施用不同新型氮肥对广东地区水稻减肥增效对比研究

杨依彬 程凤娴 邓兰生 张承林

摘要 [目的]探討不同新型氮肥对广东地区水稻减肥、增效、养分吸收利用的效果差异。[方法]以广东水稻土、粤香占水稻品种为试验材料，以不施肥和常规施肥（单施尿素）为对照，研究氮肥增效剂（含脲酶抑制剂）及其减氮、多功能氮肥（硫包衣尿素）及其减氮、五粮旺（内含脲醛缓释氮）及其减氮对水稻产量、氮磷钾肥吸收利用效率的影响。[结果]与常规尿素相比，施用五粮旺（内含脲醛缓释氮）及其减氮处理的实产显著增加了35.9%、27.9%，五粮旺处理的氮、磷、钾肥吸收利用效率分别提高了59.9%、110.0%、35.1%，五粮旺减氮处理的氮、磷、钾肥吸收利用效率分别提高了56.0%、70.0%、23.3%，达到了减肥、增效、增产的目的;增效氮肥（含脲酶抑制剂）、多功能氮肥（硫包衣尿素）处理及其减氮处理对水稻产量和养分吸收利用效率产生的效果与常规尿素处理的效果相类似。[结论]不同新型氮肥按照减肥增收效果表现为五粮旺=五粮旺减氮20%>增效氮肥≈常规尿素>多功能氮肥减氮20%≈多功能氮肥≈增效氮肥减氮20%。

关键词 水稻;新型氮肥;减肥;增效;养分吸收

中图分类号 S 143.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）23-0175-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.049

Comparative Study on Fertilizer Loss and Efficiency Improvement of Rice in Guangdong Province by Applying Different New Nitrogen Fertilizers

YANG Yi-bin，CHENG Feng-xian，DENG Lan-sheng et al

（College of Natural Resources and Environment， South China Agricultural University， Guangzhou，Guangdong  510642）

Abstract [Objective] To explore the effects of different new nitrogen fertilizers on fertilizer loss， efficiency improvement， nutrient absorption and utilization of rice in Guangdong Province. [Method] Guangdong paddy soil and Yuexiangzhan rice were used as experimental materials， and the effects of nitrogen fertilizer synergist （containing urease inhibitor） and nitrogen reduction， multifunctional nitrogen fertilizer （sulfur coated urea） and its nitrogen reduction， Wuliangwang （containing urea formaldehyde slow release nitrogen） and its nitrogen reduction on rice yield， nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer absorption and utilization efficiency were studied with no fertilization and conventional fertilization （urea application alone） as control. [Result] Compared with conventional urea， the yield of Wuliangwang （containing urea formaldehyde slow release nitrogen） and its nitrogen reduction treatment increased by 35.9% and 27.9%， respectively. The absorption and utilization efficiency of nitrogen， phosphorus and potassium in Wuliangwang treatment increased by 59.9%， 110.0% and 35.1%， respectively. The absorption and utilization efficiency of nitrogen， phosphorus and potassium in Wuliangwang nitrogen reduction treatment increased by 56.0%， 70.0% and 23.3%， respectively The results showed that the effects of synergism nitrogen fertilizer （including urease inhibitor）， multi-functional nitrogen fertilizer （sulfur coated urea） and nitrogen reduction treatment on rice yield and nutrient absorption and utilization efficiency were similar to those of conventional urea treatment. [Conclusion] According to the effect of reducing weight and increasing income， the performance of different new nitrogen fertilizers was Wuliangwang = Wuliangwang reducing nitrogen by 20% > synergistic nitrogen fertilizer ≈ conventional urea > multifunctional nitrogen fertilizer reducing nitrogen by 20% ≈ multifunctional nitrogen fertilizer ≈ synergistic nitrogen fertilizer reducing nitrogen by 20%.

Key words Rice;New nitrogen fertilizer;Reducing fertilizer;Increasing efficiency;Nutrient absorption

基金项目 国家重点研发计划项目（2018YFD0200303）。

作者简介 杨依彬（1989—），女，福建仙游人，农艺师，硕士，从事植物营养以及新型肥料的研究与开发工作。

通信作者，教授，硕士生导师，从事作物营养与施肥理论和技术研究。

收稿日期 2021-04-02

水稻是我国三大粮食作物之一，更是长江以南地区最重要的粮食作物，对我国粮食安全具有极其重要的意义[1]。施用化肥可以快速有效提高农作物的产量，据联合国粮食及农业组织（FAO）数据资料表明，在农作物增产中化肥的贡献率达30%～50%，我国农业生产中化肥占比更高[2]。水稻对氮的养分需求量很高，分蘖期和孕穗期是氮肥需求旺盛期，保证氮肥的总量需求和高峰期需求是实现水稻高产稳产的关键[3-4]。然而氮肥的长期过量施用引发了一系列问题，如氮肥利用率低、病虫害易发、水稻种植成本上升以及环境污染等问题日益突出，施用新型氮肥、优化氮肥投入技术、提高氮肥利用效率等是解决农业生产与环境问题的重要途径之一，同时符合国家大力推进化肥农药减肥增效科技行动的国情，对保障国家粮食安全、农业可持续发展以及生态环境具有重要意义[5-10]。侯朋福等[11]研究发现掺混控释肥（RBB）减量10%～30%对太湖地区的水稻不会造成减产，归因于肥效的缓慢释放，即使降低配方肥用量仍能满足水稻生长的需要。卢俊等[12]针对苏北地区的实际情况，开展了11种不同新型高效肥料在水稻上的应用效果研究，结果发现施用缓控释肥可以不同程度地提高水稻产量，降低生产成本，有效地减少环境污染和养分流失，省时省工，效益高。针对广东地区新型氮肥的减肥增效试验鲜见报道，笔者通过对比常规施肥、施用不同新型氮肥、新型氮肥减氮等在水稻上的应用，探索新型氮肥及其减氮的同时是否能保证作物优质高产，以及施用不同品种肥料后水稻中磷钾养分含量变化情况，旨在为广东地区水稻新型氮肥施用和减肥增效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年4—10月在广东省广州市华南农业大学作物营养与施肥研究室温室进行，供试土壤为广东广州增城水稻土，土壤理化性质：pH 5.25，EC 0.48 mS/cm，有机质19.6 g/kg，碱解氮95.8 mg/kg，速效磷33.6 mg/kg，速效钾139 mg/kg。

1.2 作物 供试作物为水稻（品种粤香占）。

1.3 肥料

尿素（46-0-0），氮肥增效剂（46-0-0，含脲酶抑制剂），多功能氮肥（30-0-0，硫包衣尿素），五粮旺（23-10-16，内含脲醛缓释氮），过磷酸钙（0-12-0），氯化钾（0-0-60）。

1.4 试验装置 试验用盆为高300 mm、长830 mm、宽300 mm的塑料盆，每盆装土50 kg。

1.5 试验方法

以不施氮肥、施用常规尿素为对照，选用3种新型肥料（氮肥增效剂、多功能氮肥、五粮旺），按照不同氮源和不同氮量设8个处理，处理分别为T1不施氮肥对照，T2常规尿素，T3增效氮肥，T4增效氮肥的氮减量20%，T5多功能氮肥，T6多功能氮肥的氮减量20%，T7五粮旺（23-10-16），T8五粮旺（23-10-16）的氮减量20%。

采用完全随机区组设计，每处理4次重复，每盆为一个重复，每盆6穴，每穴3株苗。参照农民常规施肥，施纯N 127.5 kg/hm2、五氧化二磷57.45 kg/hm2、氧化钾104.55 kg/hm2。按等氮投入设计方案，盆栽试验氮投入量均为4.80 g/盆，减量20%氮投入量为3.84 g/盆，磷投入量为2.09 g/盆，钾投入量为3.80 g/盆;各肥料处理均采取基肥一次性施入，肥料施用量和养分投入量见表1。

1.6 测定项目与方法

1.6.1 干物质积累量和产量。

收获时稻草、实粒、空秕粒和枝梗分开，分别在 105 ℃下杀青20 min，然后在 75 ℃下烘干至恒质量，称重。稻谷风干后，取 100 g 左右于105 ℃下烘干 48 h，测定含水量，然后将稻谷转换成含水量为 14%的稻谷产量。

1.6.2 产量构成因子。

收获时取每个盆栽的6丛稻株，记录每丛穗数，风干后进行室内考种。利用智能种子计数系统（TPZJ-A，麦科仪）对实粒和空粒进行记数，计算每穗粒数、结实率、千粒重等指标[3-4]。

1.6.3 植株氮、磷和钾含量。

将成熟期各样品磨碎，H2SO4-H2O2 法消煮后测定氮、磷、钾养分含量，氮含量利用半自动测氮仪进行测定，磷含量利用紫外分光光度计测定，钾含量利用原子吸收分光光度计测定[13]。

1.6.4 物质养分指标的计算方法。

N、P、K肥吸收利用率=（施N、P、K处理吸氮量-空白吸N、P、K量）/N、P、K施用量×100%，N、P、K 农学利用效率（kg/kg）=（施氮区水稻产量-无氮区水稻产量）/N、P、K 施用量，N、P、K 偏生产力（kg/kg）= 水稻产量/N、P、K 施用量[3]。

1.7 数据分析

试验数据采用 Microsoft Excel 2016、SAS软件进行差异性分析。

2 结果与分析

2.1 不同新型氮肥对水稻产量及产量构成因素的影响

由表2可知，施用不同类型氮肥显著影响水稻秸秆重、有效穗数、实产和千粒重，其中，五粮旺处理和五粮旺减氮处理对水稻增产效果最佳。与常规尿素相比，增效氮肥、五粮旺、五粮旺减氮处理的秸秆重分别增加了11.9%、17.5%、19.6%;五糧旺、五粮旺减氮处理的实产较常规尿素处理增加了35.9%、27.9%;增效氮肥减氮处理、五粮旺处理的千粒重比尿素处理分别提高了4.92%、4.79%。

2.2 不同新型氮肥对水稻氮肥利用效率的影响

由表3可知，五粮旺处理和五粮旺减氮处理对水稻氮肥利用效率最佳。与常规尿素处理相比，五粮旺和五粮旺减氮处理的总吸氮量显著增加了24.1%、21.7%，氮肥吸收利用率分别提高了59.9%、56.0%，氮肥农学利用效率显著提高了1.2和1.5倍，氮肥偏生产力明显增加了38.8%、59.8%。多功能氮肥减氮处理氮肥农学利用效率是常规尿素处理的1.6倍，氮肥偏生产力则明显提高了32.5%。

2.3 不同新型氮肥对水稻磷肥利用效率的影响

由表4可知，五粮旺处理和五粮旺减氮处理对水稻磷肥利用效率最佳。与常规尿素处理相比，五粮旺和五粮旺减氮处理的总吸磷量显著增加了37.8%、24.4%;磷肥吸收利用率方面，五粮旺处理和五粮旺减氮处理分别是常规尿素处理的2.1、1.7倍;比常规尿素，五粮旺处理和五粮旺减氮处理的磷肥农学利用效率明显提高了1.3、1.0倍;五粮旺处理和五粮旺减氮处理的磷肥偏生产力较常规尿素处理增加了35.9%、27.8%。

2.4 不同新型氮肥对水稻钾肥利用效率的影响

由表5可知，不同肥料处理的钾肥利用效率存在显著差异。五粮旺和五粮旺减氮处理显著增加了总吸钾量、钾肥吸收利用率、钾肥农学利用效率、钾肥偏生产力，与常规尿素处理相比，分别增加了17.2%～20.0%、23.3%～35.1%、86.9%～114.1%、27.8%～35.9%。

3 结论与讨论

由于农业种植成本日益提高、劳动力短缺，省工轻简高效的新型氮肥在水稻生产中已普遍应用[3]。该研究通过新型氮肥的施用及其减量来提高肥效，保证作物优质高产的同时降低肥料的负面效应，提高肥料利用率。结果表明，不同肥料处理对水稻产量及养分吸收利用效率的影响各异。五粮旺（含脲醛缓释氮）处理和五粮旺减氮处理对水稻增产的效果最佳，在提高养分吸收利用效率方面效果显著，与常规尿素处理相比，五粮旺、五粮旺减氮处理的实产显著增加了35.9%、27.9%，五粮旺处理的氮、磷、钾肥吸收利用效率分别提高了59.9%、110.0%、35.1%，五粮旺减氮处理的氮、磷、钾肥吸收利用效率分别提高了56.0%、70.0%、23.3%。与前人的研究结果一致，韩哲等[14]研究认为，与常规施肥相比，缓控释氮肥在氮素施用量减少25%、磷素和钾素施用量相同的条件下，均可提高水稻产量及经济效益并达到增产的效果;徐桂红[15]研究表明，施用腐殖酸蓝膜控释肥和施用减氮10%腐殖酸蓝膜控释肥的处理效果较常规施肥更好;胡鹏[16]对水稻产量、肥料利用率和产投比的研究表明，新型肥料具有增产、节本、增效和环保的作用。可能是因为温度高和降雨量多的地区能够加速缓控释肥料中养分的释放[17]，同时，控释肥一次性施用在早季效果优于晚季[3，18]。

张文学等[19]研究认为在双季稻田，与传统施氮（单施尿素）相比，添加脲酶抑制剂（NBPT）后，早、晚稻均出现增产效果，氮肥当季利用率显著提高，同时节约氮肥25%。而该试验结果与之相反，表明增效氮肥（含脲酶抑制剂）、多功能氮肥（硫包衣尿素）及其减氮处理对水稻产量和养分吸收利用效率产生的效果与常规尿素处理几乎一致，可能是因为不同地区的土壤特性、施肥方式以及栽培管理等措施不同造成。

该研究结果表明，缓释氮肥对广东地区水稻均有增产并提高养分吸收利用效率的效果，且缓释氮肥在减氮条件下同样可以增加水稻产量、提高养分吸收达到增产的目的，而脲酶抑制剂的增效氮肥和硫包衣尿素的多功能氮肥与常规施肥相比，对广东地区的水稻则与常规施肥效果相同，无增效作用。

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