn)田塊內(nèi)采集0～20 cm土層土樣，均勻風(fēng)干過篩后備用。采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用濃H2SO4消化-半微量開氏法測定全氮含量，采用堿解擴(kuò)散法測定堿解氮含量，采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定有效磷含量，用1 mol/L NH4Ac浸提-火焰光度法測定速效鉀含量，用電位法（水土比2.5∶1）測定土壤pH。

在水稻和油菜收獲前1 d，每個(gè)小區(qū)選擇10株水稻和油菜植株，風(fēng)干后將水稻和油菜按照籽粒和莖稈分開后稱重、烘干和粉碎。采用H2SO4-H2O2消化，凱氏定氮法測定植株各部分氮含量，計(jì)算水稻和油菜的氮素吸收量。收獲時(shí)，各個(gè)小區(qū)單打單收測水稻和油菜的實(shí)際產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用EXCEL軟件進(jìn)行計(jì)算處理，采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果采用LSD法進(jìn)行差異顯著性分析。

計(jì)算公式：氮肥利用率=[（施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮區(qū)地上部吸氮量）÷施氮量]×100%，氮肥農(nóng)學(xué)效率=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-不施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量）÷施氮量，氮肥貢獻(xiàn)率=[（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-不施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量）÷施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量]×100%，氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量÷施氮量，土壤氮素表觀平衡=氮肥投入量-作物收獲帶走氮量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對作物產(chǎn)量的影響

由表1可知，與CK相比較，施用氮肥能顯著提高油菜和水稻的產(chǎn)量。其中，2019年各施氮處理的油菜產(chǎn)量較CK增加121.6%～175.4%，水稻產(chǎn)量較CK增加60.8%～87.9%；2020年各施氮處理的油菜產(chǎn)量較CK增加186.8%～254.6%，水稻產(chǎn)量較CK增加70.9%～99.1%。以上結(jié)果表明，在本試驗(yàn)條件下，氮肥對油菜的增產(chǎn)效果高于水稻，在2020年對作物的增產(chǎn)效果好于2019年，且均表現(xiàn)為處理（5）的增產(chǎn)效果最好。

表1 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對作物產(chǎn)量的影響 （單位：kg/hm2）

與常規(guī)施肥處理（2）相比，處理（5）于2019年的油菜、水稻產(chǎn)量分別增加8.9%、4.0%，2020年的油菜、水稻產(chǎn)量分別增加6.2%、5.1%；處理（3）于2019年的油菜、水稻產(chǎn)量分別降低12.4%、11.0%，2020年的油菜、水稻產(chǎn)量分別降低14.1%、9.8%；處理（4）于2019年的油菜、水稻產(chǎn)量分別降低1.7%、1.6%，2020年的油菜、水稻產(chǎn)量分別降低1.0%、1.1%。以上結(jié)果表明，在合適的肥料運(yùn)籌方式下，施用緩釋肥對作物有增產(chǎn)效果，其中以緩釋氮肥占比為60%最能發(fā)揮作物的產(chǎn)量潛能。

2.2 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對作物產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.2.1 對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，施用氮肥能顯著提高水稻的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)。在施氮量相同的情況下，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)均表現(xiàn)為處理（5）>處理（2）>處理（4）>處理（3），而處理間千粒重和結(jié)實(shí)率無顯著性差異。以上結(jié)果說明，緩釋氮肥占比為60%時(shí)，能更好地優(yōu)化水稻群體結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素，提高水稻有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)。

表2 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.2.2 對油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表3可知，施用氮肥能顯著提高油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的各項(xiàng)指標(biāo)。在施氮量相同的情況下，收獲株數(shù)、單株角果數(shù)大體表現(xiàn)為處理（5）>處理（2）>處理（4）>處理（3），處理（5）和處理（2）的每角粒數(shù)均較高，且兩個(gè)處理間差異不顯著，但均高于處理（4）和處理（3）。以上結(jié)果說明，緩釋氮肥占比為60%時(shí)，能夠優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素，提高油菜的收獲株數(shù)和單株角果數(shù)。

表3 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.3 不同處理對稻油輪作兩周年作物吸氮量和氮肥利用率的影響

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重要指標(biāo)。由表4可知，與不施氮肥（CK）相比，施氮處理均顯著提高了作物的總吸氮量。在施氮量相同的情況下，總吸氮量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力均表現(xiàn)為處理（5）>處理（2）>處理（4）>處理（3）。以上結(jié)果說明，緩釋氮肥占比為60%時(shí)，能夠提高作物對氮素的吸收利用效率。

表4 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對稻油輪作兩周年作物吸氮量和氮肥利用率的影響

2.4 不同處理對稻油輪作兩周年土壤養(yǎng)分表觀平衡的影響

通過對不同處理稻油輪作兩周年的氮素累積投入量和作物氮攜出量的差值來計(jì)算土壤養(yǎng)分表觀平衡。由表5可知，除不施氮肥處理氮虧缺外，其余處理均表現(xiàn)為氮盈余。其中處理（3）的氮盈余量最高，處理（5）的氮盈余量最低，說明緩釋氮肥占比為60%時(shí)，有利于作物對氮的吸收，減少氮養(yǎng)分盈余，從而減少對土壤環(huán)境的不良影響。

表5 水稻和油菜輪作兩周年土壤氮養(yǎng)分表觀平衡情況

3 結(jié)論與討論

3.1 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對稻油輪作兩周年作物產(chǎn)量的影響

肥料的施用量與作物產(chǎn)量的提高密切相關(guān)，合理施肥可以提高肥料利用。前人研究表明，施用氮肥能顯著增加水稻、油菜產(chǎn)量和氮素吸收利用量，同時(shí)施用控釋肥料能顯著增加作物產(chǎn)量及提高氮肥利用率[6-7]。在本試驗(yàn)條件下，與常規(guī)施肥相比[處理（2）]，處理（5）的2019年油菜、水稻產(chǎn)量分別增加8.9%、4.0%；2020年油菜、水稻產(chǎn)量分別增加6.2%、5.1%；說明緩釋氮肥占比為60%時(shí)，能通過提高水稻有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，增加油菜的收獲株數(shù)和單株角果數(shù)，優(yōu)化水稻和油菜的群體結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而更好地發(fā)揮作物的產(chǎn)量潛能。

3.2 不同緩釋氮肥運(yùn)籌方式對稻油輪作周年作物氮肥吸收利用的影響

李敏等[8]研究認(rèn)為，成熟期氮素積累量、穗部氮素增加量、氮肥偏生產(chǎn)力及氮肥農(nóng)學(xué)利用率均在緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施比例為7∶3 時(shí)表現(xiàn)最優(yōu)。在本試驗(yàn)條件下，在施氮量相同的情況下，緩釋氮肥替代60%速效氮肥時(shí)，作物的總吸氮量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)最好，氮表觀平衡最低，說明緩釋氮肥占比為60%時(shí)更有利于作物吸收氮，減少氮養(yǎng)分盈余，提高作物對氮素的吸收利用效率，從而減少對土壤環(huán)境的不良影響。