控释肥不同用量对水稻产量及土壤养分含量的影响

蔡玉金，郭新松

(1.莒县农业局 山东莒县 276599； 2.山东省腐植酸高效利用工程技术研究中心/山东农大肥业科技有限公司 山东泰安 271000)

水稻是我国三大粮食作物之一，化肥在水稻栽培中具有重要作用。传统的水稻施肥模式是基肥与追肥相结合，追肥次数一般为1～3次(返青肥、分蘖肥和穗肥等)，此种施肥模式不仅费时、费力，而且造成肥料的无效利用和资源浪费，还会引起土壤和水体环境污染[1- 2]。普通化学肥料养分释放速率快，且养分释放速率与植物吸收养分规律不同步，造成化肥利用率低[3]。

缓/控释肥具有养分有效供应期长、利用率高、省肥等效果，其在玉米、小麦等旱田粮食作物中的应用研究较多，而水稻种植环境复杂，推广应用缓/控释肥存在较大难度[4]。郑圣先、陈建生等研究表明[5- 6]，缓/控释肥处理在水稻整个生育期的供氮水平较高，为水稻旺盛生长提供了良好的营养环境。Shen A.L.等研究表明[7]，施用缓/控释肥所形成的庞大、分布深广的根系为水稻健壮、旺盛生长及形成高产群体奠定了良好基础。唐栓虎等研究表明[8]，施用控释肥的水稻茎基部粗度显著大于普通施肥，同时茎根比降低、深层根增多、根深指数增大，且地上部和地下部生长协调，植株重心降低，抗倒伏能力明显增强。针对控释肥增产机理已有较多研究报道，而针对水稻种植过程中控释肥的用量探索尚未见相关的研究。为探索化肥和农药双减模式下的水稻控释肥的应用，采用不同用量控释肥基施与常规施肥方式进行对比试验，以期为水稻控释肥的大面积推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于山东省莒县阎庄镇徐家当门村，该区位属温带半湿润季风气候，常年平均降雨量789 mm，60%以上的降雨集中在6月至9月，雨热同季；年平均气温14.5 ℃，年平均≥0 ℃的积温4 659 ℃，年日照数2 439 h，光热资源丰富；全年无霜期240 d。供试土壤碱解氮69.5 mg/kg、有效磷59.2 mg/kg、速效钾26.9 mg/kg。

1.2 试验方法及设计

供试水稻为临稻16，播种前用石灰水浸种。2016年5月2日开始育苗，6月13日灌水泡田，6月14日插秧和井灌。各处理亩(1亩=666.67m2，下同)墩数19 000，墩苗数5.6，基本苗100 000。田间管理：7月7日开始晾田，7月8日用吡虫啉+高氯·甲维盐+苯甲·多菌灵叶面喷施防病治虫，7月16日用高氯·甲维盐+苯甲·多菌灵+氨基酸叶面肥叶面喷施，7月25日喷菌核净，8月3日喷井岗霉素，抽穗前喷施三环唑以预防穗颈瘟病。

供试肥料：控释肥(27- 8- 10)由山东农大肥业科技有限公司提供，控氮比70%，w(腐殖酸)=3%；生物有机肥由六国化工有限公司提供，w(有机质)=60%，有效活菌数2亿/g，w(N+P2O5+K2O)=10%。

试验共设4个处理：CK，对照，习惯施肥，普通复合肥(27- 8- 10)55.0 kg/亩+生物有机肥(15.0 kg/亩)+尿素(14.5 kg/亩)，其中5.5 kg/亩尿素于插秧前撒施，9.0 kg/亩尿素于2016年6月22日撒施；K1，控释肥60.0 kg/亩+生物有机肥15.0 kg/亩，插秧前撒施；K2，控释肥70.0 kg/亩+生物有机肥15.0 kg/亩，插秧前撒施；K3，控释肥80.0 kg/亩+生物有机肥15.0 kg/亩，插秧前撒施。各处理在7月16日结合防病治虫喷施氨基酸叶面肥，其他时间未追肥。每个处理的种植面积为1.01亩。

1.3 测定指标与分析

分蘖消长变化调查：各处理插秧后固定点位，同一行上连续数10墩计总茎蘖数，每隔4～5 d调查1次，重复2次。

产量计算：机械收获，实打计产，杂质和损耗不计，称重时用日本进口谷物水分测试仪测试水分，并按14.5%折实计算亩产量。

节间长度测量：收获前各处理取2墩，室内结合考种进行。

数据采用Excel和SAS软件进行计算与统计分析，运用LSD法检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻产量的影响

不同处理对水稻产量的影响如表1所示。

表1 不同处理对水稻产量的影响

处理亩产量/kg增产率/%K1626．06．0K2622．15．4K3638．28．1CK590．3

从表1可看出：控释肥处理的水稻产量均高于对照处理，水稻增产幅度在5.4%～8.1%，其中以控释肥80 kg/亩用量水平下的水稻产量最高，增产幅度为8.1%；在该地块地力水平下，控释肥用量60～80 kg/亩范围内，控释肥减少用量对水稻产量的影响并不明显。

2.2 不同处理对水稻分蘖消长变化的影响

不同处理对水稻分蘖消长的观测记录如表2所示。

表2 不同处理对水稻分蘖消长的观测记录 株

注：1)观测记录为10墩的茎蘖数

从表2可以看出：控释肥处理的最高分蘖期基本集中在7月9日前后，而对照处理则出现在7月14日，即控释肥处理的水稻最高分蘖期较对照处理提前5 d左右；不同控释肥处理间分蘖高峰期出现的时间差别并不明显。对照处理分蘖高峰期延迟，说明对照处理追施尿素后，延长了分蘖期，使其最高分蘖期延后。

符建荣研究指出[9]，缓/控释肥料养分释放缓慢、均衡，水稻分蘖期植株得到的营养较少，特别是氮素营养相对较少，因此分蘖不快，分蘖势不强，高峰苗比对照处理少，有效穗数比对照处理略少，但成穗率比对照处理高。本研究从分蘖成穗率上看，K3处理分蘖成穗率73.6%，K2处理分蘖成穗率75.5%，K1处理分蘖成穗率74.6%，对照处理分蘖成穗率71.4%，不同处理之间并无明显差别，但控释肥处理的分蘖成穗率均高于对照处理，说明施用控释肥有利于提高水稻的分蘖成穗率。

稻株抗倒伏性能对水稻高产稳产有至关重要的影响[10]。如图1所示：与对照处理相比，不同控释肥处理对稻株茎节的影响各有不同，穗下茎节和倒二茎节长度整体高于对照处理，表明控释肥肥效稳长；不同控释肥处理的稻株倒五和倒六茎节长度均低于对照处理，说明控释肥能缩短稻株基部节间长度，从而有利于提高稻株抗倒伏性能。

图1 不同控释肥处理对稻株节间长度的影响

2.3 不同处理对土壤硝态氮和铵态氮含量的影响

高水平氮素养分供应是水稻增产的营养基础。采集水稻生长中期土壤样品进行土壤无机态氮含量分析化验，结果(图2)显示除K1处理的土壤无机态氮含量稍低于对照处理(原因是K1处理的氮素投入量比对照少约25%)外，K2以及K3处理的土壤无机态氮含量分别比对照处理高3.12%和10.89%。试验结果表明，等量氮素投入或减少12%氮素投入的情况下，均能提高土壤无机态氮含量，从而形成比较稳定、均衡的氮素供应状态，有助于水稻高产稳产。

图2 不同处理对土壤无机态氮含量的影响

综上说明：控释肥在水稻开花孕穗及灌浆期间实现了较好的氮素供应，为增产提供了养分条件；在水稻生长中后期，土壤硝态氮和铵态氮含量高于对照处理，保证了水稻籽粒灌浆，满足水稻对氮素的吸收利用，从而提高了水稻产量。

2.4 不同处理对土壤有效磷含量的影响

氮、磷、钾中任何一种元素不足都将导致作物生长发育异常和产量降低。由最小养分定律可知，这种亏缺的元素便成为生产中的障碍因子，是施肥时首要解决的问题。水稻施用磷肥后，稻株生育良好，分孽正常，提早成熟，产量提高。近年来的研究表明，植物叶片细胞质中的无机磷酸盐通过叶绿体膜上的“磷酸运转器”控制着光合初产物，但磷肥容易沉淀，这些因素都会造成肥效期短、肥料利用率低，对生态环境影响较大。

如图3所示，与对照处理相比，不同用量控释肥处理的土壤速效磷含量在水稻拔节期分别提高4.32%，5.16%和10.23%，而在水稻成熟期分别提高2.52%，2.78%和6.57%。控释肥的控氮作用对土壤磷素的保育有正效应，表明适量控氮有利于促进水稻对磷的吸收和积累。

图3 不同处理对土壤有效磷含量的影响

2.5 不同处理对土壤速效钾含量的影响

钾对增进水稻代谢功能及增强水稻抗逆性都十分重要，特别是在增施氮肥和磷肥时，施用钾肥的作用更显得重要。但随着产量的不断提高，水稻从土壤中所摄取的养分也随之增加。在水稻种植过程中，往往只重视氮肥和磷肥的施用，而轻视钾肥的施用，以致大多数地区土壤中的钾已不能满足水稻高产的需求，成为水稻高产的限制因素。

如图4所示，在水稻拔节期，不同用量控释肥处理的土壤速效钾含量较对照处理分别提高4.89%，10.17%和23.56%；在水稻成熟期，不同用量控释肥处理的土壤速效钾含量分别比对照处理提高3.44%，6.23%和13.21%。结果表明，控释肥能协同提高土壤速效钾的含量，可为水稻对钾素的需求提供保障。

图4 不同处理对土壤速效钾含量的影响

2.6 不同处理对土壤电导率的影响

肥料本身就是一种盐分离子，如果在作物生长初期养分浓度过大，会引起烧苗。土壤电导率是反映土壤养分的重要指标，通过检测土壤电导率大小，即可判断土壤盐分含量。李方敏等的研究表明[11]，控释尿素的氮素初期养分释放量较少，氮养分浓度较低，不会超过水稻的耐盐阈值，从而保证水稻幼苗正常生长。焦晓光的研究表明，控释尿素基本不会影响水稻幼苗的正常生长，反而可促进水稻的分蘖。

图5 不同处理对土壤电导率的影响

如图5所示：在水稻苗期，不同用量控释肥处理的土壤电导率均小于对照处理，这是由于控释肥对养分的控释作用，在水稻生长初期养分浓度较低，土壤电导率较小，降低幅度达到15.5%～32.9%，表明氮素的控释效应能降低土壤电导率；在抽穗期，对照处理的土壤电导率与不同用量控释肥处理的差异不大，这是由于在水稻抽穗期，对照处理增施尿素，土壤中的养分浓度有一定升高，而控释肥的氮素养分释放达到一定值，此时土壤中的养分浓度则有利于促进水稻生长。

3 结语

(1) 不同控释肥用量处理的水稻产量均高于对照处理，增产幅度在5.4%～8.1%，其中以控释肥用量80 kg/亩的产量最高。

(2) 控释肥处理的水稻整体最高分蘖期较对照处理提前5 d左右，同时能缩短稻株基部节间长度，有利于提高抗倒伏性能。

(3) 控释肥料既有控氮又有保氮作用，在等量氮素与减量12%氮素投入条件下，土壤无机态氮含量仍分别增加10.89%和3.12%。

(4) 与对照处理相比，不同用量控释肥处理的土壤速效磷含量提高4.32%～10.23%(拔节期)和2.52%～6.57%(成熟期)，土壤速效钾含量提高4.89%～23.56%(拔节期)和3.44%～13.21%(成熟期)，即控氮作用对土壤磷素和钾素的保育有正效应。

参考文献

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[11] 李方敏，樊小林，陈文东.控释肥对水稻产量和氮肥利用效率的影响[J].植物营养与肥料学报，2005(4)：494- 500.