聚氨酯包膜型缓释肥对婺城地区双季稻产量及化肥利用率的影响

蒋敏华，丁懿，李宽，孟浩然，潘奕旻，张超

(金华市婺城区植物保护和耕肥管理站，浙江 金华 321025)

金华地处金衢盆地东段，为浙中丘陵盆地地区，地势南北高、中部低。“三面环山夹一川，盆地错落涵三江”是金华地貌的基本特征。金华属亚热带季风气候，四季分明，雨热同季，降水充沛，适合农业生产。根据2020年金华市统计数据显示[1]，全市农作物播种面积达11.715万hm2，其中粮食播种面积7.815万hm2，产量45.2万t。

稻米是浙江省的主粮，保障水稻生产安全具有重要的现实意义[2-3]。肥料是农作物的粮食，其在农业生产中具有无可替代的作用。合理施肥是水稻保质保量的重要措施之一，然而过量施肥、偏重氮肥、表面撒施等不合理施肥方式造成化肥利用率低下，不仅影响农户的投入产出比，甚至造成一定的面源污染[4-5]。聚氨酯包膜型缓释肥[6-7]是近年来企业主推的缓释肥品种，由于其在肥料颗粒表面制备了一层控释膜，利用膜层将高浓度速效养分与土壤分隔开来，是一种优良的缓释肥。本试验结合测土配方施肥相关工作，研究聚氨酯包膜型缓释肥对婺城地区双季稻产量及化肥利用率的影响，为进一步推动测土配方施肥、提高肥料利用率工作以及推广缓释肥应用打下基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于金华市婺城区蒋堂镇蒋堂村，土壤为潴育型水稻土，质地为黏壤土，肥力中等偏上。试验地土壤基本理化性质为全氮含量1.48 g·kg-1、速效氮含量123.00 mg·kg-1、有效磷含量140.00 mg·kg-1、速效钾含量218.00 mg·kg-1、有机质含量27.30 g·kg-1、pH值5.64。

1.2 供试材料

试验地早稻品种为金早47，晚稻品种为甬优15。试验肥料有茂施聚氨酯包膜型缓释掺混肥(N 26%、P2O510%、K2O 15%，)，尿素(N 46%)，过磷酸钙(P2O512%)和氯化钾(K2O 60%)。

1.3 试验设计

水稻化肥利用率试验共设置4个处理，分别为全肥处理(NPK)、无氮处理(PK)、无磷处理(NK)和无钾处理(NP)，无氮、无磷、无钾处理指相对于全肥处理分别不施氮、磷、钾肥。

全肥处理施肥量需根据土壤基本理化性质以及设定水稻目标产量，然后根据地力差减法进行估算。早稻目标产量为6 000.0 kg·hm-2，施肥量折纯后分别为N 156.0 kg·hm-2、P2O560.0 kg·hm-2、K2O 90.0 kg·hm-2；晚稻目标产量为8 250.0 kg·hm-2，施肥量折纯后分别为N 175.50 kg·hm-2、P2O567.50 kg·hm-2、K2O 101.25 kg·hm-2。

各处理具体施肥措施如下：

早稻试验：NPK，基施缓释肥360 kg·hm-2，追缓释肥240 kg·hm-2作分蘖肥；PK，基施过磷酸钙500 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2；NK，基施尿素204 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2，追尿素135 kg·hm-2作分蘖肥；NP，基施尿素204 kg·hm-2、过磷酸钙500 kg·hm-2，追尿素135 kg·hm-2作分蘖肥。

晚稻试验：NPK，基施缓释肥405 kg·hm-2，追缓释肥270 kg·hm-2作分蘖肥；PK，基施过磷酸钙562.5 kg·hm-2、氯化钾169.5 kg·hm-2；NK，基施尿素229.5 kg·hm-2、氯化钾169.5 kg·hm-2，追尿素153.0 kg·hm-2作分蘖肥；NP，基施尿素229.5 kg·hm-2、过磷酸钙562.5 kg·hm-2，追尿素153.0 kg·hm-2作分蘖肥。

各处理分别设置3个重复，小区大小均为4.15 m×6.20 m，小区间筑埂隔离，田埂使用黑色薄膜深埋覆盖，以防小区间串水。各小区单灌单排，其他田间管理措施保持一致。试验地水稻收获时，进行现场实打实收测定籽粒鲜产，并利用作物水分测定仪测定水稻籽粒水分，从而得到籽粒产量；同时采集水稻整株样品10丛左右带回实验室，用实验室小型脱粒机进行脱粒，然后将籽粒和秸秆分别烘干计重，以计算水稻谷草比，从而得到秸秆产量，随后将样品研磨以测定籽粒和秸秆的氮磷钾养分含量。

1.4 指标测定

采用元素分析仪(Elementar，德国)测定水稻秸秆和籽粒样品中全氮含量，H2SO4-H2O2法消煮、钼锑抗比色法测定样品中全磷的含量，用火焰分光光度计测定样品中的全钾含量。

水稻化肥利用率计算：

氮(磷或钾)肥利用率等于全肥区水稻吸氮(磷或钾)量减去无氮区(无磷区或无钾区) 水稻吸氮(磷或钾)量，再除以施氮(磷或钾)量的百分比率。

2 结果与分析

各处理水稻产量及氮磷钾养分指标统计如表1。从表中可以看出，全肥处理产量明显要高于其他缺素处理，并且缺氮处理产量减产最为严重。氮磷钾是水稻生长发育所必需的大量营养元素，要获得水稻高额而稳定的产量，必须要有一定的物质基础，除光照、空气、温度等自然条件外，水肥就是最重要的两个因素，而肥料中以氮磷钾肥需求最大。根据表中数据可知，氮肥对于产量的贡献最大，磷钾肥次之；其次氮磷钾肥具有协同作用，全肥处理生物量不仅明显高于其他缺素处理，其氮磷钾养分指标也高于其他缺素处理。因此，水稻施肥应注意氮磷钾平衡，不可偏施氮肥而忽略磷钾肥。早稻全肥处理目标产量为6 000.0 kg·hm-2，实际产量为6 405.0 kg·hm-2，晚稻全肥处理目标产量为8 250.0 kg·hm-2，实际产量为8 707.5 kg·hm-2，均略高于目标产量。

表1 各处理水稻平均产量及养分指标Table 1 Average yield and nutrient indexes of rice under each treatment

根据水稻籽粒和秸秆产量及其氮磷钾养分含量分别计算各处理水稻吸收氮磷钾的量，进而计算氮磷钾利用率，记录如表2。

表2 水稻化肥利用率Table 2 Rice fertilizer utilization efficiency

由表2可知，全肥处理养分供应较为平衡，有利于水稻正常生长发育，水稻植株对氮磷钾养分的吸收量均是最高的。与全肥处理相比，缺氮处理对水稻植株的正常生长发育影响较大，水稻生物量降幅较大，不仅吸氮量最低，而且吸磷量和吸钾量也不高；缺磷处理不仅吸磷较低，同时还影响水稻植株对氮钾的吸收；同样，缺钾处理不仅吸钾较低，也影响了水稻植株对氮磷的吸收。通过计算可知，早稻化肥利用率分别为N 44.9%、P2O525.2%、K2O 49.1%，晚稻化肥利用率分别为N 43.6%、P2O527.8%、K2O 51.6%。

3 结论

世界农业发展实践证明，施用化肥是最快速、最有效、最重要的增产措施。我国是生物密集型农业，农业增产对化肥的依赖程度很高。目前，我国肥料的当季利用率[8-10]氮肥为30%～35%，磷肥为10%～25%，钾肥为35%～50%。由于肥料利用率较低，其中氮肥通过挥发、淋溶及径流等途径损失巨大，随之带来土壤肥力下降、农产品品质降低、环境面源污染等严重问题。目前我国的肥料施用还处于以速效性肥料分次施用为主体的施肥阶段，而速效性肥料不仅利用率低，而且成本高、污染严重。应用缓效性肥料，采用针对性施肥技术是从根本上解决我国目前施肥落后现状的重要途径，也是农业生产发展的必然选择。因此，如何提高肥料利用率，充分发挥肥料的作用，对我国农业可持续发展意义重大。

合理施肥是保证水稻高产优质的重要措施之一，合理施肥须根据水稻生长需肥特点、土壤供肥能力及目标产量等制定合理的施肥方案。水稻对氮磷钾元素需求量大，为获得高产，往往出现过量施肥、偏重氮肥、施肥节点不当等不合理施肥现象，造成肥料利用率低下，不仅影响农户的投入产出比，甚至造成一定的面源污染。水稻对氮肥的需求量最大，整个生育期内对氮素都有一定的需求量，水稻对氮肥主要有两个吸收峰，一个是分蘖盛期，另一个是抽穗期，两个吸收峰对水稻高产具有重要意义，因而要注意及时补充氮肥[11-12]。水稻对磷肥的需求量较少，只有不到氮肥的一半，其吸收峰主要出现在苗期和分蘖盛期，在这个时期要保证磷肥的供应充足。钾肥的吸收主要是在分蘖盛期至拔节期，水稻抽穗开花时则基本停止吸收钾肥了。一般来讲，稻田供肥能力均较好，通常磷钾肥基施后基本能保证水稻的吸收利用，而氮肥往往是制约水稻高产的主要因子，因此，常规施肥模式主要以基施复合肥并在分蘖期和抽穗期追施尿素为主。缓释肥料能缓慢而持久地释放出植物生长必需的营养元素，具有养分齐全、配方合理、长效化等特点，还可以减少因淋溶、固定或分解作用而造成的养分损失，防止作物前期早衰和后期脱肥。与普通肥料相比，缓释肥的另一优点是省工、省钱，甚至一次施肥就能基本满足作物正常生长需求，避免了多次追肥生产成本的增加。

本试验依托测土配方技术，根据土壤供肥能力、水稻需肥规律及目标产量等，采取以土定产、以产定肥、施用缓释肥等原则，制定科学合理的施肥方案，在方便农户操作的前提下尽可能提高化肥利用率。试验结果显示，早稻全肥处理目标产量为6 000.0 kg·hm-2，实际产量为6 405.0 kg·hm-2，化肥利用率分别为氮 44.9%、磷 25.2%、钾49.1%；晚稻全肥处理目标产量为8 250.0 kg·hm-2，实际产量为8 707.5 kg·hm-2，化肥利用率分别为氮 43.6%、磷 27.8%、钾51.6%。聚氨酯包膜型缓释肥由于在肥料颗粒表面制备了一层控释膜，其利用膜层将高浓度速效养分与土壤分隔开来，是一种优良的缓释肥，施用聚氨酯包膜型缓释肥双季稻氮磷钾平均利用率分别达44.3%、26.5%和50.4%，建议施用聚氨酯包膜型缓释肥替代普通复合肥。