新型控释肥对水稻产量与氮肥利用率的影响探讨

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新型控释肥对水稻产量与氮肥利用率的影响探讨陈贤友I，吴良欢"，李金先2,应金耀2(1.浙江大学环境与资源学院，环境修复与生态健康教育部重点实验室，浙江杭州310029；2.浙江省杭州市萧山区农业局，浙江萧山311201)摘要：以晚粳稻“秀水110”和“秀水11”为供试水稻品种，在田间条件下对金正大控释肥料对水稻产量及氮素利用效率的影响作了研究。控释肥掺混比例试验结果表明，与当地农民习惯施用普通尿素PU100%(N210kghm2)处理相比，等氮量下一次性基施控释尿素CRU100%和CRU70%+PU30%处理产量为8242.3kghnV?和7694.2kghm2,显著增产16.0%和&2%；氮肥利用率为27.38%和26.57%,显著提高144.90%和137.66%。控释肥用量试验结果表明，与当地农民习惯施用普通尿素(N240kghm'2)相比，等氮量下一次性基施CRU100%产量为7021.4kghm'2，显著增产2.9%；氮肥利用率为36.80%，显著提高37.52%。关键词：控释肥；产量；氮肥利用率；水稻中图分类号：S143」文献标识码：A文章编号：在人均占有耕地逐渐减少的情况下，我国将主要依靠提高单产来增加粮食产量⑴。施用氮肥是提高水稻产量的重要手段，但是口前我国农［□氮肥的利用率低,大部分氮素易挥发、淋失、硝化及反硝化，以各种形式进入大气和水环境2叫不仅造成肥料和能源的浪费，而且对环境带来了巨大的影响。因此如何有效地提高氮肥利用率，研制高效、无污染的肥料已成为现代农业科学研究的重大课题。许多研究表明"⑹，控释肥的施用能在不同程度上降低氨挥发量和氮素淋溶量，减少氮素流失对环境的污染。近年来，有关控释肥在小麦，棉花，水稻上的增产效应⑺⑼已有较多报道，但在水稻上主耍研究不同控释肥品种效应对控释肥用量及其掺混比例很少研究。本试验在田间条件下就控释肥用量及其与普通氮肥的掺混比例对水稻产量及其氮素利用效率的影响作了研究，现报道如下。1材料与方法1」试验设计试验于2007年6刀至11刀分别在浙江省杭州市萧山区新湾镇及瓜沥镇进行，供试土壤为中咸砂土，基木理化性状见表1。收稿H期：2008-7-10；修订H期：2008-10-30基金项目：“十一五”国家科技支撑项目2006BAD10B07,2008BADA4B03作者简介：陈贤友(1984-),女，广西柳江人，在读博士研究生，主要从事肥料资源与养分综合管理研究。*通讯作者：E-mail:finm@zju.edu.cn 表1试验地十•壤基础理化性状Tabic1Basicpropertyofsoilsintheexperimentalsites地点Site七壤类型有机质Organicmatter(gkg1)全NTotalN(gkg')碱解NAvailableN(mgkg1)有效PAvailableP(mgkgJ)速效KAvailableK(mgkg1)冇效sAvailableS(mgkg1)SoiltypePH新湾镇中咸砂土7.9533.571.0354.723.627.344.2瓜沥锁中咸砂土7.8928.960.8941.57.259.019.2试验采用单因素随机区组设计。新湾镇控释肥与尿素掺混比例试验设六个处理：(1)控释尿素100%(CRU100%)；(2)控释尿素70%+普通尿素30%(CRU70%+PU30%)；(3)控释尿素50%+普通尿素50%(CRU50%+PU50%)；(4)控释尿素30%+普通床素70%(CRU30%+PU70%)；(5)普通尿素全量(PU100%)；(6)不施氮肥(CK)o三次重复，小区面积41.6n?。瓜沥镇控释肥用量试验设七个处理：(1)控释尿素全量(CRU100%)；(2)普通尿素全量(PU100%)；(3)控释尿素70%(CRU70%)；(4)普通尿素70%(PU70%)；(5)普通复合肥30%+普通尿素70%(PCF30%+PU70%)；(6)控释专用BB肥(CRBBF100%)；(7)不施氮肥(CK)。其屮处理5和处理6的N+P2O5+K2O总养分相同，三次重复，小区面积15具体施肥用量见表2)。试验小区之间用土硬隔开，单独排灌，区组之间设走道。供试控释肥为山东金正大牛态工程有限公司生产的硫磺和树脂双层包膜控释尿素(N34%)及控释专用BB肥(23-ll-12)o供试普通肥料为尿索(N46%)；过磷酸钙(P2O514%)；氯化钾(也060%)；普通复合肥(15・15・15)。新湾镇试验区水稻供试品种为晚粳“秀水110”，2007年6月25FI施基肥，6月26日播种，7刀15日、7月26日、8刀17日、8月30日分别追施苗肥、分藥肥、穗肥及粒肥，11月12日收获并计产。瓜沥镇试验区水稻供试品种为晚粳“秀水11”,2007年6月17日施基肥，6月18日播种，7月5日、7月16日、8月7日、8月17日分别追施苗肥、分榮肥、穗肥及粒肥，11月13口收获并计产。表2试验处理及施肥量Tabic2Fertilizerratesforeachtreatment地点Site处理TreatmentN(kghm2)P2O5(kghm2)k2o(kghm2)施肥方法Fertilizerapplication新湾镇CRU100%2109090所有肥料一次性基施CRU70%+PU30%2109090所有肥料--次性基施CRU50%+PU50%2109090所有肥料一次性基施CRU30%+PU70%2109090所有肥料一次性基施PU100%21()9090尿素肥按基肥：苗肥：分藥肥：穗肥：粒肥3：2：2：2：1比例分5次施用，其它肥料一次性基施CK09090所冇肥料一次性基施瓜沥镇CRU100%2409090所有肥料一次性基施PU100%2409090尿索按基肥：苗肥：分麋肥：穗肥：粒肥3：2：2：2：1比例分5次施用，其它肥料一次性基施CRU70%1689090所有肥料i次性基施 PU70%1689090尿素按基肥：苗肥：分簾肥：穗肥：粒肥3：2：2：2：1比例分5次施用,其它肥料一次性基施PCF30%+PU70%3009090普通复合肥基施，普通尿素作追肥，按基肥：苗肥：分簾肥：穗肥：粒肥3：2.1：2.1：2.1：0.7比例分5次施用CRBBF100%240115125所有肥料一次性基施CK09090所冇肥料一次性基施1.2数据采集与分析1.土壤分析：试验地取15cm耕层基础土样，用常规方法®测有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硫、pHo2.植株分析：用常规方法［⑹测定水稻地上部茎叶、籽粒含氮量。稻株地上部总氮量是水稻茎、叶和穗部含氮量与其相应部位干物重乘积之和，最后用差值法计算各施肥处理的氮肥利用率⑼。3.考种与计产：小区试验每小区在播种时固定1平方市尺，播种30粒，立苗后调查成苗率，后定苗10株，每10天调查一次总苗数，分析分藥动态。收割时调查有效穗，取样考查穗粒结构，分小区实收产量。所有数据采用DPS软件进行统计分析。处理间差异显著性检验采用Duncan^新复极差检验法。2结果及分析2.1各施肥处理对水稻分藥动态的影响从图1A看出，新湾镇试验小区水稻分蕖初期，各处理之间茎菓数无显著差异;分藥盛期各处理茎藥数有显著差异。其中CRU100%与CRU70%+PU30%比PU100%的水稻茎簾数显著增加了13.6%和22.0%；PU100%茎榮数与其他各处理无显著差异。再由图1B可见，瓜沥镇试验小区水稻分藥初期，各处理之间茎藥数无显著差异。水稻分葉盛期各处理茎葉数存在显著差异，其中CRU70%比PU70%显著 增加了15.7%；CRU100%与PU100%之间以及CRBBF100%与PCF30%+PU70%之间均无显著差异，但均比CK显著增加。gu二♦CRUI0M—A—CRV501，PU恥O-CRU30%♦PU7Soioox♦-CHU100%—o—Ftiim—A—CRU70—ti—pu90.00T-P"3°''初亠“跚嘶一-CK28384858W天数Daysaftertcowinc0.00184858CRV他。PU皿28580.0018Daysafterso»inc图1各施肥处理对新湾镇(A)和瓜沥镇(B)不同时期水稻茎藥数的影响Figure1EffectsoffertilizertreatmentsonnumberoftillersatdifferentdaysaftersowingintheexperimentalsitesofXinWan(A)andGuaLi(B)分葉的发生是水稻的一个重耍生育特性，也是水稻健壮的标志2〕。分藥的增加，扩大了光合面积和根的吸收范围，有利于稻株生长发育。本试验水稻分葉初期，控释肥与尿素处理之间，水稻长势差异不明显；水稻分葉中后期，控释肥处理水稻长势好，茎麋数多；而普通尿素处理水稻长势较弱，茎麋数较少。这主要是因为普通尿素在水稻生长初期，氮素释放速率较快，促进了水稻的生长发育，而后期氮素供应不足，致使水稻分藥减少；而控释肥氮素释放缓慢，在水稻生冇期内能持续供氮，水稻长势相对好，茎葉数多。2.2各施肥处理对水稻产量性状的影响从表3看出，新湾镇控释肥与尿素掺混比例试验中，所有控释肥与尿素不同掺混比处理产量均显著高于CK,其中CRU100%产量最高，比其他4个处理显著增产。与pu100%处理相比，CRU100%与CRU70%+PU30%显著增产16.0%和8.2%o瓜沥镇控释肥用量试验中，所有控释肥与尿素不同用量处理产量均显著高于CK,其中CRU100%产量最高，其次为CRBBF100%,两者比CRU70%显著增产;CRU100%比PU100%显著增产2.9%；CRU70%比PU70%显著增产4.7%；CRBBF100%和PCF30%+PU70%差异不显著。从穗粒性状看，新湾镇控释肥与尿素掺混比各处理的有效穗数较PU100%多，实粒数无显著差异。其中CRU100%,CRU70%+PU30%比PU100%的有效穗数显著增加。除CRU70%+PU30%比PU100%的结实率显著降低外，各处理结实率无显著差异。除CK外，各处理间千粒重无显著差异。瓜沥镇控释肥各用量处理比尿素各用量处理的有效穗数，实粒数多。其中，CRU100%,CRU70%分别比PU100%,PU70%有效穗数显著增加；实粒数间无显著差异。除CRU100%结实率、千粒重显著低于PU100%外，其他各控释肥处理与尿素处理之间结实率、千粒重无显著差异。 水稻产量是由单位面积上的穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重四个因素所构成的。对产量关系最为密切的是有效穗数，在某种范围内是起决定作用的因素l，7Jo其次是穗粒数与结实率，而粒重一般是一个较为稳定的形状，对产量影响较小。要提高单位面积的产量，关键在于增穗。相同供氮水平条件下，控释肥较普通尿素水稻有效穗数高，实粒数多，产量显著提高。这主要可能与控释肥养分供应持久，能满足整个水稻生育期需求，植株生长发育好，对水稻产量因素构成有正效应有关。表3各施肥处理对水稻产量因子和产量的影响Table3Effectsonyieldfactorsandyieldunderdifferentfertilizertreatments地点Site处理Treatment有效穗数Fertilepanicle(xl04hnf2)每穗实粒数Filledgrain(No.panicle!)结实率Filledgrainrate(%)千粒重l(XX)-grainweight(g)籽粒产量Yield(kghm2)新湾傲CRIJ100%317.4a110.9ab89.6ab25.25ab8242.3aCRU70%+PU30%301.8a105.3be85.6b25.25ab7694.2bCRU50%+PU50%264」b116.7ab91.6ab25.68ab7583.4beCRU30%+PU70%253.3be123.7a92.9a25.13b7406.1bePU100%244.6be116.1ab95.4a25.88ab7108.3cCK234.0c95.4c92.8a26.23a5746.0d瓜沥镇CRU100%351.7a86.2a82.1c24.70c7021.4aPU100%305.2be89.0a89.1ab25.52ab6825.5beCRU70%316.3b86.8a84.0be25.79ab6763.2cPU70%287.5c89.5a89.8ab25.66ab6457.3dPCF30%+PU70%300.1be90.4a86.8abc26.05ab6862.4beCRBBF100%312.4be94.1a85.5be25.44b6955.6abCK243.6d94.2a92.7a26」7a5340.1e注：表屮同一列内不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平2.3各施肥处理对水稻植株地上部总氮量与氮肥利用率的影响从表4看出，新湾镇控释肥掺混比例试验中，CRU100%稻株地上部总氮量最高，其次为CRU70%+PU30%,比其他4个处理显著增加。除CRU30%+PU70%,其余3个不同控释肥掺混比例处理稻株地上部总氮量显著高于PU100%。相同施氮量(N210kghm2)条件下，CRU100%氮肥利用率最高，其次为CRU70%+PU30%,两者分别比PU100%显著增加144.90%和137.66%。瓜沥镇控释肥用量试验中，CRU100%稻株地上部总氮量最高，其次为CRBBF100%,两者比CRU70%显著增加。且控释肥3个不同用量处理较尿素不同用量处理的稻株地上部总氮量、氮肥利用率均显著提高，其中CRU100%(N240kghm'2)氮肥利用率比PU100%显著提高37.52%；CRU70%(N168kghnf2)氮肥利用率比PU70%显著提高82.32%。CRBBF100%(N240kghm-2)氮肥利用率比PCF30%+PU70%(N300kghm2)显著提高63.57%。 氮肥利用率是评价作物对氮肥吸收的一个重耍指标，反映作物对土壤中氮肥的回收利用效果U叭从表4看出，水稻产量越高，植株地上部总氮量越多，从肥料中吸收的氮素越多，氮肥利用率越高。相同施氮量条件下，控释肥养分释放速率较为缓慢，氮素损失较少，氮肥利用率提高，增加了产量。衣4各施肥处理对稻株地上部总氮量及氮肥利用率的影响Tabic4Effectsonratesofnitrogenuptakebyriceandnitrogenuseefficiencyunderdifferentfertilizertreatments地点Site处理Treatment施氮量NRate(kghm2)地上部总氮量Nuptake(kghm-2)氮肥利用率NUE（%）新湾镇CRU100%210160.67a27.38aCRU70%+PU30%210158.97a26.57aCRU50%+PU50%210135.61b15.45bCRU30%+PU70%210129.99be12.77bePU100%210126.64cll」8cCK0103.17d瓜沥镇CRU100%240188.30a36.80bPU100%240164.19d26.76dCRU70%16816&40c40.73aPU70%168137.51f22.34ePCF30%+PU70%300153.93c17.98fCRBBF100%240170.56b29.41cCK099.98g注：表屮同一列内不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平3结论控释肥一次基施后，能在全生育期内满足作物对养分的需求⑼。试验结果表明，新湾镇控释肥掺混比例试验屮，在N210kghnf2用量下，CRU100%与CRU70%+PU30%一次性基施，可以满足水稻整个生育期的氮肥需要，比普通尿素施用水稻显著增产，氮肥利用率显著提高。瓜沥镇控释肥用量试验中，在N240kghnf2用量下，CRU100%与CRBBF100%一次施用后，产量无显著差异，且水稻产量与氮肥利用率都显著高于普通尿素。目前，江浙一带水稻生产氮肥用量普遍较高，本试验采用新型控释肥将氮肥施用量减少了20〜40%,不仅没有减产，甚至增产，且一次性基施比分次施肥节约劳动成本，推广意义较大。 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EffectsofNewControlledReleaseFertilizersonRiceYieldandNitrogenUseEfficiencyCHENXian-you1,WULiang-huan1*,LIJin-xian2,YINGJin-yao2^MinisttyofEducationKeyLabofEnvironmentalRemediationandEcosystemHealth,CollegeofEnvironmentalandResourceSciences,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029,China；2AgriculturalBureauofXiaoshan,ZhejiangXiaoshan311201/China)Abstract:Usingjaponicavarieties"XiuShui11(Fand“XiuShui1fieldexperimentswerecarriedouttotesttheeffectsofnewcontrolledreleasefertilizersonriceyieldandnitrogenuseefficiency.ResultsshowedthatcomparetoPU100%(PrilledUrea)at210kgNhnCinconventionalfertilizerapplication,thericegrainyieldsweresignificantlyincreased16.0%and8.2%byasinglebasalapplicationofCRU100%(Controlled-releaseUrea)andCRU70%+PU30%whichwere8242.3kghm、and7694.2kghm二andthenitrogenuseefficiencieswere27.38%and26.57%whichweresignificantlyincreased144.90%and137.66%.ComparetoPU100%at240kgNhrrf,thericegrainyieldwas7021.4kghm^whichwassignificantlyincreased2.9%andthenitrogenuseefficiencywas36.80%whichwassignificantlyincreased37.52%byasin創cbasalapplicationofCRU100%.Keywords:Controlledreleasefertilizer;Yield;Nitrogenuseefficiency;Rice