缓释氮肥与尿素配施对高原机插籼稻产量与生长特性的影响

龙瑞平朱丽芬赵丽娟李贵勇夏琼梅朱海平帕三石尹娇邓安凤杨从党*

（1云南省农业科学院粮食作物研究所，昆明650205；2云南省德宏州芒市农业技术推广中心，云南芒市678400；第一作者：lrp725@126.com；*通讯作者：yangcd2005@163.com）

缓释氮肥与尿素配施对高原机插籼稻产量与生长特性的影响

龙瑞平1朱丽芬2赵丽娟2李贵勇1夏琼梅1朱海平1帕三石2尹娇2邓安凤1杨从党1*

（1云南省农业科学院粮食作物研究所，昆明650205；2云南省德宏州芒市农业技术推广中心，云南芒市678400；第一作者：lrp725@126.com；*通讯作者：yangcd2005@163.com）

为了明确高原地区机插籼稻缓释氮肥与尿素配施的最佳比例，以川谷优7329为材料，在施氮量为150 kg/hm2和105 kg/hm2水平下，研究了4种缓释氮肥与尿素配施比例（10∶0，7∶3，5∶5，3∶7）对机插籼稻产量与生长特性的影响。结果表明，不同施氮量间水稻产量差异不显著,缓释氮肥与尿素配施水稻产量由高到低为5∶5＞10∶0＞7∶3＞3∶7。在相同比例下增加施氮量可以增加机插籼稻抽穗期高效叶片的长度，提高茎蘖数和抽穗期叶面积指数，但降低了氮肥农学利用效率和粒叶比。尿素所占比例越高成穗率越低，5∶5的处理水稻表观输出率和氮肥农学利用效率最高。高原地区机插籼稻最佳氮肥施用量为105 kg/hm2，缓释氮肥与普通尿素配施比例为5∶5。

缓释氮肥；机插籼稻；产量；生长特性；高原

水稻是我国的主要粮食作物，保证水稻的种植面积与单产是确保我国粮食安全的重要手段。但近年来，随着农村劳动力向第二、三产业的转移，从事农业的人口不断减少，劳动力成本不断增加，水稻种植面积面临减小的趋势。因此，实行水稻轻简栽培是我国水稻发展的必然方向。水稻轻简栽培主要包括栽培技术的轻简化和管理技术的轻简化。前人在机插秧、抛秧、直播稻等轻简栽培技术方面已有了大量研究[1-3]。氮肥管理是水稻管理技术的重要环节，前人研究表明，氮肥通过分次施入能够满足水稻不同生育时期的生长需要，提高水稻的产量[4]，但施肥次数增多将增加劳动力的投入，难以满足水稻轻简栽培的要求。缓释氮肥是一种可延缓氮素释放速率，减少氮素损失并供植物持续吸收利用的氮肥，具有减少施肥作业次数，节省劳力和费用的特点，是实现水稻氮肥轻简化管理的有效途径。有关缓释氮肥在水稻中的应用，不同研究者的结论有所不同。邢晓鸣等[5-6]研究表明，缓释氮肥一次性以基肥形式施入，氮肥释放的速率基本能与水稻生长发育的需肥规律同步，提高了氮素利用效率，并达到了增产的效果。田小海等[7]研究则表明，水稻后期物质生产量大，需肥量也大，单靠缓释氮肥“一道清”的施肥方法无法满足其所需。目前对缓释氮肥的研究主要集中在手插稻上，有关对高原地区机插稻的报道较少。本研究拟通过探索缓释氮肥与普通尿素配施对高原地区机插籼稻生长特性及产量的影响，明确高原地区机插籼稻缓释氮肥与普通尿素配施的最佳比例，为机插水稻轻简施肥技术提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年在云南芒市进行，该地地处低纬高原，海拔850 m，年平均气温19.6℃，年平均降水量1 654.6 mm，雨季（5-10月）降水量占全年降水量的89%，日照时数2 252.9 h，蒸发量1 723.6 mm，无霜期315 d。

供试水稻品种为川谷优7329，供试肥料为山东金正大牌树酯包衣类缓释氮肥（CRF，含N 44%）和普通尿素（UR，含N 46%）。

1.2 试验设计

通过调查近几年试验点水稻高产氮肥（尿素）用量为120 kg/hm2纯氮，所以试验设高氮（150 kg/hm2纯氮）和低氮（105 kg/hm2纯氮）2个处理，分别用N1和N2表示，缓释氮肥∶尿素比例分别设置为10∶0、7∶3、5∶5、3∶7，分别用T1、T2、T3、T4表示，以及1个不施肥处理（CK），每个处理3次重复，小区面积30 m2（5 m×6 m），小区间用塑料隔板隔开，避免窜水窜肥。施肥方法：以基肥形式一次性施入。水稻于4月8日播种，4月28日机械移栽，8月26日收获，整个生育期统一进行病虫草及水分管理。

表1 不同比例缓释氮肥与尿素配施对高原机插籼稻产量与产量结构的影响

1.3 测定项目及计算方法

移栽后每小区选2个点，每点连续选20丛，每隔7 d调查1次茎蘖动态；在抽穗期普查各小区苗情，根据各小区平均水平分别选取有代表性植株3丛，用LI-3100C台式叶面积仪测定水稻叶面积、用直尺测定株高和顶部3片叶的叶长，分别将所取样品的茎鞘和叶片于105℃杀青30 min，80℃烘箱烘至恒质量后测定干物质量。成熟期用抽穗期的方法取样，将样品进行考种测定理论产量及植株的干物质量，对小区实收测产。

颖花/叶（朵/cm2）=总颖花数/抽穗期叶面积；实粒/叶（粒/cm2）=总实粒数/抽穗期叶面积；粒质量/叶（mg/ cm2）=籽粒产量/抽穗期叶面积；氮肥农学利用率（kg/ kg）=（施氮区产量-不施氮区产量）/施氮量；群体生长率[g/（m2·d）]＝（W2-W1）/（t2-t1）。（式中，W1和W2为前后2次测定的干物质量，t1和t2为前后2次测定的时间）；表观输出量＝抽穗期叶（鞘、茎）干质量-成熟期叶（鞘、茎）干质量。

1.4 数据分析

运用Microsoft Excel软件进行数据的录入、计算与作图；运用SPSS 19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 对高原机插籼稻产量与产量结构的影响

从表1可以看出，施氮处理的实际产量要显著高于不施氮处理，而高氮处理和低氮处理机插稻产量差异不显著；在4种配施比例中，缓释肥与尿素的比例为5∶5时（T3）水稻实际产量最高，比例为3∶7时（T4）实际产量最低，两个处理间差异达到显著水平。从产量构成因素来看，不施氮处理的有效穗数、穗粒数、颖花量和千粒重最低，施肥后各因素均有所增加，其中有效穗数、颖花量和结实率的增加达到显著水平，但千粒重和穗粒数差异不显著。不同施氮量间颖花量差异不显著，而有效穗变化规律为随着控释氮肥所占比例增加有效穗数增加。总体来看，2个施氮量之间的水稻产量和产量构成因素差异不显著；不同比例缓释肥与尿素配施对水稻的产量差异达到了极显著水平，主要表现在有效穗数差异达到极显著水平；而两者的互作效应除有效穗穗差异达到显著水平外，其余各指标差异都不显著。

2.2 对高原机插籼稻茎蘖成穗和氮肥利用率的影响

从图1可以看出，不施氮处理水稻的茎蘖动态要明显低于各施氮处理，高氮处理的茎蘖数高于低氮处理的；相同配施比例下，高氮处理的茎蘖数明显大于低氮处理，各处理高峰苗的大小顺序为T4＞T3＞T1＞T2＞CK。

表2 不同比例缓释氮肥与尿素配施对高原机插籼稻抽穗期的叶面积指数、粒叶比和株高的影响

图1 不同比例缓释氮肥与尿素配施高原机插籼稻的茎蘖动态

图2 不同比例缓释氮肥与尿素配施高原机插籼稻的成穗率

从图2来看，不施氮处理的成穗率最高，T4处理成穗率最低，在缓释氮与尿素的配比中，尿素所占比例越高成穗率越低，各处理间成穗率差异达到显著水平，2个施氮量间成穗率差异不大。从图3来看，T3处理氮肥农学利用效率最高，T4处理最低；在相同配比处理中，除T4处理外，低氮处理的氮肥农学利用率均高于高氮处理。

2.3 对高原机插籼稻抽穗期叶片和株高的影响

图3 不同比例缓释氮肥与尿素配施高原机插籼稻的氮肥农学利用率

从表2可以看出，不施氮处理的叶面积指数和高效叶面积指数最低，无论高氮处理还是低氮处理，水稻叶面积指数和高效叶面积指数最高的分别是T4处理和T3处理。不施氮处理的粒叶比高于施氮处理，施肥处理中T1处理的粒叶比最高。T2处理的株高最高，T4处理的株高最低，整体来看，缓释肥所占比例越高株高越高。高氮处理抽穗期的叶面积指数、粒叶比、株高差异达到显著水平，而低氮处理各处理间差异不显著。通过方差分析，2个施氮水平之间的叶面积指数达到极显著水平，粒叶比达到显著水平，而株高差异不显著；不同比例缓释肥与尿素配施对水稻的叶面积指数和株高达到显著水平；而施氮水平和氮肥配施的互作对水稻的叶面积指数、粒叶比和株高差异都不显著。

图4 不同比例缓释氮肥与尿素配施高原机插籼稻抽穗期高效叶片长

表3 不同比例缓释氮肥与尿素配施对高原机插籼稻干物质量和群体生长率的影响

从图4可以看出，各处理的叶长为倒3叶＞倒2叶＞剑叶。高氮条件下高效叶片叶长明显高于不施氮处理，各施氮处理间差异不大；低氮条件下，倒3叶的叶长差异较大，其次是倒2叶，差异最小的是剑叶，其中倒3叶各处理的叶长序为T2＞T3＞T1＞T4＞CK。说明高氮条件下各处理间高效叶叶长差异不大，而在低氮条件下对倒3长度的影响最大。

2.4 对高原机插籼稻干物质量的影响

从表3可以看出，收获期总干物质含量最高的是T1处理，抽穗期总干物质含量最高的是T3处理，两个时期干物质含量最低的是不施氮处理；抽穗期到收获期的干物质积累量和群体生长率变化规律相同，都表现出T1处理最高，T3处理最低，而表观输出率恰好相反。通过方差分析发现，不同比例缓释肥与尿素配施水稻抽穗期和收获期总干物质含量，以及2个时期干物质积累量、群体生长率和表观输出率差异达到了极显著水平，2个施氮水平间齐穗期干物质量差异达到显著水平，而施氮水平和氮肥配施的互作以上指标差异都未达到显著水平。

3 讨论

缓释氮肥是通过表面的包膜来延缓氮的释放。大量研究表明，缓释氮肥施用可以提高水稻产量[8-9]，同时还可以提高肥料的利用率[10]，减少施肥量和环境污染。但缓释氮肥氮素释放缓慢容易造成水稻前期肥力不足，通过缓释氮肥与普通尿素配施能够使作物获得更高产量[11]，但对常规尿素与缓释氮肥配施的比例不同研究者有着不同的看法。陈贤友等[12]研究表明，在施氮量为210 kg/hm2下水稻产量由高到低为100%缓释尿素处理、70%缓释尿素+30%常规尿素处理、50%缓释尿素+50%常规尿素处理、30%缓释尿素+70%常规尿素处理；袁嫚嫚等[13]研究表明，施氮量为180 kg/hm2，以树脂包膜尿素和普通尿素按氮素用量7∶3比例掺混基施的处理水稻增产效果和经济效益最好。王海月等[14]研究表明，在施氮量为180 kg/hm2和150 kg/hm2条件下缓释氮肥+常规尿素比例为7∶3时水稻产量最高。付月君等[15]研究表明，在施氮量为150 kg/hm2下一次性基施40%缓释氮肥+60%尿素处理的水稻产量和氮肥利用率最高。本研究表明，在施氮量为150 kg/hm2和105 kg/hm2条件下缓释氮肥和常规尿素比例为5:5时水稻实际产量最高。结合前人的研究结果来看，在缓控释肥与尿素的最佳配比中，缓释肥所占比例随着总施氮量的降低而呈下降趋势。

施氮水平会影响水稻分蘖的发生，同也会影响成穗率[16]。本研究结果表明，高氮处理的茎蘖数高于低氮处理，高峰苗的差异最大，而成穗率恰好出现相反趋势，这是因为缓释尿素肥力释放明显滞后[17]，导致稻田前期肥力不足分蘖较少，这与王海月等[15]的研究结果不一致。

从氮肥农学利用效率来看，付月君等[15]研究表明，在添加40%控释氮肥以内水稻农学利用效率随着控释比例的提高而相应提高，添加80%控释肥是水稻农学利用率有所下降。本研究表明，缓释氮肥所占比例最低的处理水稻氮肥农学利用率最低，而缓释氮肥与常规尿素比例为5∶5时水稻氮肥农学利用效率最高。

水稻抽穗期的叶面积指数、抽穗至成熟期的干物质积累量、颖花量与产量有着密切的关系[18-20]，王海月等[14]研究表明，在高氮水平下，水稻的叶面积指数和干物质积累量表现较好，缓释氮肥与常规氮肥配施优于全常规氮肥。本研究表明，高氮条件下水稻的叶面积指数、株高、叶长和表观输出率高于低氮处理。

4 结论

不同比例缓释肥与尿素配施对水稻产量的影响达到显著水平，其中，缓释氮肥与普通尿素比例为5∶5时氮素能满足水稻不同生育时期生长发育的需要，氮肥农学利用效率高，群体长势比较合理，产量最高。在施氮量为150 kg/hm2和105 kg/hm2水平下，水稻抽穗期的叶面积指数和干物质含量差异达到显著水平，但产量差异不显著。综合考虑节本增效作用，建议在高原地区机插籼稻氮肥施用量为105 kg/hm2，缓释氮肥与普通尿素配施的比例为5∶5。

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Effects of Combined Application of Slow-release Nitrogen Fertilizer and Urea on Yield and Growth Characters of Machine Transplanting Indica Rice in Plateau Areas

LONG Ruiping1,ZHU Lifeng2,ZHAO Lijuan2,LI Guiyong1,XIA Qiongmei1,ZHU Haiping1,PA Sanshi2,YIN Jiao2,YANG Congdang1*
（1Food Crops Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming 650205,China;2Mangshi Agricultural Technology Extension Center,Mangshi,Yunnan 678400,China;1st author:lrp725@126.com;*Corresponding author:yangcd2005@163.com）

In order to conform the optimal proportion of the slow-release nitrogen fertilizer and urea combined application of machine transplanting indica rice in plateau areas,using Chuanguyou 7329 as the material,the effects of the different proportion（10∶0,7∶3,5∶5 and 3∶7）on yield and growth characters of machine transplanting indica rice were studied under nitrogen application rate of 150 kg/ hm2and 105 kg/hm2.The results showed that the yield of rice under different nitrogen application rate were not significant.According to the proportion of the slow-release nitrogen fertilizer and urea combined application,the yield of machine transplanting indica rice was 5∶5＞10∶0＞7∶3＞3∶7.The increase of nitrogen application rate could increased the high effective leaf length in heading stage and improved the rice tiller number and leaf area index of heading stage,but decreased the agronomic use efficiency of nitrogen fertilizer and grain-leaf ratio at heading stage under the same proportion.In the different proportion of facilities,the higher the proportion of urea was,the lower the spike rate was.When the proportion is 5∶5,the apparent export percentage and agronomic use efficiency of nitrogen fertilizer of rice was higher.The apporopriate application rate of nitrogen fertilizer was 105 kg/hm2,and the best proportion of slow-release nitrogen fertilizer and common urea was 5∶5.

slow-release nitrogen fertilizer;machine transplanting indica rice;yield;growth characters;plateau

S511.062

A

1006-8082（2017）04-0130-06

2017－06－22

农业部公益行业（农业）科研专项（2013031 02；201303129）；云南省科技惠民专项（2016RA001）；国家重点基础研究发展计划（“973”计划）（2013CB8352 05）；国家重点研发计划（2016YFD0300506）