氮肥运筹对水稻产量及氮素利用率的影响

卢铁钢，崔月峰，孙国才，王俊茹，王桂艳，王 健

(铁岭市农业科学院，辽宁铁岭112616)

水稻是中国重要粮食作物之一，总产量占全国粮食总产量的50%。氮是水稻生长最常见的限制因子，在一定范围内增加氮肥施用量有利于水稻产量的提高，但施氮量的提高会导致氮肥利用率降低和施肥效益下降［1，2］。有研究表明，科学合理的氮肥运筹方式，不仅可以提高水稻的产量、品质和氮肥利用率，而且能够减轻因过量施用氮肥带来的环境污染［3～6］。笔者选用北方粳型超级稻品种沈农265为材料，结合施肥新技术与水稻增产栽培措施，对特定生态区水稻主栽品种的氮肥运筹进行研究与优化，旨在为精确施氮提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2010年在铁岭市农业科学院内水稻试验田进行。试验田土壤为棕壤土，地表0～20 cm土层含全氮0.153%，全磷0.058%，全钾3.041%，速效氮182.0 mg/kg，速效磷20.8 mg/kg，速效钾69.0 mg/kg，有机质2.314%，pH值5.4。供试品种为辽北地区目前主栽的超级稻沈农265(沈阳农业大学选育)，主茎叶片数为15，具有株型紧凑、分蘖力强、穗型直立的特性。

1.2 试验设计

试验设3个氮肥施用量水平，随机区组排列，各处理分别为T1:纯氮165 kg/hm2;T2:纯氮210 kg/hm2(常规施氮量);T3:纯氮255 kg/hm2。3个氮肥的基蘖肥与穗粒肥按不同比例施用，即F1:8∶2;F2:7∶3;F3:6∶4。另外每次重复设一个无氮肥区的处理作为空白对照。所有处理均施用12%过磷酸钙875 kg/hm2和52%硫酸钾202 kg/hm2，过磷酸钙全部做基肥一次施用，硫酸钾做基肥和穗肥各施50%。氮肥分基肥、蘖肥(移栽后10 d)、穗肥(倒4叶)、粒肥(倒2叶)4次施用，基蘖肥中70%作基肥、30%作蘖肥，穗粒肥中50%作穗肥、50%作粒肥，氮肥用46%的尿素作为基蘖肥，用23%的硫酸铵作为穗粒肥。育苗方式为塑料小棚旱育苗，4月22日播种，6月10日移栽，10月10日收获。插秧规格30 cm×13.3 cm，每穴3苗，3次重复，共计30个小区，小区面积20.2 m2。各小区单独打埂，单灌单排，除草、病虫害防治等栽培措施同一般生产田。

1.3 测定项目及方法

(1)茎蘖动态:定点定时调查记载茎蘖的消长动态，从蘖期至孕穗期每7 d调查1次茎蘖数，调查的样点为10丛定位。(2)产量及其构成因素:成熟期在调查茎蘖数的定点处调查有效穗，选6 m2实割，晾干，人工脱粒后计算产量，另外每小区取有代表性的4丛，风干后进行室内烤种，测定其穗粒数、结实率、千粒重等。

(3)氮素含量:将成熟期烘干的叶、茎、穗分别粉碎过筛后采用凯氏定氮法测定各部位氮素含量。

1.4 有关参数计算方法

植株总吸氮量=成熟期植株总干物质重×植株总含氮量;氮素回收率(NRE)=(施氮区植株总吸氮量－空白区植株总吸氮量)/施氮量×100%;氮素收获指数(NHI)=籽粒吸氮量/植株总吸氮量;氮素生理利用率(NPE)=(施氮区产量－空白区产量)/(施氮区植株总吸氮量－空白区植株总吸氮量)。

1.5 数据处理与分析

采用EXCEL、DPS软件进行数据处理和方差分析。

2 结果与分析

2.1 茎蘖动态

由表1可知，施氮可以促进水稻分蘖数量的增加，在施纯氮165 kg/hm2处理下，基蘖肥与穗粒肥比为8∶2、7∶3时，沈农265在移栽后36 d进入最高分蘖临界期，而6∶4时的最高分蘖临界期延迟7 d，可能是由于低施氮量下，基蘖肥使用比例偏低造成水稻幼小根系对土壤中氮素的吸收利用下降，影响了分蘖的发生和生长;施纯氮为210 kg/hm2和255 kg/hm2处理下，提高穗粒肥比例对最高分蘖临界期没有影响，都于移栽后36 d达到最高分蘖数。从分蘖的数量上来看，随施氮量的增加，沈农265的最高分蘖数呈增加趋势，且施氮量越高分蘖数增加越显著，各施氮量水平下都以基蘖肥与穗粒肥比为8∶2时达最高，而不同施氮水平下提高穗粒肥比例会使最高分蘖数呈降低趋势，但差异不显著。

2.2 产量及其构成因素

由表2可知，不同氮肥运筹方式下，沈农265的有效穗数随施氮量的增加而增加，施纯氮165 kg/hm2和255 kg/hm2处理下，提高穗粒肥比例对有效穗数影响不大，而施纯氮210 kg/hm2(基蘖肥与穗粒肥比为6∶4)处理下有效穗数达33.3×105个/hm2，较其他 2种施肥方式显著提高 2.4% ～21.1%。成穗率表现为施纯氮210 kg/hm2(基蘖肥与穗粒肥比为6∶4)处理下达最高为90.2%，各施氮量处理下提高穗粒肥比例对成穗率影响不大，差异均未达到显著水平。每穗实粒数、结实率和千粒重以施纯氮165 kg/hm2(基蘖肥与穗粒肥比为6∶4)处理下达最高，分别为117.9个/穗、94.1%和25.0 g，不同施氮量处理下提高穗粒肥比例对每穗实粒数、结实率和千粒重影响不大，差异均不显著。随施氮量的增加，产量有先增后减趋势，施纯氮210 kg/hm2(基蘖肥与穗粒肥比为6∶4)时产量最高为8 364.0 kg/hm2，较其他处理提高3.3% ～20.2%;施纯氮165 kg/hm2、210 kg/hm2时，提高穗粒肥比例可以使产量增加，而施纯氮255 kg/hm2时，提高穗粒肥比例反而会使产量下降，但差异不显著，说明高氮条件下提高穗粒肥比例对产量有负作用，而中、低氮量条件下提高穗粒肥比例可以促进产量的提高。

表2 各处理沈农265的产量及产量构成

2.3 氮素利用率

从表3可以看出，同一基蘖肥与穗粒肥施用比例下，随施氮量的增加，沈农265的总吸氮量呈上升趋势，以施纯氮255 kg/hm2(基蘖肥与穗粒肥比为6∶4)达最高为210 kg/hm2;氮素回收率有显著降低趋势，以施纯氮165 kg/hm2、基蘖肥与穗粒肥比为6∶4时达最高为52.3%;氮素生理利用率呈下降趋势，以施纯氮165 kg/hm2、基蘖肥与穗粒肥比为7∶3时达最高为44.9 kg/kg;氮素收获指数呈下降趋势，以不施氮肥情况下达最高为0.68 kg/kg。不同施氮量条件下提高穗粒肥比例可以使沈农265的总吸氮量有所增加，氮素回收率呈显著增加趋势，都以基蘖肥与穗粒肥比为6∶4时达到最高;而施纯氮165 kg/hm2和210 kg/hm2处理下，提高穗粒肥比例使得氮素生理利用率和氮素收获指数呈先增后减的趋势，以基蘖肥与穗粒肥比为7∶3时处于较高的状态，但差异不显著;施纯氮255 kg/hm2处理下，提高穗粒肥比例有降低氮素生理利用率和氮素收获指数的趋势，在基蘖肥与穗粒肥比为8∶2时表现最佳，但差异未达到显著水平。说明同一基蘖肥与穗粒肥施用比例下，增加施氮量易造成氮素利用率的下降，而不同施氮量条件下，穗粒肥比例增加有提高氮素利用率的趋势。

表3 各处理沈农265的氮素利用率

3 结论与讨论

前人研究表明，氮肥运筹对水稻产量的影响至关重要，当基蘖肥占总施氮量比例为70%时产量较高，而基蘖肥比例过高易造成前期疯长，同时肥料的增产效益降低［7～9］。本试验结果表明，施纯氮 210 kg/hm2、基蘖肥与穗粒肥比为6∶4处理下，虽然其每穗实粒数和千粒重较低，但由于单位面积有效穗数显著高出其它施肥方式2.4%～21.1%，从而提高产量3.3%～20.2%，最高产量达8 364.0 kg/hm2。因此，在水稻氮肥施用上，应确定适宜的施用量，优化氮肥施用时期和施用比例，协调营养生长与生殖生长，以获得最佳产量构成因素，进而增加产量和提高经济效益。

有研究表明，中国稻田氮肥吸收利用率大多在30% ～40%［10］，在较好的氮肥管理水平下，氮肥的吸收利用率可达到50%左右［11］，而分期施氮肥能够提高水稻产量、吸氮量和氮素利用率［12］。本试验结果表明，同一施肥方式下，随施氮量的增加，沈农265的总吸氮量呈上升趋势，氮素回收率、氮素生理利用率和氮素收获指数呈下降趋势，不同施氮量条件下提高穗粒肥比例使沈农265的总吸氮量和氮素回收率有所增加，都以基蘖肥与穗粒肥比为6∶4时达到最高，而施纯氮165 kg/hm2和210 kg/hm2处理下，提高穗粒肥比例使得氮素生理利用率和氮素收获指数呈先增后减趋势，施纯氮255 kg/hm2处理下，提高穗粒肥比例有降低氮素生理利用率和氮素收获指数的趋势。可见中、低施氮量和提高穗粒肥施用比例，能为水稻整个生育期提供比较平衡的氮素供应，促进氮素的吸收，节本增效，提高氮肥当季利用效率。

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