缓释肥与尿素组合基施对水稻生长及产量的影响_王金柱.pdf

大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 1 期收稿日期：2022-06-27；修回日期：2023-02-01作者简介：王金柱（1987），男，助理农艺师，主要从事稻麦栽培研究。Email:。*通信作者：周星（1992），女，硕士，主要从事土壤施肥技术、作物高产栽培技术研究。Email:。大麦与谷类科学2023,40(1)：48-52Barleyand Cereal Scienceshttp:/微信公众号：damkx1984缓释肥与尿素组合基施对水稻生长及产量的影响王金柱1，尤圣阳1，刘晓卡1，王升2，周星2*（1.江苏省大华种业集团有限公司新洋分公司，江苏 盐城 224314；2.江苏省农垦农业发展股份有限公司现代农业研究院，江苏 南京 210019）摘要：为达到环保及降低施肥次数的目的，本试验设计了 3 个基施缓释肥与尿素处理（3 个氮素水平：N1，纯氮 300.0 kg/hm2；N3，纯氮 345.0 kg/hm2；N4，纯氮 390.0 kg/hm2），以常规施肥（N2，纯氮 337.5 kg/hm2）作为对照，探究不同氮素水平的缓释肥与尿素基施对水稻生长与产量的影响。结果显示，在水稻分蘖后期，N2（常规施肥）处理下水稻的分蘖能力达到最大，其次是 N3处理，水稻高峰苗也是在常规施肥下达到最高，高峰苗的总体变化趋势为 N2N1N3N4。水稻的株高随施氮水平的增加呈逐渐增加的趋势，且 N2N3处理可使水稻株高控制在合适的范围。从产量结构看，有效穗数和结实率均在 N2处理下达到最高，而千粒质量和实粒数均在 N3处理下达到最高。水稻产量高低排名为 N3N2N1N4，主要在于千粒质量和实粒数的提高导致增产。考虑到经济效益，虽在 N3（纯氮 345.0 kg/hm2）处理下由于缓释肥成本高导致水稻净效益低于常规对照，但从增产、施肥次数减少以及环保等角度出发，推荐水稻缓释肥与尿素基施纯氮用量按照 N3（纯氮 345.0 kg/hm2）处理来进行。关键词：缓释肥；氮素；水稻；产量结构；净效益中图分类号：S511文献标志码：A文章编号：1673-6486-20220066王金柱,尤圣阳,刘晓卡,等.缓释肥与尿素组合基施对水稻生长及产量的影响J/OL.大麦与谷类科学,2023,40(1):48-52.https:/doi.org/10.14069/ki.32-1769/s.2023.01.008.氮是水稻正常生长必不可少的营养元素1。我国从 20 世纪 70 年代初开始大量施用氮肥，作物产量不断提高，而当氮肥用量进一步增加时，水稻产量会表现出增加缓慢甚至不再增加的趋势，同时还会对土壤及周围环境造成极大的污染2。我国已成为世界上氮肥使用量及施用次数最多的国家，并且这种施用趋势还在进一步加强3。报道显示，稻田氮肥消费量占我国氮肥总消费量的 30%以上4。而缓释肥是一种环保型、利用率高、施用简便、养分释放速率符合作物生长规律的肥料5，能降低肥料使用量及施用次数6，逐步受到人们的重视。水稻是我国主要的粮食作物，其产量水平一直是人们关注的重点7。在农田中多次大量施肥不仅影响产量，还会降低肥料利用率8。目前已有大量关于氮肥运筹、有机肥与无机肥配施对水稻产量影响的研究9-11，且缓释肥促进水稻生长的报道也日趋增加12-14，主要基于缓释肥的肥效符合作物生长规律及环保等优点，但不同氮素水平基施对特定地区特定水稻品种的作用仍存争议。本试验在水稻上设计了 4 个氮素水平，包括常规施肥以及 3 个基施缓释肥处理，在减少施肥次数的条件下，研究不同氮素水平的缓释肥基施对水稻生长及产量的影响，以期为水稻稳产及其合理施肥提供理论依据和技术指导。1材料与方法1.1试验地概况试 验 于 2021 年 5 月 在 江 苏 省 连 云 港 市东辛农科所试验基地南区 15#（120 15 50 E、33 40 31 26N）开展。试验地属亚热带季风气候，光照充足，气候适宜。该地年均气温 15.4，年均降水量 980 mm，年均日照时间 2 000 h，无霜期 226 d。试验田为稻麦两熟种植制度，试验田的前茬作物为小麦，土壤质地为滨海黏质脱盐土，土壤肥力中等，020 cm土层土壤基本理化性状为有机质含量（质量分数，下同）19.09 g/kg，全氮含量 1.24 g/kg，碱解氮含量 80.1 mg/kg，速效磷含量 16.1 mg/kg，速效钾含量 376 mg/kg，pH 值 8.14。1.2供试材料供试肥料：“玖功”控释肥（N、P2O5、K2O 质量比为 35130），由南京尊龙生物科技有限公司提48-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 1 期1.5试验采样与测定在水稻分蘖期人工调查 7 次茎蘖动态，从 2021年 7 月 12 日开始，每 5 d 调查 1 次，连续调查 7 次，选取其中最大值得出水稻高峰苗数据。在水稻成熟后，调查水稻的有效穗数，之后于每个小区随机选取长势均匀一致的 5 穴植株，对水稻的株高、穗长、实粒数、千粒质量、结实率进行调查汇总；每小区进行割方测产后换算成单位面积（公顷）产量。1.6数据处理采用 Excel 2010 软件处理数据并进行制表和绘图。2结果与分析2.1不同氮素水平的缓释肥组合处理对水稻茎蘖动态的影响由图 1 可得，在 7 月 22 日之后，N2处理的水稻各时期的茎蘖数都高于其他处理，在 7 月份其余处理下茎蘖数在各时期的规律表现为 N3N4N1；8 月 5 日 N2处理的茎蘖数达到最大。随着施氮量的增加，水稻的茎蘖数呈先增加后降低的趋势，且在常规施肥处理下分蘖能力最强。2.2不同氮素水平的缓释肥组合处理对水稻高峰苗的影响由图 2 可得，随着施氮量的增加，水稻的高峰苗呈先上升后下降的趋势且在 N2处理下达到最高，之后是 N1N3N4，可见，施氮量偏多或偏少都不能增强水稻的分蘖能力。该试验中当纯氮在337.5 kg/hm2时能够使水稻的分蘖能力达到最大，水稻季上的适宜纯氮用量在 337.5 kg/hm2左右。供；尿素（总氮质量分数46.4%）、复合肥（N、P2O5、K2O 质 量 比 为 14 16 15，总 养 分 质 量 分数45%）、磷酸二铵（简称二铵）（总氮质量分数18%，总磷质量分数46%），均由江苏省农垦农业发展股份有限公司东辛分公司提供。供试品种：华粳 5 号。该品种分蘖力中等，成穗率高，有效穗数 23 万个/667 m2左右，株高中等，不易发生倒伏，熟期较早，大穗型，产量三要素协调。1.3试验设计在水稻的基肥中增施缓释肥，减少分蘖肥和促花肥中尿素的施用量，达到减肥不减产目标。设计分为 4 个处理：处理 1（N1），总氮量为 300.0 kg/hm2；处理 2（N2，当地常规施肥处理作对照），总氮量为337.5 kg/hm2；处理 3（N3），总氮量为 345.0 kg/hm2；处理 4（N4），总氮量为 390.0 kg/hm2。不足部分基肥补齐，除 N2常规施肥处理外，其余处理一生只施肥 2次。每个处理 3 次重复，共 12 个小区，每个小区面积为 40 m2，随机区组排列。具体施肥量见表 1。1.4试验田管理水稻秧池于 2021 年 4 月初进行机械翻耕和旋耕，水稻于 2021 年 5 月 21 日落谷，6 月 21 日机械栽插。其他管理同大田。处理基肥分蘖肥促花肥保花肥“玖功”控释肥二铵尿素尿素尿素复合肥尿素N1525.0012.000234.0169.5300.0105.7535.1N2（CK）0150.0150.0187.5187.50150.0337.569.000N3525.00148.500234.0130.5345.0105.7535.1N4525.00285.000234.091.5390.0105.7535.1总量NP2O5K2O表1不同氮素水平下的具体施肥量kg/hm2图1不同氮素水平的缓释肥组合处理对水稻茎蘖动态的影响700600500400300200茎蘖数/（万个/hm2）07-12 07-1707-2207-2707-3108-0508-10时间（月-日）N1N2N4N349-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 1 期图3不同氮素水平的缓释肥组合处理对水稻株高的影响处理穗长/cm有效穗数/（万个/hm2）成穗率/%千粒质量/g实粒数/（粒/穗）结实率/%实际产量/（kg/hm2）N115.7 b349.5 a64.4 a27.47 a116.9 a90.7 ab10 117.5 bcN2（CK）15.9 ab351.0 a52.1 b27.50 a119.6 a91.9 a10 314.0 abN316.0 ab349.5 a64.8 a27.53 a120.7 a91.3 ab10 336.5 aN416.9 a339.0 b67.2 a27.33 a120.6 a89.9 b10 080.0 c表2不同氮素水平的缓释肥组合处理下的水稻产量及其结构2.3不同氮素水平的缓释肥组合处理对水稻株高的影响由图 3 可得，水稻的株高随着施氮量的增加呈逐渐上升的趋势且在 N4处理下达到最高。该试验在 N2和 N3这 2 个处理下水稻的株高处于中等水平且与 N4处理下的株高差异无统计学意义，N1处理与 N4处理下的株高差异具有统计学意义。因此，为使株高控制在合适范围内，水稻季上的适宜纯氮用量在 337.5345.0 kg/hm2。2.4不同氮素水平的缓释肥组合处理对水稻产量及其结构的影响由表 2 可得，随着施氮量的增加，水稻穗长呈逐渐增加的趋势；有效穗数在几个处理下差异不大，在 N2处理下达到最大，在 N4处理下最小；成穗率的变化趋势与有效穗数的变化趋势完全相反，在N2处理下最小，在 N4处理下达到最大，原因是前期的高峰苗过多，主要生成的是无效分蘖，进而降低了水稻后期的成穗率。有效穗数和结实率在 N1、N2、N3处理下差异不大且都在 N2处理下达到最高，而千粒质量和实粒数在几个处理下差异无统计学意义，且都在 N3处理下达到最高，结实率也在 N3处理下达到较高水平。从产量方面来看，N3处理下水稻产量排名第 1，与 N1和 N4处理下的产量差异有统计学意义，主要是成穗率、千粒质量和实粒数的提高引起产量的增加，有效穗数和结实率同时处于中等水平；排名第 2 的是 N2处理，N4处理下水稻产量最低。因此，考虑到成穗率、有效穗数、实粒数和千粒质量等方面的提高，水稻季的适宜纯氮用量在337.5345.0 kg/hm2。图2不同氮素水平的缓释肥组合处理对水稻高峰苗的影响不同小写字母表示处理间差异具有统计学意义（P0.05）注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异具有统计学意义（P0.05）。750690630570510450N1N2N3N4高峰苗/（万株/hm2）处理N1N2N3N4处理9289868380株高/cmbaabab50-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 1 期3讨论与小结以往研究表明，适量施用氮肥能够增强水稻的分蘖能力15-16，本试验结果与之相似。在中等氮肥用量（N2）下水稻的分蘖最多，高峰苗也在此处理下达到最大，而其余 3 个基施缓释肥处理下水稻的分蘖能力都低于常规施肥处理，高峰苗也与常规处理下相差较大。在常规处理（N2）中，可能是因为化肥中含有的都是速效养分，这些养分能被水稻快速地吸收利用17，而缓释肥中逐步释放的养分无法被水稻快速充分利用，减弱了水稻的分蘖能力，而水稻后期成穗率的变化趋势与高峰苗的变化趋势完全相反，且常规处理（N2）下高峰苗最高，成穗率最低，主要是水稻前期生成了无效分蘖，影响了成穗率，而缓释肥的施用能够减少无效分蘖的生成18。株高变化的规律是随着施氮水平的提高呈增加趋势，这与以往研究结果19相同。水稻的株高增加后能更充分地利用光能，有利于物质的积累，但过高后会增加倒伏的风险而不利于产量的提高。本试验中，当氮肥用量在 337.5345.0 kg/hm2时，水稻的株高能控制在适当高度，有利于水稻后期的产量形成。以往研究表明，氮肥用量对水稻的穗长、穗粒数、结实率、千粒质量和产量均存在极显著影响20，与本研究结果相同。在本试验中，水稻的穗长随施氮量增加而变长，且在 N1和 N4处理下差异有统计学意义，除最高用氮量（N4）处理外，水稻的千粒质量、实粒数和产量均随氮肥用量的增加而增加。在N3（纯氮 345.0 kg/hm2）处理下水稻产量最高，与 N1和 N4处理下的产量差异有统计学意义，主要是水稻千粒质量和实粒数的提高引起的，同时水稻的有效穗数和结实率都处于中等水平，这与以往缓释肥在水稻上的应用效果一致21-22；产量排名第 2 的是N2（纯氮 337.5 kg/hm2，常规对照）处理。从经济效益来看，虽与常规施肥相比，其他处理下水稻的经济净效益都降低，但在 N3（纯氮 345.0 kg/hm2）处理下，水稻得到增产，净效益为负，主要是由于缓释肥料的成本增加所致。从简化施肥步骤、减肥环保及提高产量等角度考虑，推荐水稻按照纯氮用量 345.0 kg/hm2的施肥方案来施肥。参考文献：1陆福勇,江立庚,秦华东,等.不同氮、硅用量对水稻产量和品质的影响J.植物营养与肥料学报,2005,11(6):846-850.2 杨小梅.中国三大粮食作物氮肥利用率的时空变异特征D.南京:南京农业大学,2013.3朱兆良.农田中氮肥的损失与对策J.土壤与环境,2000,9(1):1-6.4贺帆,黄见良,崔克辉,等.实时实地氮肥管理对不同杂交2.5不同氮素水平缓释肥组合处理下的水稻经济效益分析由表 3 可得，与 N2处理相比，水稻产量仅在 N3处理下得到增产，且增产幅度较小，进而导致新增产值为正值，在其余 2 个处理下水稻产量都降低导致无新增产值。从成本方面来看，N2处理下成本最低，N4处理下成本最高，主要是缓释肥和化肥的施用量增加所致，与 N2处理相比，其余几个处理下水稻的净效益都为负。虽然施用缓释肥的处理下水稻净效益都降低，但考虑到增产、环保及降低施肥次数等方面，推荐水稻季施肥按照 N3方案来进行。处理产量/（kg/hm2）产量较 CK增/%产值/（元/hm2）新增产值/（元/hm2）肥料+人工成本/（元/hm2）与常规比净效益/（元/hm2）N110 117.5-1.9126 710.2-518.83 718.5-1 327.3N2（CK）10 314.027 229.002 910.00N310 336.50.2227 288.459.44 012.5-1 043.1N410 080.0-2.2726 611.2-617.84 306.5-2 014.3表3不同氮素水平的缓释肥组合处理下的水稻经济效益分析注：水稻 2.64 元/kg，尿素 3 元/kg，磷酸二铵 3.9 元/kg，复合肥（14-16-15）3.5 元/kg，“玖功”控释肥（35-13-0）3.5 元/kg，人工施肥一次 75 元/hm2，净效益=每公顷产值-每公顷的肥料和人工成本（以上是根据当地的肥料进价、缓释肥进价以及人工施肥成本来计算的）。51-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 1 期水稻氮肥利用率的影响J.中国农业科学,2008,41(2):470-479.5 李庆军.常见缓控释肥的优缺点及选用缓控释肥方法J.吉林农业,2015(11):93.6李世发,刘元英,范立春,等.缓释肥对水稻生长发育及产量的影响J.东北农业大学学报,2008,39(7):38-43.7刘兆辉,吴小宾,谭德水,等.一次性施肥在我国主要粮食作物中的应用与环境效应J.中国农业科学,2018,51(20):3827-3839.8王秀斌,徐新朋,孙刚,等.氮肥用量对双季稻产量和氮肥利用率的影响J.植物营养与肥料学报,2013,19(6):1279-1286.9布哈丽且木 阿不力孜,白志刚,黄洁,等.氮肥运筹对不同类型水稻产量和氮素吸收的影响J.中国稻米,2018,24(4):64-67.10晏军,吴启侠,朱建强,等.适雨灌溉下氮肥运筹对水稻光合特性、氮素吸收及产量形成的影响J.中国水稻科学,2019,33(4):347-356.11陈青春,李明,朱秋明,等.不同比例有机肥与无机肥配施对水稻生长及产量的影响J.中国稻米,2018,24(5):105-109.12施波,周华萍,应金耀.水稻缓释肥对水稻嘉 58 生长和产量的影响J.浙江农业科学,2017,58(12):2143-2145.13 陈良娣,陈晨,陈良兴.水稻应用缓释肥减肥增效试验J.安徽农学通报,2021,27(5):94-95.14李旭,王宇,隋鑫,等.缓释肥与速效氮肥混施对机插水稻生长发育及氮肥利用率的影响J.江苏农业科学,2017,45(6):45-48.15孙志贵,陈庆华,刘俊健,等.氮肥施用量对江汉平原机插水稻分蘖成穗及产量的影响J.江苏农业科学,2019,47(7):87-91.16田广丽,周毅,孙博,等.氮素及栽培密度影响水稻分蘖动态的机制J.植物营养与肥料学报,2018,24(4):896-904.17付瑶瑶.不同施肥对水稻和小麦产量及养分吸收的影响D.南京:南京农业大学,2015.18石磊,陆利民.不同缓释肥对水稻生长发育和产量的影响J.安徽农业科学,2015,43(31):131-132,139.19孟庆东,杜洪艳.不同氮肥用量对水稻农艺性状和氮肥利用率的影响J.江苏农业科学,2013,41(9):46-48.20李禹尧.插秧密度与氮肥调控对寒地水稻产质量影响的研究D.哈尔滨:东北农业大学,2010.21王俊,柯裴蓓.新型缓释肥在江心沙农场机插水稻上的应用效果研究J.上海农业科技,2020(3):75-76,78.22魏海燕,李宏亮,程金秋,等.缓释肥类型与运筹对不同穗型水稻产量的影响J.作物学报,2017,43(5):730-740.Effects of Combinative Application of Slow-release Fertilizer and Urea asBasal Fertilizers on Rice Growth and YieldWANG Jinzhu1,YOU Shengyang1,LIU Xiaoka1,WANG Sheng2,ZHOU Xing2(1.Xinyang Branch of Jiangsu Provincial Dahua Seed Industry Co.,Ltd.,Yancheng 224314,China;2.Institute of Modern Agriculture,Jiangsu Provincial Agricultural Reclamation and Development Co.Ltd.,Nanjing 210019,China)Abstract:In order to achieve the purpose of environmental protection and to reduce the times of fertilization in agricultural production,a field trial was conducted to explore the effects of the different treatments of combinative application of slow-release fertilizer andurea as basal fertilizers with varying nitrogen levels on rice growth and yield.Specifically,the three treatments N1,N3,N4withcombining slow-release fertilizer and urea as basal fertilizers were designed,which had pure nitrogen application rates of 300,345,and390 kg/hm2,respectively,compared with the conventional fertilization N2with the pure nitrogen application rate at 337.5 kg/hm2.Theresults showed that in the late tillering stage of rice,the tillering ability of rice reached the maximum under N2,followed by N3,and therice peak seedling number per hm2also reached the highest under N2.The peak seedling numbers per hm2in different treatments variedin the following descending order:N2 N1 N3 N4.The plant height of rice rose steadily with the increase of nitrogen application rate,which could be controlled in a suitable range with pure nitrogen application rates in the range of N2and N3treatments.Regarding yieldstructure,effective panicle number and seed setting rate both reached the maximum under N2treatment,while the1 000-grain quality and filled-grain number peaked under N3treatment.In terms of rice yield,different treatments ranked in thedescending orderas follows:N3 N2 N1 N4,and the highest yield in N3was mainly due to its increases in 1 000-grain quality and thenumber of filled grains as compared with the other treatments.Considering the economic benefit,although the net benefit of riceproduction under N3(with the pure nitrogen rate at 345 kg/hm2)was lower than that of the conventional control because of the highercost of slow-release fertilizer in N3,it is recommended that the pure nitrogen derived from slow-release fertilizer and urea should beapplied at the rate in N3by comprehensively taking into account its beneficial effects of improving yield,reducing fertilization times,and its long-term benefit of environmental protection.Key Words:Slow-release fertilizer;Nitrogen;Rice;Yield structure;Net benefit52-