不同氮肥用量对水稻产量和氮肥利用率的影响

黄玲娟 陆钧平

摘要 以水稻品种“金农香粳1267”为试验材料，设置不同氮肥用量有机无机配施处理，研究不同氮肥用量对氮素吸收、水稻产量及氮肥利用率的影响。结果表明，有机肥+225 kgN/hm2处理水稻高峰苗、株高、有效穗、产量优于其他处理，但各施氮量处理间无显著差异;有机肥+135 kgN/hm2处理水稻经济效益最高。氮素农学利用率、吸收利用率、生理利用率、偏生产力随氮用量的增加而降低，有机肥+ 135 kgN/hm2处理氮肥吸收利用效率最高，为35.3%。建议金山区绿色食品生产基地绿肥茬水稻合理氮用量为135～180 kg/hm2。

关键词 氮肥用量;水稻;产量;氮肥利用率

中图分类号 S143.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2020）21-0169-03

Abstract With “Jinnongxiangjing 1267” as the test variety，effects of different nitrogen application rates on nitrogen absorption，rice yield and nitrogen utilization were studied.The results showed that the treatment of organic fertilizer + 225 kgN/hm2 was superior to other treatments in peak seedling，plant height，effective panicle and yield，but there was no significant difference among the treatments of nitrogen application，and the treatment of organic fertilizer + 135 kgN/hm2 had the highest economic benefits.With the increase of the amount of nitrogen，the agronomic utilization rate，absorption utilization rate and partial productivity of nitrogen decreased.The nitrogen absorption and utilization efficiency of organic fertilizer + 135 kgN/hm2 treatment was the highest，36.1%.It was suggested that the reasonable nitrogen consumption of rice in green manure stubble in Jinshan green food production base should be between 135 and 180 kgN/hm2.

Key words Nitrogen fertilizer rate;Rice;Production;Nitrogen utilization efficiency

基金项目 金山区科学技术创新资金项目（2019-1-09）。

作者简介 黄玲娟（1972—），女，上海人，高级农艺师，农业推广硕士，从事土肥和绿色食品认证工作。

收稿日期 2020-05-05;修回日期 2020-05-25

水稻生产中氮肥用量高肥料利用率低一直是困扰水稻生产的一个突出问题。有机无机配施，减少化肥使用，是提高肥料利用率、改善稻米品质和减少环境污染的重要方式[1-3]。上海市对绿色食品认证的重视，为水稻生产中减施氮肥提供了契机。上海市金山区2018年申请并成功创建“全国绿色食品原料（水稻）标准化生产基地”，对基地内的0.7万hm2稻田按7 500 kg/hm2配送有机肥。参照《长江中下游绿色食品水稻生产操作规程》中无机氮用量180～220 kg/hm2的施肥建议，笔者研究在施用7 500 kg/hm2有機肥的条件下，氮肥用量135～270 kg/hm2对稻谷产量的影响及氮肥利用率分析，为形成上海地区绿色食品水稻生产操作规程提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年6—10月在金山区朱泾镇康丰水稻种植专业合作社进行。试验田为长期种植水稻，稻秆还田且种植绿肥（蚕豆），排灌方便的连片田块。试验田土壤为水稻土青紫泥，基本理化性状：有机质34.4 g/kg，全氮2.2 g/kg，速效钾189 mg/kg，有效磷36 mg/kg，pH 6.89。供试土壤中速效钾、有效磷含量略高于本地区水稻田均值，全氮、有机质接近均值。经绿肥测产和含氮量测定，绿肥供氮93 kg/hm2。

1.2 试验材料

尿素（N 46%，江苏华昌化工股份有限公司）、水稻专用配方肥（N-P2O5-K2O=24-8-10，上海惠尔利农资有限公司）、氯化钾（K2O 60%，中化化肥有限公司）、过磷酸钙（P2O5 12%，嘉善东灵化肥有限责任公司）、有机肥（鲜样N 0.86%、P2O5  1.60%、K2O 1.05%，上海久绿生物有机肥有限公司）。

供试水稻品种为“金农香粳1267”，6月7日机插秧，移栽行距30 cm，株距14 cm，基本苗90万株/hm2，10月16日收割测产。

1.3 试验设计

采用随机区组设计，设不施肥（空白）、缺氮（N0）、有机肥+0 kgN/hm2（M+N0）、有机肥+135 kgN/hm2（M+N135）、有机肥+180 kgN/hm2（M+N180）、有机肥+225 kgN/hm2（M+N225）、有机肥+ 270 kgN/hm2（M+N270）共7个处理，每个处理重复3次，试验小区面积0.033 hm2。有机肥使用量均为7 500 kg/hm2，作基肥一次性施入。除空白外，磷钾肥各处理一致，分别为26.46和33.30 kg/hm2，整个生育期肥料施用量见表1。

各处理除施肥量不同外，其他栽培措施相同。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 苗情和产量构成考察。

移栽成活后每个试验小区选择连续10穴作为考察点，各考察点基本苗苗总数一致。

1.4.2 植株氮素测定。

水稻成熟期按对角线取3穴植株样本，用凯氏定氮法测定全氮含量[4]。

1.4.3 数据计算公式。

理论产量（kg/hm2）=有效穗×每穗实粒数×千粒重/100;氮素积累总量（kg/hm2）= 植株地上部的全氮含量×单位面积植株地上部干重;氮肥农学利用率（kg/kg）=（施氮区产量-缺氮区产量）/氮肥施用量;氮肥吸收利用率=（施氮区地上部吸氮量-缺氮区地上部吸氮量）/氮肥施用量×100%;氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮区产量-缺氮区产量）/（施氮区地上部吸氮量-缺氮区地上部吸氮量）;氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区产量/氮肥施用量[5-6]。

1.5 数据分析 试验数据采用DPS数据处理系统进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮用量对水稻生长和产量结构的影响

从定期苗情考察结果看，高峰苗时间为7月30日左右。M+N225处理高峰苗最多，为458万株/hm2，比N0处理多18.9%。除空白与M+N225、M+N270间高峰苗有显著差异外，其余各处理间均无显著差异。缺氮处理与施氮处理间株高差异显著，M+N 225处理株高最高为106.3 cm。说明适宜的氮肥用量能有效促进营养生长，影响植株性状。

从产量构成考察结果看，空白处理千粒重最大，但每穗实粒数和有效穗最少，产量最低。M+N0、N0处理千粒重较大，每穗实粒数和有效穗较其他处理少，产量较低。各施氮处理千粒重、有效穗、每穗实粒数等差异不大，处理间产量无显著差异（表2）。

2.2 不同氮用量对稻谷产量及增产率的影响

M+N225处理产量最高为9 630 kg/hm2，其次为M+N135处理为9 600 kg/hm2，各施氮处理间产量无显著差异，缺氮处理与施氮处理间产量有差异显著。与空白、N0、M+N0相比，施氮处理稻谷增产率分别在31.7%～33.8%、22.0%～23.6%、21.3%～23.2%，可见施用氮肥能明显提升产量（表3）。

2.3 不同氮用量对水稻地上部氮吸收量的影响

空白和N0处理稻谷含氮量显著低于施氮处理，施氮处理的稻谷含氮量相近。秸秆含氮量受氮肥用量的影响较大，其中M+N270处理含氮量最高，比空白高51.0%。水稻地上部氮吸收量的变化趋势与氮肥施用量基本一致，空白处理地上部氮素吸收量最低仅为97.2 kg/hm2，M+N270处理最高为160.8 kg/hm2，施用氮肥的处理间氮素吸收量差异不显著。稻谷与秸秆吸氮量比随着氮肥用量增加而降低（表4）。

2.4 不同氮用量对水稻氮素利用效率的影响

由表5可知，M+N135处理氮肥农学利用率最高为12.5 kg/kg，但仅与M+N270处理差异显著。M+N135处理氮肥吸收利用率最高为35.3%，与M+N225、M+N270处理差异显著，与M+N180处理差异不显著。M+N135处理氮肥生理利用率最高为38.8 kg/kg，但各处理间氮肥生理利用率差异不显著。M+N135处理氮肥偏生产力最高为71.1 kg/kg，各处理间氮肥偏生产力差异显著。氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力、氮肥生理利用率均随着氮肥用量增加而降低。综合各因子，M+N135处理氮素利用效率最高，其次为M+N180。

2.5 不同氮用量对水稻经济效益的影响

绿色水稻基地创建有机肥为政府配送，如不考虑有机肥及其他成本，仅计算施肥人工费、化肥成本，M+N135处理净收入最高为26 728元/hm2。有机无机配施处理与空白相比经济效益增幅分别为23.7%、21.0%、22.1%、19.0%。如考虑有机肥成本，施用有机肥的5个处理净收入均减少1125元/hm2，经济效益增幅均比不计有机肥成本时减少5.2%，M+N0处理出现负增长（表6）。因此，如无补贴政策，种植户很难主动施用有机肥。

3 讨论

氮肥是影响水稻植株性状和收获产量的主要因素。氮肥的施用可以显著增加有效穗数、每穗实粒数，因此合理施用氮肥对提高水稻产量具有不可替代的作用[7]。施用氮肥后氮素吸收量明显增加，但氮素利用效率随着氮肥用量的增加而降低。该试验中有机肥+225 kgN/hm2处理水稻高峰苗、株高、有效穗、产量优于其他处理，但各施氮处理间无显著差异。有机氮总供应量约200 kg/hm2，各施氮处理间产量无显著差异，有机肥+135 kg N/hm2处理已满足水稻对氮肥的需求，此时水稻经济效益也最高，达26 728元/hm2。

有机无机配施，减少氮肥施用能提高水稻生产中当季氮肥利用率。徐四新等[8]研究表明上海地区稻田氮肥利用率为20%左右;该试验中有机肥+135 kg N/hm2處理（有机氮占总氮量的60%，化学氮比常规施肥减施60%）获得了较高的产量水平，稻谷产量为9 600 kg/hm2，氮肥吸收利用率也最高，为35.3%。叶静等[9]研究表明杭嘉湖地区1 hm2稻田施用纯氮150 kg，加上3 000 kg有机肥，氮素利用率能达47.9%，这可能与供试土壤肥力较低、缺氮区产量较低有关。

4 结论

从空白和缺氮区产量近7 500 kg/hm2，可看出推广秸秆还田，稻-绿肥、稻-冬耕休闲种植模式多年，土壤得到了改良和培肥。根据2年的试验结果[10]，结合金山区总体土壤肥力状况，建议金山区绿色食品稻谷生产中无机氮用量控制在135～180 kg/hm2。

参考文献

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[8]徐四新，姚政，金海洋，等.上海郊区村级农田水稻推荐施肥初探[J].上海农业学报，2007，23（1）：92-95.

[9]叶静，俞巧钢，杨梢娜，等.有机无机肥配施对杭嘉湖地区稻田氮素利用率及环境效应的影响[J].水土保持学报，2011，25（3）：87-91.

[10]黄玲娟.水稻绿色生产中有机氮部分替代无机氮减少化肥用量初步研究[J].上海农业科技，2019（4）：89-91.