吴茂力 敬树忠姜心禄 陈莉
(1四川省原子能研究院,成都610066;2四川省农业科学院作物研究所,成都610066;3成都大美种业有限责任公司,成都610066;4成都尚食农业科技有限公司,成都 610051;第一作者:723364510@qq.com;*通讯作者:jxinlu679@126.com)
氮肥的合理施用是促进水稻生长发育、提高产量的重要手段之一。在一定施氮范围内,水稻的产量随氮肥用量的提高而增加,且水稻氮肥利用率也与品种耐受能力、土壤特性、水分管理及栽培模式等诸多因素有关[1-5]。因此,氮肥运筹需要针对不同品种特性,因地制宜,因种施肥[6-8]。常规尿素具有速效性,同时也存在利用率低的缺点[9-10]。为提高氮肥利用率,如何开发具有增效、缓释等功能的新型尿素,成为大田生产和研究的热点[11-12]。腐植酸和黄腐酸对地力保护、增强作物抗逆能力具有特殊的作用,但由此开发的新型尿素对于水稻生产的影响,还少见报道。
杂交水稻新品种蜀优217于2015年通过国家审定,在国家区试中比对照Ⅱ优838增产8.0%,是近年审定品种中少见的高产品种,2018年通过超级稻认定。2016-2017年笔者所在团队连续2年在成都平原稻麦轮作区实施了系列栽培试验,旨在优化集成蜀优217的高产优质栽培技术,促进该品种的推广。
试验用水稻品种为蜀优217,系四川农业大学水稻研究所用 21A(♀)和成恢727(♂)选育而成的籼型三系杂交水稻,2015年通过国家农作物品种审定委员审定(审定编号:国审稻2015013)。试验种子由成都大美种业有限责任公司提供。
试验用腐植酸尿素为河南心连心化肥有限公司生产的“黑力旺”腐植酸尿素,含 N 46%,腐植酸 1.2~2.0 g/kg;“黄金肽”尿素,由四川美丰化工股份有限公司生产,总 N≥46%,黄腐酸 1.2 g/kg,粒径 1.18~3.35 mm,氨挥发抑制率≥10%;常规尿素,由四川美丰化工有限公司生产,总N≥46%。
双因素试验,主处理(A)为氮肥用量,设3个水平:A1,纯 N 8 kg/667 m2;A2,纯 N 10 kg/667 m2;A3,纯 N 12 kg/667 m2。副处理(B)为尿素类型,设 3个类型:B1,施腐植酸尿素;B2,施黄腐酸尿素;B3,施常规尿素。采用主裂区设计,重复3次。小区面积15 m2。本田氮肥运筹方式为底肥∶追肥∶穗肥=6∶2∶2。
试验于2016-2017年在四川现代农业产业(广汉)示范区(广汉市连山镇锦花村一组)进行。试验田前作小麦,土质沙壤,pH值 6.27,全氮 0.40%,有效氮293.23 mg/kg,全磷 0.09%,有效磷 11.66 mg/kg,全钾1.71%,有效钾 98.33 mg/kg,有机质 23.08%,镉 0.61 mg/kg。小麦收获时秸秆粉碎还田,淹水后旋耕,保水3d,待水落干成“花花水”时施用底肥,埋草提浆后插秧。试验于4月11日播种,5月22日移栽,移栽规格30.0 cm ×16.7 cm,小区面积 15 m2,3 次重复。
表1 氮肥用量与尿素类型对水稻产量及产量因素影响的方差分析(F值)
表2 不同氮肥用量对水稻产量及产量构成因素的影响
表3 不同类型尿素对产量及产量构成因素的影响
调查基本苗数、苗情动态、齐穗期、成熟期,齐穗后10 d调查有效穗数,成熟期时每个小区取3丛进行常规考种。试验于9月22日收获,分区实收,晒干风净计算产量。2年试验结果趋势一致,本文以2017年数据进行分析。
试验结果用DPS 14.50软件进行方差分析,Duncan新复极差法进行差异显著性检验。
由表1可以看出,主处理氮肥用量、副处理尿素类型及互作对蜀优217产量影响均达极显著水平,两者互作对结实率影响达极显著水平,但对有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重等产量构成因素的影响均未达到显著水平。
从表2可以看出,不同氮肥用量处理间的穗粒数、千粒重差异不显著,有效穗数、结实率差异显著。千粒重与品种本身的特性相关,受外界因素的影响较小。可以通过提高有效穗数和结实率,实现蜀优217的高产栽培。
随着氮肥用量从8 kg/667 m2提高到10 kg/667 m2,水稻产量略有增加,但差异不显著,但提高到12 kg/667 m2时,产量极显著降低。表明蜀优217高产的氮肥区间为 8~10 kg/667 m2。
从表3可见,不同类型尿素处理之间,有效穗数和千粒重的差异不显著,但穗粒数、结实率差异显著。因此,不同类型尿素是通过影响穗粒数、结实率来影响蜀优217的产量。
腐植酸尿素、常规尿素处理的产量极显著高于黄腐酸尿素处理,但腐植酸尿素和常规尿素处理间的产量差异不显著。这可能与试验采取底肥∶追肥∶穗肥=6∶2∶2的运筹方式有关,后期施肥比例增加导致腐植酸尿素缓释、长效的优势未能充分体现,而黄腐酸尿素未体现出增产优势。
由表4可以看出,不同氮肥用量与尿素类型处理间蜀优217的有效穗数和千粒重无显著差异,其中,有效穗数在 14.44~16.43 万/667 m2之间,千粒重在28.75~29.96 g 之间。每穗粒数在 192.9~219.8 粒之间,A1B2 处理最高;结实率在 59.31%~81.35%之间,A2B2处理最高。可见,不同氮肥用量与尿素类型及其互作主要通过穗粒数和结实率影响蜀优217的产量形成。在不同氮肥用量与尿素类型处理下,A3B2处理产量最高,达到730.22 kg/667 m2,比最低的A2B2处理增产100.11 kg/667 m2,增幅达 15.89%。
表4 不同类型尿素与氮肥水平对水稻产量及产量因素的影响
本试验中,在氮肥用量为10 kg/667 m2时可获得较高产量,而腐植酸尿素在较低氮肥用量(8 kg/667 m2)也可获得较高产量,A1B1处理产量比A2B2处理增产10.20%,也高于A3B3处理,多施反而减产。因此,笔者认为少量施用腐植酸尿素就可以获得较高的产量,这对于降低成本和改善环境具有较好的效应,且研究中适宜的施氮量少于前人研究的结果[5]。
在一定范围内,水稻产量随供氮水平的提高而增加,但超过一定水平以后,水稻的产量和氮素利用效率将不再提高[12-14]。我国氮肥利用率较低。如何提高氮肥利用率,从而合理施肥实现高产,也关系到降低生产成本、减轻环境污染的问题[15]。前人对控释氮肥、氮肥添加剂等对水稻产量形成的影响虽然也有研究报道,但因方法不一,结论也存在较大的差异。与施用常规尿素相比,这些肥料在提高氮肥利用率方面有一定的效果[9,16-17]。腐植酸可以活化土壤养分、促进作物生长发育、增加土壤氮转化细菌数量和土壤微生物生物量[16,18]。在生产工艺中,加入腐植酸、黄腐酸生产的新型尿素,对于改善和协调产量构成因素从而实现高产、提高氮肥利用率、改善环境的效应还有待更深入的研究。
本试验结果表明,不同的尿素类型对水稻产量的影响差异明显。腐植酸尿素、常规尿素产量效应极显著高于黄腐酸尿素,且腐植酸尿素在较低氮肥用量也可获得较高产量。可见,施用腐植酸型尿素既可以获得高产,又能降低生产成本,减轻稻田环境污染。但结论和李超英等人的研究结果[18]不一致。
施用适量氮肥和选择合适类型的尿素,可以做到兼顾水稻生产和生态环境。结合前人研究和本试验结果可知,氮肥并非施用越多越好,新型尿素少施也可以达到常规尿素较多用量的增产效果,且兼有改良土壤、保护环境的作用。本试验中,施用较少腐植酸尿素(纯N 8 kg/667 m2)即可使蜀优217产量相当于常规尿素用量(纯N 12 kg/667 m2)时的产量水平。因此认为,在低温寡照的成都平原稻麦轮作区,蜀优217生产中可以选用腐植酸尿素以纯N 8 kg/667 m2、底肥∶蘖肥∶穗肥=6∶2∶2的运筹方式,即可获得较好的产量和环境效应。