邗江水稻氮肥减量运筹对氮肥利用率试验影响分析

胡涛 杨晓东 孙萍

摘 要：本研究以南粳9108为主要试验材料，通过设置氮肥减量10％的情况下四个不同施肥比例，以不施氮和常规施氮为对照，共六个处理，以研究在水稻氮肥减量10％的情况下，不同基蘖肥和穗肥施用比例对水稻的产量构成因子、产量和氮肥利用率的影响。试验结果显示，与常规施肥和不施氮肥相比，氮肥减量10％对水稻产量有一定影响，但可以通过寻找最佳施肥比例来弥补。基蘖肥：在穗肥为6∶4施肥处理下，水稻产量显著高于其他处理;同时，在氮肥减量10％的条件下，基蘖肥：穗肥为6：4施肥氮肥利用率最高。由此说明，水稻种植过程中化肥减量10％的情况下，可以通过调整基蘖肥和穗肥的施用比例提高植株氮肥利用率，从而确保水稻的稳产和增产。

关键词：水稻；氮肥；基蘖肥；穗肥；产量；氮肥利用率

水稻是我国的主要粮食作物之一，我国水稻的常年种植面积大约为3000×104hm2，其种植面积约为全国粮食作物种植面积的百分之三十，其中水稻产量大约占全国粮食作物总产量的百分之四十。所以努力提高水稻生产技术水平，对于维护国家的粮食安全和社会安定具有重要意义[1]。为提高水稻产量，合理施用氮肥是有效途径之一，氮肥施入量与水稻的生理特性、产量等性状形成存在密切联系[2]。而基蘖穗肥的用肥比例、用肥时期对水稻产量也能起到至关作用的效果[3]。同时，氮肥的合理施用可以充分激发土壤氮素潜力，从而以最少的成本投入同时满足水稻高产对氮素的需求[4]。我国稻田的单季磷钾的利用率，只有百分之三十三至百分之三十八左右[5]，已大大落后世界平均水平，造成了氮肥资源的巨大损失。导致这种现象的主要原因是农户在生产中普遍过于追求经济效益，因此通过增施化肥以提高农作物产量。而由于化肥，尤其是氮肥的过量使用，导致土壤酸碱度改变，出现酸性、板结、盐渍化等现象从而造成减产问题，人们为了提升产量往往增施更多的肥料，恶性循环的耕作机制导致耕地质量不断下降。另外，由于氮肥的施用量增多，也很容易产生生态环境问题，如土壤富营养化、地下水的NO3-和-N浓度超标、大气中的N2O排放量增多等[6]。因此，探寻合理的肥料用量、科学的施肥方式，形成良性的耕作机制是保护耕地質量、保证作物产量，改善我国农田肥料过度施用现象，建立可持续农业良性发展模式的根本途径。

扬州市邗江区地处江苏中东部、长三角腹地。全区现有耕地面积约1.77万hm2[7]。全区按区域可分为沿江、沿湖和丘陵三片区域，土壤质量良好，有69％的土壤达国家一级标准，完全适合绿色食品生产要求，有31％的土壤达国家二级标准[8]。2009年全区土壤测试结果显示，全区有机质含量平均值为30.22g/kg，有机质含量在10-30g/kg的土壤主要分布在杨寿、方巷等北部丘陵地区，有机质含量在30-40g/kg的土壤主要分布在汊河、蒋王和瓜州等南部沿江地区。根据第二次土壤普查数据，全区有效磷含量平均值为6.3mg/kg、全区的速效钾含量平均值为71.5mg/kg，沿江区域的土壤有效磷含量显著高于丘陵区域。丘陵区域速效钾含量显著高于沿江区域。总体来看，虽然邗江区土壤有机质含量较为丰富，但有效磷、速效钾的含量远远不能满足作物高产的需要，同时，不同类型地区之间肥力差异非常显著。近些年邗江区通过大力推广测土配方肥、秸秆还田等措施以达到减少化肥使用量的效果，并已初见成效。但邗江区仍然存在耕地质量总体不高、中低产田占比较高、土壤肥力不均匀和用地养地意识淡薄等问题。为提升耕地质量、提高作物产量，必须改良中低产田的土壤质量和改善土壤肥力不均的现状。基于以上问题，本研究在邗江区公道镇实施了水稻肥料利用率试验，目的是在减少肥料的总施用量条件下，通过探寻氮肥最佳施肥方式，确保水稻的稳产和高产，为解决水稻邗江区施肥的瓶颈问题，提供理论依据和实践经验。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验地点：试验于2022年5月至2022年10月在邗江区公道镇的“江苏省耕地质量与农田环境长期定位监测点”试验田中实施。本试验点的农田土中全氮含量为1.64g/kg、全磷含量为0.61g/kg、有效磷含量为31.8mg/kg、速效钾含量为162.7mg/kg、土壤中有机质含量１为25.6g/kg、土壤总容重为1.292g/cm3、土壤pH值为6.27。

试验品种：南粳9108（苏审稻201306），由江苏农业科学院粮食作物研究所以武香粳14号、关东194杂交，属于迟熟中粳稻类型。适合于江苏省苏中及宁镇扬丘陵地区的农业栽培。

实验设置：本试验一共设置了四种氮肥减量高效运筹模式，在减氮10％的条件下，设置了基蘖肥和穗肥的配比为8∶2、7∶3、6∶4和5∶5，分别为T1，T2，T3，T4，另外还设置不施氮肥处理T0和当地大面积常规施用量处理T0，共六个处理， 每个处理做三次重复，总共十八个小区，小区面积约36m2，小区之间采用35-40cm高的土埂并用塑料薄膜进行深埋并包埂，各小区进行单独排灌。大面积区常规施肥为纯氮300kg/hm2，氮肥减量区为纯氮270kg/hm2， 其中试验中的基蘖肥为基肥∶蘖肥为6∶4，其中基肥在试验品种移栽前1d时投入，分蘖肥在试验品种移栽后三叶期时投入，穗肥在试验品种进入倒四叶期再投入。P2O5∶K2O =1∶2，其中磷肥均在基肥时一次性施入，钾肥分基肥（70%）和拔节肥（30%）两次施入。不施氮区的磷、钾肥用量及施用方法与施氮区一致。氮、磷、钾肥分别以尿素（N46%）、三元复合肥（26-10-15）、过磷酸钙（P2O512%）、氯化钾（60%）经折算后施用。

田间管理：水稻采用机插秧移栽秧苗，栽培管理按当地大面积生产统一实施病、虫、草害防治。

1.2测定项目与方法

1.2.1水稻产量及其构成因子

在水稻成熟期， 每个处理调查一平方米的水稻穗数，计算平均穗数，再将每个处理取有代表性的植株十穴，将水稻脱粒后，采用水漂法区分饱粒（沉入水底者）与空瘪粒，再计算每穗的粒数，最后测算稻米结实率、千粒重和产量。

1.2.2水稻生物产量

在水稻成熟期，按照平均穗数，每个处理取有代表性的植株十穴，再分为叶、茎鞘、穗等部分，于105℃下杀青30min，经80℃下烘烤至恒重，以计算干物质重，并计算生物产量。

1.2.3水稻植株氮素养分含量

将成熟期水稻的植株样品按各种器官粉碎后，用半微量蒸馏法测定全N含量。

1.2.4氮肥利用率计算

计算每个处理的氮肥利用率。方法如下：

氮肥利用率（%）=（A-B）/C×100%

A：施氮肥区水稻地上部分吸氮量，kg/hm2；B：无氮区水稻地上部分吸氮量，kg/hm2；C：氮肥施用量（N），kg/hm2

2结果与分析

2.1不同处理的产量构成

如表1所示，通过施用氮肥可以提高水稻产量，T0，T1，T2，T3，T4处理水稻产量均高于T0。与大面积常规施氮量（T0）相比，T1，T2，T3，T4各处的理论产量无显著下降趋势，其中T1，T4处理的实际产量、理论产量以及生物产量均低于T0。且T2，T3处理的理论产量、实际产量以及生物产量均高于T0。T2，T3处理的理论产量、实际产量以及生物产量均高于T0，表明氮肥减量10%对水稻产量有一定影響，但可以通过寻找最佳施肥比例来弥补。氮肥减量10%处理下，T2处理水稻理论产量、实际产量以及生物产量均高于其他处理。氮减量10%处理下，T2，T3处理每平方米穗数均显著高于T0，T0，T1，T4处理；每穗粒数各处理间无显著差异。T1处理结实率显著高于其他处理，T3，T4处理结实率显著高于TO和T0处理。以上结论证明：氮肥减量10％处理下，加以合理的基蘖肥与穗肥比例可以做到氮肥减量的同时不显著影响水稻产量。

2.2不同处理肥料利用率

2.2.1 不同施氮处理对氮肥利用率的影响

化肥使用率是反映施肥效益的重要指标，其值的高低直接反应了肥料施用效果。氮肥对水稻产量的贡献是最直接的，从表2中可以看出，施用氮肥可以增加水稻地上部分吸氮量。减氮10%与大面积常规施氮量（T0）相比，T1、T2、T3、T4处理下，籽粒和秸秆中全氮含量均高于T0，在减氮10%处理中，T2处理的籽粒全氮量、秸秆全氮量以及地上部分的吸氮量均高于其他处理，故T2处理的氮肥效率也最高。证明了减氮10%对氮肥利用率无显著降低影响，相反还提高了水稻的氮肥利用效率。而造成这种现象的可能原因是水田土壤长期淹水，土壤会分成多层，施肥时施于表面氧化层的氮肥发生了反硝化作用，不能被水稻吸收利用，而施肥量越大，因这种现象所造成的损耗也会越大。

3结论与讨论

水稻产量受到诸多因素的影响，如田间水肥管理、品种的选用、病虫草害的防治以及氮肥用量、氮肥基穗比的选择。其中水稻基蘖肥的作用是促进水稻的有效分蘖达到预期收获穗数;水稻穗肥的作用是保证水稻茎蘖成穗率，增加每穗粒数，从而确保结实率与千粒重的稳定，为高产提供保障。本试验结果表明，在邗江区公道镇减氮10%条件下，与常规施氮肥相比，减氮10%会对水稻产量及产量构成因子产生一定影响;但可以通过寻找最佳施肥比例来弥补，基蘖肥和穗肥的配比为7∶3、6∶4水稻产量均高于常规施氮区。本试验证明了在邗江区公道镇水稻氮肥减施10%通过科学合理的施肥方式可以提高水稻产量的同时提高水稻氮肥利用率，为水稻田间施肥找到了科学合理的基穗比。同时本实验结果还表明，较常规施氮，氮肥减量10％可以提高氮肥利用率。提高氮肥利用率可以在生产中减少氮肥使用量，以达到节省成本增加收益的目的。水稻种植过程中氮肥的损失途径较多，但主要是通过硝化作用导致氮肥无法被水稻吸收利用。我们可以通过深层施肥的方式让氮肥施到土壤还原层中以达到避免肥料在氧化层中进行硝化作用，从而提高水稻氮肥利用率。

肥料减量对农田效率的提高、农村综合生产能力的增强和自然环境的维护有着非常关键的作用。近年来，邗江区虽然通过大力推广测土配方肥、秸秆还田、水肥一体化、水稻侧深施肥等技术已取得初步成效，但全区有机肥资源利用率较低、施肥方式普遍落后的问题仍不容小觑。本地区在完善升级现有技术的同时要结合其他先进技术，以达到精准施肥、分类指导、有机替代、绿色引领的目的。以此进一步推进化肥减量技术的落地，提升中产田的土壤肥力，以提高农作物产量。全区应大力推广秸秆还田、有机肥化肥相结合、机械化深耕和测土配方施肥等技术，对于蒋王、槐泗等果蔬种植设施农业基地要大力推广水肥一体化技术。同时要加强对农户的相关培训，以改变增施化肥以提高农作物产量的片面思想。但邗江区存在参加培训农户的年龄普遍较大，理解吸收能力较差等问题。因此相关部门应积极呼吁区内青年返乡创业，并给予一定的政策优惠和相关补贴。同时我们要优化农技培训相关内容，重点围绕以下几个方面：第一，肥料减量的问题就是关于科技发展的基本理念，农民在施肥过程中还面临着"重大量元素，轻中量元素"的情况，在科学合理地施肥方式上还存在不足，比如对于微量元素，水稻应以硅肥和锌肥为主;对于油菜、果树应以硼肥为主;小麦用应以硅肥和锰肥为主;而花生大豆以及豆科作物，则应以锰肥为主等。第二，化肥减量，到底应该减施哪个时期的化肥？所减少的化肥是否需要通过施用有机肥或测土配方肥等方式进行补充？如果需要补充，补充的量又是多少？同时哪个时期的肥料又坚决不能减少？以上这些问题，农户并不清楚。因此，我们应加强培训力度，同时优化培训内容，让农户学习了解更多的种植技术，改变多施肥多收益的观念已达到合理的化肥减量，提高化肥利用率的效果。

参考文献：

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[3]刘生荣.关中棉区棉田杂草分布及化学除草技术[J].陕西农业科学，2004（5）：96-97.

[4]张满利，陈盈，侯守贵，等.氮肥运筹对水稻产量和氮肥利用率的影响[J].作物杂志，2010（6）：46-50.

[5]刘源.农业绿色低碳发展法律制度研究[D].河南大学，2023.

[6]郑华斌，傅荣富，贾巍，等.氮肥减量与替代方式对华南稻区水稻产量及氮肥利用效率的影响[J].作物研究，2019，33（2）：91-95.

[7]郑峰.颍泉区耕地质量现状与保护提升对策[J].安徽农学通报，2023，29（13）：112-115.

[8]刘宇庆，刘燕，杨晓东，等.扬州市邗江区耕地质量现状与对策[J].安徽农业科学，2019，47（1）：49-50.