摘要：為了明確不同緩控釋摻混氮肥對(duì)水稻產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響，以蘇香粳1176為供試材料，設(shè)置11個(gè)處理：不施氮肥（N0）為空白對(duì)照、當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥為施肥對(duì)照（N1），以及釋放期為60、90 d的2種緩控釋氮肥與常規(guī)氮肥按不同比例摻混（N2～N10），研究其對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和氮素吸收利用的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥相比，緩控釋氮肥處理使水稻產(chǎn)量均有所下降。其中，N4處理水稻每穗粒數(shù)降低，但其較高的結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量保證相對(duì)較高的生物產(chǎn)量水平，從而保證N4處理具有較高的水稻產(chǎn)量。施用緩控釋氮肥均提高水稻的吸氮量，隨著緩控釋氮肥比例的增加，水稻吸氮量呈逐漸增加的趨勢(shì)。但緩控釋氮肥均降低了水稻干物質(zhì)和籽粒的氮素生產(chǎn)效率。緩控釋氮肥均能提高水稻氮肥吸收利用率，降低水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力。水稻成熟期時(shí)，緩控釋氮肥處理土壤速效氮含量低于常規(guī)施肥處理。綜上，緩控釋氮肥雖然提高了水稻的吸氮量和氮肥吸收利用率，但其氮素吸收利用效率總體不高，水稻產(chǎn)量略有下降。

關(guān)鍵詞：緩控釋摻混氮肥；水稻；產(chǎn)量；吸氮量；氮素吸收利用率；經(jīng)濟(jì)系數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：S511.06" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）04-0080-05

收稿日期：2023-04-13

基金項(xiàng)目：江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)）項(xiàng)目（編號(hào)：BE2020319）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金［編號(hào)：CX（22）1002］；蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院資助項(xiàng)目（編號(hào)：SNGZ-YBXM-202119）。

作者簡(jiǎn)介：黃小洋（1974—），男，江西九江人，碩士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、環(huán)境微生物研究。E-mail：nyhb0508@163.com。

通信作者：劉紅江，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)和稻麥栽培生理生態(tài)研究。E-mail：liuhongjiang2004@sohu.com。

氮肥是水稻分蘗發(fā)生［1］、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)［2］、幼穗分化［3］和產(chǎn)量形成［4］的最主要營(yíng)養(yǎng)元素之一。長(zhǎng)期以來(lái)，通過(guò)增施氮肥來(lái)提高水稻產(chǎn)量，對(duì)保障國(guó)家糧食安全發(fā)揮了重要作用［5］。已有研究表明，我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)高產(chǎn)粳稻的總氮施用量已達(dá) 350 kg/hm2［6-7］，過(guò)高的氮肥施用量不僅會(huì)降低其利用效率［8］，加劇農(nóng)業(yè)面源污染［9］，同時(shí)還會(huì)增加水稻的種植成本［10］。大量研究表明，通過(guò)緩控釋氮肥替代普通氮肥基施能夠減少氮肥施用量和施用次數(shù)［11］，提高氮肥利用效率［12-13］，并保證水稻產(chǎn)量［14-15］，降低稻作生產(chǎn)成本［16］。太湖地區(qū)是我國(guó)優(yōu)質(zhì)水稻主產(chǎn)區(qū)之一，目前不同緩控釋氮肥與常規(guī)氮肥摻混（簡(jiǎn)稱(chēng)“緩控釋摻混氮肥”）施用對(duì)該地區(qū)水稻產(chǎn)量構(gòu)成和氮素吸收利用影響的對(duì)比研究較少。因此，本試驗(yàn)設(shè)置不施氮肥、常規(guī)施肥，以及釋放期為60、90 d的2種緩控釋氮肥與常規(guī)氮肥按不同比例摻混施用等11個(gè)處理，研究其對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成和氮素吸收利用的影響，為我國(guó)水稻生產(chǎn)合理施用氮肥、提高稻季氮素利用效率、減輕農(nóng)業(yè)面源污染、保障國(guó)家糧食安全提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2021年在江蘇省蘇州市相城區(qū)望亭鎮(zhèn)項(xiàng)路稻麥農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)田（120°25′E，31°27′N(xiāo)）進(jìn)行。試驗(yàn)地為北亞熱帶溫和季風(fēng)氣候，平均每年的日照時(shí)數(shù)2 000 h、無(wú)霜期230 d、降水量1 100 mm左右，日均溫約15.8 ℃，采用水稻—小麥種植制度。試驗(yàn)田土壤為水稻土，其理化性狀為：全氮含量 1.75 g/kg，總磷含量 0.458 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為 49.61、16.83、159.23 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量25.72 g/kg，容重1.21 g/cm3，pH值6.5。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以不施氮肥（N0）作為空白對(duì)照，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥作為施肥對(duì)照（N1），氮肥（N）、磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）折純施用量分別為270、67.5、135 kg/hm2，純氮按基肥、分蘗肥、穗肥依次施用108、81、81 kg/hm2，磷肥、鉀肥作基肥，基肥均一次性施用。稻季緩控釋摻混氮肥施用量設(shè)置為270 kg/hm2。氮肥處理采用2因素裂區(qū)試驗(yàn)，設(shè)置緩控釋氮肥釋放期為60 d（硫包衣尿素，含氮37%）、90 d（樹(shù)脂包膜尿素，含氮44%）、60 d+90 d（60 d和90 d各占一半）等3個(gè)肥料處理；緩控釋氮肥比例占40%、50%、60%等3個(gè)處理，9個(gè)緩控釋摻混氮肥處理組合，合計(jì)11個(gè)處理（表1），小區(qū)面積6 m×8 m，重復(fù)3次。緩控釋肥料由漢楓緩釋肥料（江蘇）有限公司研發(fā)。試驗(yàn)用常規(guī)肥料：含氮（N）量46%的尿素、含磷（P2O5）量12%的過(guò)磷酸鈣、含鉀（K2O）量60%的氯化鉀。

1.3 田間管理

供試水稻品種為本區(qū)域普遍種植的優(yōu)良食味水稻蘇香粳1176。2021年6月18日插秧，移栽行株距30 cm×12 cm，規(guī)格3～4株/穴，11月5日收獲。田間水分管理措施按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培進(jìn)行，適時(shí)進(jìn)行病蟲(chóng)草害防治。水分管理：6月18日至 7月15日采用淺水（約5 cm）灌溉，7月16日至 8月6日2次脫水中度擱田，8月7日至10月26日實(shí)行間隙灌溉。其他種植管理方式，按照水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培措施進(jìn)行。

1.4 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.4.1 水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

于水稻成熟期選擇田間長(zhǎng)勢(shì)均衡的水稻100穴，調(diào)查并折算每穴平均穗數(shù)，據(jù)此取5穴具有代表性的稻株，脫粒，水漂法區(qū)分飽粒和秕粒，純計(jì)飽粒數(shù)和秕粒數(shù)，折算每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率；稱(chēng)取飽粒質(zhì)量，計(jì)算千粒質(zhì)量及水稻理論產(chǎn)量。

1.4.2 水稻生物產(chǎn)量、植株氮素養(yǎng)分含量

于水稻成熟期取樣5穴考種的同時(shí)，將余下莖鞘和葉片一并于烘箱內(nèi)烘干，稱(chēng)質(zhì)量，折算其生物產(chǎn)量；然后將水稻穗部、莖鞘和葉片分別粉碎，再用半微量蒸餾滴定法測(cè)定全氮含量［17］。

1.4.3 土壤速效氮含量

氨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量：用2 mol/L KCl浸提，振蕩，過(guò)濾，使用Skalar流動(dòng)分析儀檢測(cè)。

1.4.4 氮素吸收利用計(jì)算方法

水稻植株的氮素干物質(zhì)和籽粒生產(chǎn)效率、水稻氮肥的農(nóng)學(xué)利用率、吸收利用率和生理利用率及氮肥偏生產(chǎn)力參考吳越等的計(jì)算方法［18］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

以Excel制表和作圖，用SPSS 13.0進(jìn)行多重比較統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 緩控釋摻混氮肥對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

如表2所示，不施氮肥N0處理有效穗數(shù)顯著最低，其他處理之間差異均不顯著；隨著緩控釋氮肥替代比例的增加，水稻的有效穗數(shù)呈下降趨勢(shì)。不施氮肥N0處理的每穗粒數(shù)顯著最低，常規(guī)施肥N1處理每穗粒數(shù)最多；隨著緩控釋氮肥比例的增加，水稻的每穗粒數(shù)呈增加的趨勢(shì)。不施氮肥、常規(guī)施肥和緩控釋氮肥釋放期為60 d等處理的結(jié)實(shí)率相對(duì)較高，處理間的差異未達(dá)到顯著水平?？傮w以不施氮肥、緩控釋氮肥釋放期為90 d等處理的千粒質(zhì)量相對(duì)較大，處理間的差異未達(dá)到顯著水平。

水稻產(chǎn)量以不施氮肥N0處理最低，常規(guī)施肥N1處理最高；N4處理的水稻產(chǎn)量與常規(guī)施肥處理較為接近；釋放期為90 d的緩控釋氮肥水稻產(chǎn)量較N1處理顯著降低。說(shuō)明本地區(qū)水稻實(shí)際生產(chǎn)中，在施氮量保持不變的條件下為了節(jié)省施肥用工成本，建議應(yīng)當(dāng)選用釋放期為60 d的緩控釋氮肥，并適當(dāng)增加緩控釋摻混氮肥的比例，一次性基施以利于形成較為協(xié)調(diào)的水稻穗粒結(jié)構(gòu)，從而保證水稻不減產(chǎn)。

2.2 緩控釋摻混氮肥對(duì)水稻生物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響

如圖1所示，不施氮肥N0處理水稻生物產(chǎn)量最低；常規(guī)施肥N1處理最高，達(dá)2 282.4 g/m2；N4處理的生物產(chǎn)量接近N1處理。除N0處理外，其他處理間差異多不明顯。水稻經(jīng)濟(jì)系數(shù)以N4處理最低，以不施氮肥N0處理最高，但各處理間差異均不明顯?？梢?jiàn)，N4處理水稻產(chǎn)量較高，主要是因?yàn)槠漭^大幅度提高了水稻的生物產(chǎn)量，但其經(jīng)濟(jì)系數(shù)并不高。

2.3 緩控釋摻混氮肥對(duì)水稻氮素吸收利用效率的影響

如表3所示，水稻吸氮量以不施氮肥N0處理最低；以N7處理最高，達(dá)到19.07 g/m2。與常規(guī)施肥N1處理相比，施用緩控釋摻混肥均能提高水稻的吸氮量；隨著緩控釋氮肥比例的增加，水稻吸氮量呈逐漸增加的趨勢(shì)，不同處理間的差異多未達(dá)到顯著水平。

水稻氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率以N7處理最低，以不施氮肥N0處理最高。與常規(guī)施肥N1處理相比，施用緩控釋摻混氮肥的處理均降低了水稻氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率，不同處理間多未達(dá)到顯著差異水平。水稻氮素籽粒生產(chǎn)效率以N7處理最低，以不施氮肥N0處理最高。與常規(guī)施肥N1處理相比，施用緩控釋摻混氮肥均降低了水稻氮素籽粒生產(chǎn)效率。隨著緩控釋氮肥比例的增加，水稻氮素籽粒生產(chǎn)效率呈逐漸下降趨勢(shì)，不同處理間多未達(dá)顯著差異水平。

2.4 緩控釋摻混氮肥對(duì)水稻氮素吸收利用率的影響

如表4所示，水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率以N6處理最低，常規(guī)施肥N1處理最高。與常規(guī)施肥N1處理相比，施用緩控釋摻混肥均降低了水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率。隨著緩控釋氮肥比例的增加，水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率呈逐漸增加的趨勢(shì)。不同處理間的差異多不顯著。 水稻氮肥吸收利用率以常規(guī)施肥N1處理最低，以N7處理最高，達(dá)37.0%。與常規(guī)施肥N1處理相比，施用緩控釋摻混氮肥均提高了水稻氮肥吸收利用率。隨著緩控釋氮肥比例的增加，水稻氮肥吸收利用率呈逐漸增加的趨勢(shì)，不同處理間的差異多未達(dá)顯著水平。水稻氮肥生理利用率以N7處理最低，以常規(guī)施肥N1處理最高。與常規(guī)施肥N1處理相比，施用緩控釋摻混氮肥均降低了水稻氮肥生理利用率。水稻氮肥生理利用率隨緩控釋氮肥比例的提高呈降低趨勢(shì)，不同處理間差異多未達(dá)顯著水平。水稻氮肥偏生產(chǎn)力以N6處理最低，以常規(guī)施肥N1處理最高，較常規(guī)施肥N1處理，施用緩控釋摻混肥均降低了水稻氮肥偏生產(chǎn)力。隨著緩控釋氮肥比例的增加，水稻氮肥吸收利用率呈逐漸提高的趨勢(shì)。不同處理間的差異多未達(dá)顯著水平。綜上，N7處理的水稻氮肥吸收利用率最高，但水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率及氮肥偏生產(chǎn)力則均以常規(guī)施肥N1處理最高，主要是因?yàn)镹1處理的水稻產(chǎn)量最高。

2.5 緩控釋摻混氮肥對(duì)稻田土壤速效氮含量的影響

如圖2所示，不施氮肥N0處理稻田土壤速效氮含量最低。常規(guī)施肥N1處理最高，達(dá)64.16 mg/kg；其次是N7處理。說(shuō)明稻季采用緩控釋摻混氮肥一次性基施時(shí)，應(yīng)選用緩控釋期較長(zhǎng)且緩控釋氮肥比例較高的處理，有利于提高水稻成熟期稻田土壤的速效氮含量。

3 討論

緩釋肥料因其養(yǎng)分釋放速度在很大程度上受到控制而能夠持續(xù)為作物生長(zhǎng)供給養(yǎng)分。通過(guò)施用緩釋肥料減少施肥次數(shù)而降低種植成本［19］，還能在一定程度上避免養(yǎng)分快速釋放造成的損失，提高肥料的利用效率，以減輕農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的不利影響［20］。將普通尿素與緩釋肥料按一定比例配施，既能夠滿(mǎn)足水稻生長(zhǎng)前期分蘗快速發(fā)生的大量氮素養(yǎng)分需求，又能夠滿(mǎn)足水稻生育后期灌漿結(jié)實(shí)的持續(xù)養(yǎng)分需要，往往更有利于獲得水稻高產(chǎn)［21］。龍瑞平等對(duì)高原秈稻的研究結(jié)果表明，緩釋氮肥與常規(guī)氮肥按5 ∶5的比例配施下，水稻產(chǎn)量最高［21］。付月君等通過(guò)對(duì)單季粳稻的研究表明，緩釋尿素與普通尿素配比為4 ∶6時(shí)能提高水稻產(chǎn)量［22］。本研究結(jié)果表明，選用釋放期為60 d結(jié)合緩控釋氮肥占總施氮量的比例為60%時(shí)，水稻穗粒結(jié)構(gòu)較為均衡，水稻產(chǎn)量較高。這與前人的研究結(jié)果［22-23］不同，主要原因可能是前人研究中的水稻品種類(lèi)型及其生育期不同［22-23］。此外，前人的研究結(jié)果還表明，緩控釋肥料與化肥配施能夠提高水稻產(chǎn)量［22-23］，本研究緩控釋肥料與化肥配施處理水稻產(chǎn)量則均低于常規(guī)施肥，這可能是因?yàn)榍叭说募兓侍幚韺⑵胀蛩匾淮涡曰┯绊懥怂井a(chǎn)量［24］，而本研究中常規(guī)施肥處理中的氮肥按照基肥 ∶分蘗肥 ∶穗肥= 4 ∶3 ∶3 的比例進(jìn)行分次合理運(yùn)籌，這雖然增加了施肥次數(shù)，但提高了水稻產(chǎn)量。

本試驗(yàn)探討了緩控釋摻混氮肥對(duì)水稻氮素吸收利用效率的影響，結(jié)果表明，緩控釋摻混氮肥處理水稻吸氮量、氮肥吸收利用率均高于常規(guī)施肥N1處理，較高比例（60%）的緩控釋氮肥處理有利于提高水稻氮素累積量和氮素吸收利用率；但水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率及氮肥偏生產(chǎn)力都以常規(guī)施肥N1處理最高。曹兵等的研究結(jié)果表明，與常規(guī)施氮相比，在總施氮量降低20%的條件下施用緩控釋氮肥，能夠顯著提高水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率及氮肥偏生產(chǎn)力，而對(duì)氮肥生理利用率影響則較小，其氮肥吸收利用率與常規(guī)施氮相比較提高幅度較大，其可能原因是緩控釋氮肥處理較大幅度降低了總施氮量［24］。黃巧義等對(duì)我國(guó)南方早稻的研究表明，常規(guī)尿素配置25%、50%控釋氮肥一次性基施與常規(guī)分次施肥處理相比較，能夠保證水稻維持較高水平的氮素累積量；緩釋氮肥處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥生理利用率大于常規(guī)多次施肥處理，氮肥吸收利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力與常規(guī)多次施肥處理差異不大［25］。這與本研究的結(jié)果不同，主要因?yàn)?個(gè)試驗(yàn)的供試水稻品種不同，使其對(duì)氮素養(yǎng)分的需求規(guī)律存在較大差異。同時(shí)，本研究還表明，與常規(guī)施肥N1處理相比，雖然緩控釋摻混氮肥處理提高了水稻吸氮量，但緩控釋摻混氮肥處理均降低了水稻氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮素籽粒生產(chǎn)效率。因此，綜合調(diào)節(jié)栽培措施，同時(shí)提高水稻氮素的吸收和利用效率，值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究中不同緩控釋摻混氮肥在水稻季一次性基施，與常規(guī)施肥相比雖然減少了施肥次數(shù)，節(jié)省了施肥用工成本，但水稻產(chǎn)量大多略有下降。其中，N4處理的水稻穗粒結(jié)構(gòu)較為均衡，減產(chǎn)幅度最小。與常規(guī)施肥處理相比，施用緩控釋摻混肥均提高了水稻的吸氮量，降低了水稻干物質(zhì)和籽粒的氮素生產(chǎn)效率；提高了水稻氮肥吸收利用率，降低了水稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率及氮肥偏生產(chǎn)力。緩控釋摻混肥處理水稻成熟期時(shí)，土壤速效氮含量低于常規(guī)施肥處理，這可能與緩控釋摻混氮肥均采用一次性基施有關(guān)。因此，在水稻生產(chǎn)實(shí)踐中，施用混控釋摻混肥時(shí)需要通過(guò)配套栽培措施的調(diào)節(jié)，在提高水稻氮素吸收的同時(shí)提高水稻氮素吸收利用效率，以進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量。此外，關(guān)于緩控釋摻混氮肥施用對(duì)稻米品質(zhì)和稻作生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的影響值得進(jìn)一步深入研究。

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