SODm尿素对水稻品质及产量的影响

王 旭，王傲雪*，周宝库，赵 绘，高中超

（1.东北农业大学园艺学院，哈尔滨 150030；2.黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所，哈尔滨 150086；3.大庆高新区华美科技有限公司，黑龙江 大庆 161090）

氮素是植物体内重要有机化合物组分，蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、生物碱和一些激素等都含有氮素[1－2]，是影响植物产量、生长发育以及改善作物品质的重要因素。植物体内氮素主要存在于蛋白质和叶绿素中[3]。豆科作物含有丰富蛋白质，含氮量高。氮素也一直是农业科学研究的重点元素，施氮量、施氮时期以及化学氮肥的种类、氮肥利用率不仅关系到产量，而且对环境有很大影响：施氮过少会延缓植物生长过程，使蛋白质合成受阻，导致蛋白质和酶的数量下降[4]；又因叶绿体结构遭破坏，叶绿素合成减少而使叶片黄化；维生素和必需氨基酸含量也相应地减少。施氮过多不仅不会提高产量，还会引起环境污染，另外植物体内硝酸盐过多，也对人体有害[5]。因此，作物生长期间选择合适氮肥、为作物供应充足而适量氮素、提高氮肥利用率、增加产量尤为重要。

化学氮肥利用率不高一直是国内外普遍存在而又难以解决的实际问题。因此在采取合理施肥技术、重视平衡施肥的基础上，了解氮肥种类、性质及其施入土壤后的变化，对在作物生长最大效果期避免氮素供应不足[6]及减轻氮肥对环境危害，不断提高氮肥利用率，有重要现实意义。在这种背景下，缓释氮肥应运而生。缓释氮肥（Slow－release nitrogen fertilizer），又称长效氮肥，这类肥料中氮的物理性质得到有效控制，不仅颗粒强度增加而且在土壤中的水解速度减慢[7]，延长有效氮释放时间，尽量使其释放速率和时间符合作物生长对氮肥的需求模式[8]。具有肥效稳和肥效长的特性，一次施用在一定程度上供应作物全生育期对氮需求，且即使一次大量施用也不会对种子、植株根系或幼苗造成伤害。

本研究为进一步明确SODm超氧化物歧化酶（一种缓释肥料）对作物增产作用以及对提高氮肥利用效率作用，以水稻为试验材料进行田间试验，选取蛋白质和叶绿素含量等指标以及产量进行3次重复测定并加以比较，验证SODm尿素对作物增产作用，为实现节约能源，减少氮肥用量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

水稻品种空育131，由黑龙江省农垦科学院水稻所提供。

试验地点选择方正县。进行小区试验，3次重复，每小区20 m2。

选取SODm尿素、尿素、二铵、氯化钾、重过磷酸钙等作为供试肥料。

试验处理设不施氮肥（1）；常规施肥（2）；100%SODm尿素施肥量（3）；80%施肥量（4）；80%SODm尿素施肥量（5）。以上各处理磷钾肥用量相同（P2O575 kg·hm－2、K2O 45 kg·hm－2）。氮肥基施50%，追返青肥30%，追蘖肥20%。

1.2 方法

选取株高、叶绿素含量、蛋白质含量、光合速率、产量等指标进行测定。

1.2.1 株高测定

采用米尺测量植株由根颈部到顶部之间的距离即为株高，每个处理均测量3次取其平均值进行比较。

1.2.2 叶绿素含量测定

根据张治安、陈展宇等紫外吸收法测定[9]。

1.2.3 蛋白质含量测定

根据张治安、陈展宇等紫外吸收法测定[9]。

1.2.4 光合速率测定

选取晴朗无风、空气透明度较高的上午9:00～11:00采用Li－COR公司6400光合仪进行测定。

1.2.5 成熟期产量测定

采用小面积试割法，选择有代表性小田块，进行全部收割、脱粒、称湿重，然后送入干燥设备中烘干称重。并丈量该小田块面积，计算每667 m2产量。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻植株株高影响

供应充足而适量的氮素能促进植株生长发育、促进茎的加快生长。由表1可见，经过不同处理，水稻株高按照不施氮肥、常规施肥、施SODm尿素次序呈现递增趋势，并以处理3显著大于处理1、处理2、处理4；此外处理3高于处理5，处理2高于处理4，即含氮量高的化肥处理高于含氮量低的处理，且又以处理1即不施氮肥为最低。这说明所施氮肥的种类，所施氮肥量的多少以及有无对作物品质有着明显的影响；并且验证SODm尿素这种缓释肥比其他化学氮肥优越性。

2.2 不同处理对水稻叶片叶绿素含量影响

氮素能促进植物叶片叶绿素的合成，当植株缺氮或者所施氮肥不能在作物需要时及时的被吸收利用，植株叶绿素含量下降，叶片黄化，光合作用强度减弱，光合产物减少，从而使作物产量明显降低。因此，叶片叶绿素含量是反映植株含氮量的一个重要指标。由图1可知，在各种不同处理中，以处理1叶绿素含量最低，以处理3施用SODm尿素最高，常规施肥介于二者之间；并且不同处理水平其叶绿素含量也不同，即无论是SODm尿素还是常规肥料，其叶绿素含量均以100%施肥量大于80%施肥量，在一定范围内呈现高氮处理高于低氮处理的规律；此外，处理5即80%SODm尿素施肥量处理甚至高于处理2常规施肥处理，此为SODm尿素优越性的最有力的证明。

表1 不同处理之间的水稻株高差异显著性比较Table 1 Comparison of significance difference of rice plant height among different treatments

图1 不同处理下水稻叶片叶绿素含量的变化Fig.1 Change of chrolophyl content of rice leaves under different treatments

2.3 不同处理对水稻叶片蛋白质含量影响

氮是植物体内蛋白质重要组分，它占蛋白质含量16%～18%[1]。有数据考证：蛋白态氮通常可占植株全氮的80%～85%[2]。由此可以看出，植物体内氮素除了存在于叶绿素中就是主要存在于蛋白质中，蛋白质含量高低是氮素水平高低另一指标。当氮肥供应及时而充足时，植物叶片功能期延长，分枝（分蘖）多，营养体健壮，无效分蘖少，产量高[10]。由图2可知，从所施化学氮肥的种类这一角度出发可看出水稻叶片中蛋白质含量仍以处理3 SODm尿素为最高，其次是处理2常规施肥，再次是处理1不施氮肥；并且就每一种化学氮肥而言，处理水平的高低对于结果也有着明显影响，即一定范围内的高氮处理高于低氮处理。

图2 不同处理下水稻叶片蛋白质含量的变化Fig.2 Change of protein content of rice leaves under different treatments

2.4 不同处理对水稻叶片光合速率影响

氮是植物叶绿素生物合成必需矿质元素之一，它参与植物光合作用过程中光合电子传递以及水的裂解过程[1]，并且对光合作用过程中暗反应主要酶以及光呼吸都有明显的影响，因此氮素含量的高低对光合速率有直接影响。对不同处理植株水稻叶片进行光合速率的比较可知，处理3 SODm尿素供肥持久且稳固，肥料的利用效率高，流失浪费少，其光合速率比处理2常规肥料高，光合产物增多，提高作物品质；而处理1不施氮肥明显影响植物的光合速率进而导致植物光合产物的减少（见图3）。

2.5 不同处理对水稻产量影响

由图4可知，在对水稻增产分析中，发现除对照外其他处理对水稻增产作用区别不大。100%SODm尿素的增产率低于处理2常规施肥，但是80%SODm尿素增产率高于80%尿素甚至高于100%SODm尿素，这说明对不同作物而言，增产最大值所需求的SODm尿素最大量不同。水稻施用80%SODm尿素时比100%SODm尿素增产幅度更大。

图3 不同处理下水稻叶片光合速率变化Fig.3 Change of photosynthetic rate of rice leaves under different treatments

3 讨论与结论

SODm尿素（缓释肥）与其他形式化学氮肥相比能显著提高水稻的株高、叶绿素以及蛋白质含量，增强水稻光合速率；而从增产这一角度出发，发现80%SODm尿素施用效果优于100%常规施肥；在一定范围内，高水平SODm尿素比低水平SODm尿素更能提高作物品质。

SODm尿素这类肥料可延缓氮的释放速率，施于土壤中可作为新生氮源来源[8]，供植物持续吸收利用，肥效长久且稳定，可满足作物不同生长阶段对氮肥需求；另外，因SODm尿素这种缓释肥料在土壤中的水解速度减慢，可降低土壤中氮素因降解[7]、淋失或脱氮而造成的损失，尤其适用于多雨地带以及砂性土壤中，这有利于减少氮素浪费并且降低污染，为实现节能减排、农业低碳提供良好前景。

在后续研究中，为明确SODm尿素类肥料对作物的作用，应根据不同作物的生长特点分时期、分阶段追踪其各种品质动态变化情况。

综上，SODm尿素比常规氮肥增产效果更好，不同作物增产最大值所需SODm尿素最大量不同，在实际应用中需验证。农业生产中在采取合理的施肥技术、重视平衡施肥基础上，应重视并推广SODm尿素等缓释氮肥应用。

图4 不同氮肥处理下水稻试验产量Fig.4 Yield of rice under different nitrogen fertilizer treatments

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