施用氮肥对水稻产量的影响

王继申 陈 芹 葛徐芳

1.东海县桃林镇农业技术推广站；2.东海县农业技术推广中心

水稻是我国最主要的粮食作物，其播种面积约占我国粮食作物总面积的27%， 稻谷产量占全国谷物总产的40%以上[1]。 为了减轻人口增加对粮食需求的压力，我国一直将提高水稻单位面积产量作为水稻生产的主要任务。 目前，全国的水稻单产水平已超过6吨/公顷，高出世界平均水平的65%，这为保证粮食供应的安全和社会的稳定起到了十分重要的作用。但同时，随着水稻产量水平的提高，化肥特别是氮肥的施用量不断增加。我国水稻种植面积约占世界水稻种植面积的20%， 但水稻氮肥用量占全球水稻氮肥总用量的37%[2]。 且过高的氮肥施用并没有显著提高水稻的产量和经济效益，使得肥料利用效益过低，直接或间接的导致了一系列不良的环境反应[3]。

因此在保证水稻产量的前提下，如何减少氮肥的施用量和提高氮肥的利用效率，一直是农业科技工作者面临的突出问题。 本试验以徐稻3 号为材料，设置了不同的氮肥运筹，观察了其对机插水稻产量及肥料利用率影响，以期为水稻高产和肥料运筹提供依据。

一、材料与方法

1.材料

试验于2012 年在东海县平明农试站进行， 土壤类型为砂姜黑土，pH 值为7.4， 耕作层含有机质1.86%， 全氮121 毫克/千克-1， 有效磷10.3 毫克/千克-1，速效钾108.7 毫克/千克-1。 前茬作物为小麦，供试品种为烟农19。

2.试验设计

（1）施氮量试验。 设置4 个水平的施氮量，即150N(全生育期施氮150 千克/公顷）、270N(全生育期施氮270 千克/公顷）、300N (全生育期施氮300 千克/公顷）、330N(全生育期施氮330 千克/公顷），以N1、N2、N3、N4 表示，按基肥：分蘖肥：促花肥：保花肥=4∶1∶3∶2 施用，基肥于整地时施用，分蘖肥于机插后7 天施用，促花肥于倒4 叶施用，保花肥在倒1.5 叶施用，以不施氮肥处理为对照（CK）。

（2）氮肥运筹试验。 施氮量为纯氮300 千克/公顷，按基蘖肥和穗肥施用比例设5 个处理，分别为A基蘖肥：穗肥=7∶3、B 基蘖肥：穗肥=6∶4、C 基蘖肥：穗肥=5∶5、D 基蘖肥：穗肥=4∶6、E 基蘖肥：穗肥=3∶7，基肥：分蘖肥=7∶3，穗肥中促花肥：保花期=7∶3，穗肥中促花肥：保花肥=6∶4。 小区面积为12 平方米，随机区组排列，重复3 次。各小区均用田埂分隔，并用塑料薄膜包埋。

水稻于6 月1 日播种，6 月19 日移栽。 插秧机选用东洋PF455S 步行式插秧机，株行距为14 厘米×30厘米， 每公顷栽插基本苗81.45 万。 施过磷酸钙450千克/公顷，一次性作基肥施用。施氯化钾150 千克/公顷，50%作基肥，50%作分蘖肥。 基余田间管理同高产栽培管理。

3.测定项目与方法

机插前测定秧苗素质，播后测定密度，定期观测叶龄和茎蘖动态，在重点生育期的够苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、成熟期测定叶龄、茎蘖数、叶面积、干物重等。成熟期各处理取10 穴稻株，进行考种和测定干物重等，收割期实收记产。

有关氮素利用效率指标的计算方法：

氮肥农学利用率=（施氮区稻谷产量－空白区稻谷产量）/施氮量；

氮素干物质生产率=成熟期水稻植株干物重/成熟期水稻植株吸氮量施氮量；

氮素产谷效率=稻谷产量/成熟期水稻植株吸氮量施氮量。

二、结果与分析

1.水稻产量及构成因素

不施氮处理CK 产量为5652.2 千克/公顷， 施氮处理产量显著高于不施氮处理。当施氮量在0～300 千克/公顷之间时，产量随施氮量的增加而增加，当施氮量继续增加时产量略有降低。处理N2、N3、N4 产量无显著差异，分别比CK 增产62.4%、67.8%、62.8%施氮条件下平均增产59.2%。产量增加的主要原因是穗数和每穗粒数增加，穗数增加幅度平均为43.1%,每穗粒数增加幅度平均为34.9%。 但随着氮量的增加，结实率和千粒重有所下降，结实率下降11.2%，千粒重下降6.2%。

在不同的氮肥运筹处理间， 有效穗数差异不显著，这表明该地基础肥力较高，用相对较少的基蘖肥就能获得足够的穗数。 处理B 和C 的产量差异不显著，其平均产量显著高于其他处理11.0%，产量增加的主要原因是每穗总粒数较其他处理平均增多5.6%，千粒重增加5.1%。

从本试验结果可知，该田块获得高产的适宜施氮量为270～330 千克/公顷，施氮量300 千克/公顷产量最高，施氮量继续增加，产量略有下降，氮肥运筹以基蘖肥：穗肥为5：5～6：4 为宜。

2.水稻群长势及干物质积累

随着施氮量的增加，高峰苗、有效穗增多，但成穗率下降，抽穗期、成熟期的叶面积指数增加，CK 和N1成熟期叶面积指数仅为0.8～0.9， 显著低于其它各处理，出现早衰，这可能是水稻后期缺乏氮素营养所致。前期基蘖肥比例越高，高峰苗越多，其成穗率越低，抽穗期叶面积指数相对较高， 成熟叶面积指数差异较小。 产量与抽穗期干物质积累量足y=-0.0002x2+5.1314x-19531（R2=0.9154）的抛物线关系，与成熟期的干物质积累y=04388x+1592.6(R2=0.8961)的直线关系，徐稻3 号获得高产其抽穗期的干物质积累量适宜为10000～1100 千克/公顷，成熟期的干物质积累量以18000 千克/公顷左右为宜， 处理N2、N3、N4、B、C 的抽穗期、 成熟期的干物质积累量均在此适宜值左右，获得了较高产量。

3.水稻氮利用率

随着氮肥用量的增加，氮素干物质生产率、氮素产谷率、氮肥农学利用率均降低。 相同施氮量不同肥料运筹，氮素干物质生产率、氮素产谷效率、氮肥农学利用率均表现为C＞B＞A＞D＞E，前期施氮比例大的处理A、B 氮素干物质生产率、氮素产谷效率、氮肥农学利用率均大于后期施氮比例大的处理E、D，这说明前期的氮肥利用率高于后期的，本试验条件下，前肥后移的适宜比例为5：5，后期施用比例再增加，群体抽穗期和成熟期干物重下降，不利于高产。

三、结论与讨论

从本试验可以看出，施氮量试验中N3 处理的产量最高，N2、N4 次之， 但这三个处理间差异不显著。肥料运筹试验中以C 处理产量最高，B 处理次之。 因此在本试验条件下获得高产的适宜施氮量为270-330 千克/公顷，合理的肥料运筹为5：5～6：4。

随着氮肥用量的增加，肥料利用率降低，这与前人的研究结果相一致。 前肥后移的适宜比例为5：5。本研究结果为前期的氮肥利用率高于后期的，而前人也有研究结果为水稻生育后期施肥的肥料利用率高于前期，但其研究范围是在适宜的比例范围内[4]，因此本研究与前人的研究并不矛盾。

籽粒产量为生物产量与经济系数的乘积，提高产量是通过增加生物产量还是提高收获指数，存在不同的观点[5]。本试验条件下，籽粒产量与抽穗干物质积累量呈抛物线关系，与成熟期的干物质积累量呈直线正相关。因此，在本试验条件下要想获得更高的产量，应该提高成熟期的干物质积累量，但同时抽穗期的干物重也不是越多越好，因此应在把握适宜抽穗期干物重的前提下， 尽量提高抽穗期至成熟期的干物质积累量。建议生产中的栽培技术应围绕提高抽穗期至成熟期的干物质生产量这一重点。

叶片是水稻的主要的源器官，要想获得高产必须有充足的源。 随着施氮量的增加，群体抽穗期叶面积指数逐步提高，但产量却是先增加后降低，这可能是群体叶面积过大造成群体郁蔽以及群体通风透气变差造成的。 群体叶面积虽然增大但源反而相对不足，降低了群体的籽粒生产能力。因此在生产中应采用适当的栽培技术， 将群体叶面积控制在适宜范围内，并不是越大越好。

水稻实际生产中往往由于后期倒伏而造成减产，而株高增加往往会提高倒伏机率。随着氮肥施用量的增加，水稻株高持续增加。 本试验中水稻生育后期天气状况晴好，并未出现大面积倒伏情况，但N3、N4 的植株强度明显降低。 因此应该适宜控制施氮量，以免造成群体倒伏而减产。

[1]徐匡迪，沈国舫. 依靠稻作科技革新，推动中国水稻产业发展. 在首届国际水稻大会上作的主题报告.北京：2002.9.

[2]FAO. Statistical Databases. Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations.2004.

[3] 张国梁， 章申. 农田氮素淋失研究进展. 土壤，1998，30(6)：291-297.

[4]闫湘，金继运，何萍，梁鸣早. 提高肥料利用率技术研究进展. 中国农业科学，2008,41（2）：450-459.

[5]杨建昌，王朋，刘立军，王志琴，朱庆森. 中籼水稻品种产量与株型演进特征研究. 作物学报，2006，32（7）：949-955.