侯紅乾　黃永蘭　冀建華　劉益仁　劉秀梅,*　胡兆平

(1江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與資源環(huán)境研究所,南昌 330200； 2國(guó)家紅壤改良工程技術(shù)研究中心， 南昌 330200； 3農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南昌 330200； 4江西省超級(jí)水稻研究發(fā)展中心，南昌330200；5養(yǎng)分資源高效開(kāi)發(fā)與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 臨沭 276700；6金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司，山東 臨沭 276700；*通訊聯(lián)系人，E-mail：lxm3392@163.com)

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緩/控釋肥對(duì)雙季稻產(chǎn)量和氮素利用率的影響

侯紅乾1，2，3黃永蘭4冀建華1，2，3劉益仁1，2，3劉秀梅1，2，3,*胡兆平5，6

(1江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與資源環(huán)境研究所,南昌 330200；2國(guó)家紅壤改良工程技術(shù)研究中心， 南昌 330200；3農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南昌 330200；4江西省超級(jí)水稻研究發(fā)展中心，南昌330200；5養(yǎng)分資源高效開(kāi)發(fā)與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 臨沭 276700；6金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司，山東 臨沭 276700；*通訊聯(lián)系人，E-mail：lxm3392@163.com)

HOUHongqian，HUANGYonglan,JIJianhua,etal.Effectsofslow/controlled-releasefertilizerapplicationondoublecroppingriceyieldandnitrogenuseefficiency.ChinJRiceSci, 2016, 30(4): 389-396.

摘要:為明確緩/控釋肥(slow/controlled-release fertilizer, CRF)在水稻上的應(yīng)用效果，連續(xù)2年在南方雙季稻區(qū)第四紀(jì)紅壤發(fā)育的水稻土上進(jìn)行雙季稻大田試驗(yàn)，比較了不施氮肥(CK)、推薦分3次施肥(OF)、一次性基施緩/控釋肥(100CRF)和一次性基施80%緩/控釋肥(80CRF)條件下，雙季稻的產(chǎn)量形成、氮素吸收和利用的差異。結(jié)果表明, 2年4季產(chǎn)量平均表現(xiàn)為80CRF>100CRF>OF>CK，其中80CRF、100CRF和OF分別比CK增產(chǎn)25.32%、23.93%和22.54%(P<0.05)，而各施氮處理間無(wú)顯著差異；2年籽粒平均吸氮量中，早稻100CRF、80CRF處理均顯著高于OF處理(P<0.05)，晚稻100CRF處理顯著高于OF處理(P<0.05)，但80CRF處理與OF無(wú)顯著差異，秸稈吸氮量與籽粒一致。100CRF、80CRF處理下氮肥吸收利用率均顯著高于OF處理(P<0.05)；氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力以80CRF最高，顯著高于100CRF和OF處理(P<0.05)；2012年晚季80CRF的氮肥生理利用率、土壤氮素依存率最高，顯著高于100CRF處理(P<0.05)，2013年早晚稻均以O(shè)F處理最高，顯著高于100CRF處理(P<0.05)；2年定位試驗(yàn)中的80CRF處理與OF處理氮素生理利用率無(wú)顯著差異。因此，一次性施用緩/控釋肥產(chǎn)量水平與推薦分次施肥水平相當(dāng)，但施用緩/控釋肥能顯著提高水稻氮素吸收量和含量。全量施緩/控釋肥雖能提高早晚稻氮肥吸收利用率，但氮素生理利用率降低；在推薦施肥的基礎(chǔ)上減量20%施用緩/控釋肥的早晚稻氮肥吸收利用率、農(nóng)藝?yán)寐省⑵a(chǎn)力均顯著提高，氮肥生理利用率與推薦施肥無(wú)差異；即在穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，提高了氮素的利用效果，是值得推薦的施肥方式。

關(guān)鍵詞:緩/控釋肥； 產(chǎn)量； 吸氮量； 氮肥利用率； 水稻

目前，中國(guó)稻田氮肥吸收利用率為30%～35%[1]，氮肥損失特別嚴(yán)重，隨著集約化農(nóng)區(qū)的發(fā)展，大量氮肥的施用，不僅造成資源損失，而且引起環(huán)境污染，如地表富營(yíng)養(yǎng)化、硝態(tài)氮淋溶、溫室氣體排放量增加等一系列生態(tài)問(wèn)題[2-5]，如何提高氮素利用率、減少環(huán)境污染并促進(jìn)產(chǎn)量增長(zhǎng)引起了各方面的重視?？蒯尫柿系膽?yīng)用，能夠根據(jù)作物生長(zhǎng)發(fā)育的需求控制養(yǎng)分的釋放速度，相比于傳統(tǒng)肥料肥效期長(zhǎng)，養(yǎng)分釋放速率與作物的需肥規(guī)律基本吻合，一般認(rèn)為，緩/控釋肥比速效氮肥利用率提高10%～30%，比傳統(tǒng)速效肥料可減少用量10%～40%，且能實(shí)現(xiàn)全生育期一次性施肥[6-9]，是提高水稻氮素利用效率的主要措施之一[10]。國(guó)際上通用的氮肥利用率定量指標(biāo)包括氮肥吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力，這些指標(biāo)從不同側(cè)面描述了作物對(duì)氮素或氮肥的利用率[1, 11]。陳賢友等[12]指出，等氮量下一次性基施硫磺加樹(shù)脂包膜尿素，水稻增產(chǎn)17.75%，氮肥利用率提高27.64%，氮肥農(nóng)學(xué)效率也顯著增加。黃旭等[13]發(fā)現(xiàn)，施用緩/控釋肥料可以改善水稻后期的生育性狀，增加產(chǎn)量，提高養(yǎng)分利用率。陳建生等[14]研究表明，一次性基施水稻控釋肥與等養(yǎng)分量的專(zhuān)用肥比較，獲得8.20%的增產(chǎn)效果，水稻氮肥利用率提高17.10%，減少肥料用量22.12%。前人關(guān)于控釋肥料在水稻上的增產(chǎn)效應(yīng)和氮素利用率方面雖有大量研究，但主要以一年的試驗(yàn)結(jié)果為主，涉及的水稻連續(xù)生長(zhǎng)季較少，將氮素利用率各種指標(biāo)結(jié)合起來(lái)綜合評(píng)價(jià)控釋肥減施增效作用相對(duì)較少。為較準(zhǔn)確地反映氮肥在水稻體內(nèi)吸收利用狀況，本研究以典型紅壤為研究對(duì)象，以推薦分次施肥為對(duì)照，連續(xù)2年定位研究施用緩/控釋配方肥對(duì)雙季稻產(chǎn)量、氮素吸收和利用的影響，以期為控釋肥在南方雙季稻區(qū)的減施增效分析和評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)，為緩控釋肥在稻田上的推廣應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

于2012-2013年連續(xù)2年在江西省南昌縣岡上鎮(zhèn)進(jìn)行定位試驗(yàn)(N28°25′；E115°51′)。該地土壤類(lèi)型為第四紀(jì)紅壤發(fā)育的潴育性水稻土，屬中亞熱帶，年平均氣溫17.5 ℃，≥10 ℃積溫5 400 ℃，年降雨量1 600mm，年蒸發(fā)量1 800mm，無(wú)霜期約280d。溫、光、熱資源豐富，適宜大多數(shù)農(nóng)作物生長(zhǎng)。水稻移栽前土壤有機(jī)質(zhì)為32.52g/kg，全N為1.89g/kg，速效N為135.6mg/kg，速效P為35.8mg/kg，速效K為94.14mg/kg，pH值為6.20。

1.2供試品種

早稻品種為佳優(yōu)98，于4 月中旬拋秧, 密度為43.4萬(wàn)兜/hm2，7 月上旬收獲，全生育期 110d左右。晚稻品種為101，于7 月中旬移栽, 密度為18 萬(wàn)兜/hm2，10 月中下旬收獲，全生育期120d左右。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

早晚稻大田試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，分別為：CK，不施氮肥；OF，推薦分3次施肥；100CRF，一次性基施緩/控釋肥；80CRF，一次性基施80%緩/控釋肥。其中，處理2、3等養(yǎng)分設(shè)計(jì)，小區(qū)面積30m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3 次，共12 個(gè)小區(qū)。

早稻施氮肥(折合純N)157.5kg/hm2、磷肥(折合P2O5)75kg/hm2、鉀肥(折合K2O)135kg/hm2。晚稻施氮肥(折合純N)180kg/hm2、磷肥(折合P2O5)54kg/hm2、鉀肥(折合K2O)171kg/hm2。推薦施肥，氮肥用尿素(N，46.30%)，磷肥用鈣鎂磷肥(P2O5，12%)，鉀肥用氯化鉀(K2O，60%)。早晚稻施肥方法，氮、鉀肥m基肥∶m分蘗肥∶m穗肥為2∶1∶1，磷肥全部基施；試驗(yàn)用緩/控釋肥由金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)，包衣材料為高分子樹(shù)脂聚合物，早稻緩/控釋肥(N:P2O5:K2O含量為21:10:14)，晚稻緩/控釋肥(N:P2O5:K2O配方為20:6:19)均一次性施用。其中，氮素由包膜尿素提供，磷、鉀分別由磷酸一銨、氯化鉀提供，控釋尿素養(yǎng)分釋放期80d，緩/控釋肥用量以氮肥為標(biāo)準(zhǔn)，養(yǎng)分不足部分用氯化鉀補(bǔ)充，詳細(xì)施肥量及施肥方法見(jiàn)表1。

表1本研究各處理施肥量和施肥方式

Table1．Amountsandmethodsoffertilizerapplicationindifferenttreatments.

處理Treatment施肥量Fertilizingamount/(kg·hm-2)NP2O5*K2O氮、鉀肥施用比例(m基肥∶m分蘗肥∶m穗肥)NandKfertilizerapplicationproportion(Basic∶Fortillering:Forpanicleinitiation)早稻Earlyrice CK07513550∶25∶25 OF157.57513550∶25∶25100CRF157.575135100∶0∶0 80CRF12660108 100∶0∶0晚稻Laterice CK05417150∶25∶25 OF1805417150∶25∶25 100CRF18054171100∶0∶0 80CRF14443.2136.8100∶0∶0

CK、OF、100CRF和80CRF分別表示不施氮肥、推薦施肥、施用控釋肥和80%用量控釋肥處理。下同。*磷肥全部基施。

CK,OF, 100CRFand80CRFindicatedifferentfertilizationtreatmentsofzeronitrogenapplication,optimizedfertilization,controlledreleasefertilizationand80percentcontrolledreleasefertilization.Thesameasbelow. *Phosphatefertilizerisappliedasthebasalfertilizer.

在早晚稻生長(zhǎng)期間，田面灌溉水保持在5～8cm，水稻收獲10d排水，冬季休閑，不灌溉和栽培作物。小區(qū)間用田埂分隔開(kāi)，單獨(dú)設(shè)立排灌水溝，各小區(qū)均采用最優(yōu)的水分調(diào)控技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)管理，除肥料處理外的其他田間管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的大田管理相同。

1.4項(xiàng)目測(cè)定及方法

包膜控釋氮肥的養(yǎng)分釋放率按照國(guó)標(biāo)GB/T23348-2009《緩釋肥料》的規(guī)定，用 25 ℃靜水浸提法測(cè)定。土壤pH值用酸度計(jì)測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)含量用重鉻酸鉀容量法測(cè)定；全氮含量用半微量凱氏法測(cè)定；堿解氮含量用擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷含量用Olsen法測(cè)定；速效鉀含量用NH4OAc浸提-火焰光度法測(cè)定；植株氮含量測(cè)定用半微量凱氏法。

水稻收獲前，每小區(qū)數(shù)20 兜計(jì)算有效穗，并以此為基礎(chǔ)取具有代表性5兜，考種后計(jì)算每兜有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率等。水稻收獲后，分小區(qū)單打、單收，以干質(zhì)量記產(chǎn)，水稻實(shí)際產(chǎn)量用烘干法折算。

1.5計(jì)算公式[15,16]

1)氮素收獲指數(shù)(Nitrogenharvestindex，NHI)=籽粒吸氮量/植株總吸氮量；2)氮肥吸收利用率(Nitrogenrecoveryefficiency，NRE，%)=(施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量)/施氮量×100；3)氮肥農(nóng)學(xué)利用率(Nitrogenagronomicefficiency，NAE，kg/kg)=(施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量)/施氮量；4)氮肥生理利用率(Nitrogenphysiologicalefficiency，NPE，kg/kg)=(施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量)/(施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量)；5)氮肥偏生產(chǎn)力(PartialfactorproductivityforappliedN，PFP，kg/kg)=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；6)土壤氮素依存率(SoilNdependentrate，SNDR，%)=空白區(qū)植株總吸氮量/施氮區(qū)植株總吸氮量×100。

1.6數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理及作圖使用Excel2003完成。數(shù)據(jù)分析使用DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，多重比較采用Duncan新復(fù)極差法。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

由表2可知，連續(xù)2年施用緩/控釋肥早晚稻產(chǎn)量變化規(guī)律相似，所有施肥處理產(chǎn)量均極顯著高于CK(不施氮)(P<0.01)，但各施氮處理間無(wú)顯著差異。2012 年施肥處理增產(chǎn)幅度10.12～14.71%；2013 年的增產(chǎn)幅度35.48%～39.54%；2年產(chǎn)量平均為80CRF>100CRF>OF>CK，其中80CRF、100CRF和OF分別比CK增產(chǎn)25.32%、23.93%和22.54%(P<0.05)，緩/控釋肥與推薦分次施肥處理間無(wú)顯著差異。綜合可知，施用緩/控釋肥與推薦分次施肥產(chǎn)量相當(dāng)，80%用量效果最佳。

CK處理有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)均低于施氮肥處理(P<0.01)，有效穗數(shù)在施氮處理之間無(wú)顯著差異； 施用控釋肥處理(100CRF)每穗粒數(shù)在2012 年晚稻季顯著高于OF處理(P<0.05)，但結(jié)實(shí)率卻顯著低于OF(P<0.05) (表3)，這可能與緩/控釋肥的全量施用，造成養(yǎng)分的奢侈吸收，導(dǎo)致水稻貪青晚熟，容易發(fā)生倒伏，結(jié)實(shí)率降低，其余季節(jié)穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率在施氮肥處理間無(wú)顯著差異，千粒重所有處理均無(wú)顯著差異。

2.2不同施肥處理對(duì)水稻氮含量的影響

表4表明，2 年早晚稻施氮處理的籽粒、秸稈含氮量、吸氮量極顯著高于不施氮處理(P<0.01)；其中100CRF處理早晚稻籽粒、秸稈含氮量、吸氮量均顯著高于OF處理(P<0.05)；80CRF處理早稻吸氮量顯著高于OF(P<0.05)，而早晚稻含氮量、晚稻吸氮量與OF處理無(wú)顯著差異。因此，可以認(rèn)為等養(yǎng)分條件下，施緩/控釋肥處理100CRF水稻含氮量、吸氮量均高于優(yōu)化分次施肥處理OF；緩/控釋肥減量施用處理80CRF水稻氮素含量、氮素吸收量與處理OF處于同一水平。秸稈氮素含量與籽粒氮素含量、氮素吸收量規(guī)律基本相同(表4)。

2.3不同施肥處理對(duì)水稻氮肥利用率的影響

從表5可以看出：1)水稻氮素收獲指數(shù)以不施肥處理最高，在2012 年晚稻極顯著高于其他施肥處理(P<0.01)；其次是80CRF處理，顯著高于100CRF、OF處理(P<0.05)；在其余季節(jié)各處理間無(wú)顯著差異。因此，在施氮處理中80CRF有利于氮素從植株向著籽粒方向轉(zhuǎn)化。2)氮肥吸收利用率以施緩/控釋肥處理最高，極顯著高于OF處理(P<0.01)，第一年早稻，80CRF極顯著高于100CRF處理(P<0.01)，其余季節(jié)兩個(gè)施用緩/控釋肥處理之間無(wú)顯著差異，原因是80CRF雖然施氮量低，但籽粒秸稈氮含量、吸氮量均較低。3)氮肥農(nóng)學(xué)利用率以緩/控釋肥處理80CRF最高，2012 年晚稻、2013 年早晚稻顯著高于其他施氮處理(P<0.05)；在等氮條件下高農(nóng)藝?yán)寐室馕吨叩漠a(chǎn)量，說(shuō)明80CRF

表2不同施肥處理下的早晚稻籽粒產(chǎn)量

Table2．Comparisonofgrainyieldindifferenttreatments.

年份Year處理Treatment早稻Earlyrice/(kg·hm-2)晚稻Laterice/(kg·hm-2)年產(chǎn)量Yield/(kg·hm-2)2012CK6395.00±373.60bB8384.46±111.87bB14779.46±485.38bBOF6685.00±580.24aA9805.58±226.10aA16491.58±804.15aA100CRF7105.00±106.42aA9848.43±326.20aA16953.43±417.52aA80CRF6970.00±278.75aA9872.07±93.72aA16842.07±185.92aA2013CK4937.63±429.79bB6872.64±124.15bB11810.27±387.37bBOF7635.30±174.24aA8457.11±117.90aA16092.40±161.64aA100CRF7818.89±399.22aA8182.73±350.75aA16001.61±381.24aA80CRF7829.61±259.64aA8651.01±720.06aA16480.62±946.77aA平均AverageCK5666.32±388.55bB7628.55±82.77bB13294.87±433.84bBOF7160.15±270.20aA9131.35±95.21aA16291.49±330.39aA100CRF7461.95±251.20aA9015.58±218.15aA16477.53±372.44aA80CRF7399.80±42.04aA9261.54±406.27aA16661.34±382.48aA

表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3);同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示處理間差異達(dá)P<0.05顯著水平； 同列數(shù)據(jù)后不同大寫(xiě)字母表示處理間在 P<0.01水平差異顯著。下同。

Datainthetablearemeanvalue±standarddeviation(n=3)；DifferentlowercaseandcapitallettersmeansignificantdifferencesatP<0.05andP<0.01,respectively.Thesameasbelow.

表3不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

Table3．Effectofdifferenttreatmentsonyieldcomponentsofrice.

年份Year處理Treatment有效穗數(shù)No.ofeffectivepanicles/(×104hm-2)每穗粒數(shù)Grainnumberperpanicle結(jié)實(shí)率Seedsettingrate/%千粒重1000-grainweight/g2012早稻EarlyriceCK460.04±31.30aA73.28±4.53bB80.63±2.85aA21.99±0.88aAOF558.41±115.26aA85.75±3.38aA74.36±11.16aA22.69±0.60aA100CRF538.16±83.71aA83.20±6.32aA74.55±2.45aA22.48±0.07aA80CRF500.55±82.50aA88.35±2.70aA74.32±4.17aA22.78±0.15aA晚稻LatericeCK234.33±11.89bB139.99±6.00bA86.99±2.58aA25.45±0.48aAOF296.00±12.82aA142.27±16.99bA84.48±3.56aA25.29±0.24aA100CRF304.63±18.62aA158.11±12.27aA77.57±6.12bA25.20±0.63aA80CRF293.53±17.49aA156.14±8.32aA79.65±2.11abA24.93±0.37aA2013早稻EarlyriceCK358.77±23.90bB57.21±2.14bB79.83±3.10aA20.30±0.15aAOF541.05±52.50aA83.94±4.10aA89.34±4.12aA21.52±0.41aA100CRF533.82±45.93aA86.00±3.28aA86.08±5.31aA21.85±0.30aA80CRF568.54±56.92aA82.31±3.96aA88.40±2.65aA21.59±0.18aA晚稻LatericeCK217.07±11.89bB132.79±5.80aA87.71±1.61aA24.26±4.46aAOF259.00±19.23aA148.43±6.98aA83.13±23.15aA25.27±6.56aA100CRF288.60±29.60aA143.67±20.74aA80.36±8.46aA24.49±5.69aA80CRF281.20±26.68aA140.66±10.70aA83.26±18.13aA24.95±1.31aA

對(duì)籽粒產(chǎn)量有明顯的促進(jìn)作用。4)氮肥生理利用率在2012 年晚稻季80CRF最高，顯著高于100CRF處理(P<0.05)，2013 年早晚稻均以O(shè)F處理最高，顯著高于100CRF處理(P<0.05)，80CRF與OF處理無(wú)顯著差異，造成這一現(xiàn)象的原因可能是等氮量條件下控釋肥的地上部分葉片、莖稈的吸氮量遠(yuǎn)高于OF，從而降低了單位氮素籽粒增產(chǎn)值。而減量條件下，氮素的分配與OF比較無(wú)顯著差異，氮素利用更為合理。在本研究條件下，OF處理也具有較高的產(chǎn)量，這與其較高的氮素生理利用效率有關(guān)。5)氮肥偏生產(chǎn)力以處理80CRF最高，顯著高于其他施肥處理(P<0.05)，2012 年晚稻、2013 年早晚稻100CRF與OF處理間無(wú)顯著差異。6)從土壤氮素依存率可以看出，施用控釋肥比OF處理在2013 年顯著降低了土壤氮素依存率(P<0.05)，說(shuō)明施用控釋肥降低了水稻產(chǎn)量對(duì)土壤氮的依賴(lài)，提高了氮肥的利用效率。

3討論

3.1緩/控釋肥的減施作用及理論依據(jù)

鑒于控釋肥的高肥力和長(zhǎng)肥效，有研究認(rèn)為在減量施用控釋肥的條件下依然可達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)甚至高產(chǎn)的作用[17]，這對(duì)成本控制具有實(shí)際意義。但王斌[18]等研究發(fā)現(xiàn)，施控釋肥水稻的地上部分特別是稻草的吸氮量遠(yuǎn)高于常規(guī)尿素，即植株莖葉所含氮素是具有較大潛力的供應(yīng)“源”，其養(yǎng)分如果充分轉(zhuǎn)移到籽粒就能保證產(chǎn)量的提高，而控釋肥將可能造成植株莖葉的“奢侈”吸氮；因此，在優(yōu)化平衡施肥的基礎(chǔ)上再適當(dāng)減少其施入量的10%～20%，仍然能保證全生育期的氮素供應(yīng)，在穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)進(jìn)一步提高氮素利用率和節(jié)約成本，這有利于新型氮肥的推廣。本研究在推薦施肥的基礎(chǔ)上減量20%，控釋肥處理產(chǎn)量和氮素吸收利用率最高，而推薦施肥也具有較高的產(chǎn)量，是因?yàn)槠渚哂休^高的氮素生理利用效率。通過(guò)控釋肥減量施用不僅具有較高產(chǎn)量和氮素積累量，也具有較高的氮素生理利用率和農(nóng)學(xué)利用效率，因此，控釋肥減量具有較高的氮素利用效率。但也有研究認(rèn)為控釋肥減量條件下與普通尿素處理相比，早稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、產(chǎn)量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率有所下降[19]。造成這種結(jié)果差異的原因可能與試點(diǎn)的土壤肥力條件和施肥量不同有關(guān)。

3.2施用緩/控釋肥增產(chǎn)效益和提高肥料利用作用評(píng)價(jià)

緩/控釋肥料因其具有提高肥料利用率、減輕施肥對(duì)環(huán)境的污染及一次性施肥等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為今后肥料發(fā)展的趨勢(shì)?？蒯尫试跍p少施肥次數(shù)的同時(shí)，能夠增加產(chǎn)量[20-22]，施用控釋肥的作物能夠吸收更多的養(yǎng)分、保護(hù)環(huán)境和減少污染[23,24]。本研究發(fā)現(xiàn)，施用控釋肥處理的產(chǎn)量與推薦施肥無(wú)顯著差異，而施用全量控釋肥處理氮素含量和氮素吸收量均高于推薦施肥處理，減少20%緩/控釋肥處理卻與推薦施肥氮素含量和氮素吸收量基本相當(dāng)。蔣曦龍等[25]研究表明，等量的硫包膜尿素、硫加樹(shù)脂包膜尿素分別比普通分次施尿素顯著增產(chǎn)13.32%和18.05%，控釋尿素處理與普通尿素處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥生理效率、氮肥利用率均達(dá)顯著增加；周亮[19]發(fā)現(xiàn)，在早晚稻中，等量控釋氮肥處理較普通尿素處理產(chǎn)量增加5%～27.70%，氮肥利用率提高18.60%～31.30%，農(nóng)學(xué)利用率也顯著增加；陳賢友等[12]和徐明崗等[26]也得出相似結(jié)果。本研究施用緩/控釋肥和推薦施肥的水稻產(chǎn)量無(wú)顯著差異，但吸氮量顯著增加，氮肥吸收和農(nóng)學(xué)利用率顯著提高，與以往研究一致[19,25-27]。本研究等氮量條件下，氮肥生理利用率緩/控釋肥處理顯著低于推薦施肥與以往研究不一致[25]，這可能是因?yàn)榈实纳砝寐时容^穩(wěn)定，受水稻產(chǎn)量的影響較小，當(dāng)?shù)蔬^(guò)量施用時(shí)，造成水稻對(duì)氮的奢侈吸收，而氮肥生理利用率急劇下降[1]。在水稻生長(zhǎng)后期過(guò)量施用氮肥比在水稻生長(zhǎng)前期過(guò)量施用氮肥引起的氮肥生理利用率降幅更大，本研究供試試驗(yàn)田肥力較高，全量施用控釋肥可能引起水稻后期氮肥供應(yīng)過(guò)量和奢侈吸收，造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩而抑制水稻生殖生長(zhǎng)，導(dǎo)致養(yǎng)分吸收浪費(fèi)。本研究下全量施控釋肥處理在施肥處理中2 年4 季結(jié)實(shí)率均較低也說(shuō)明了這一點(diǎn)。因此，施用控釋肥應(yīng)在推薦施肥的基礎(chǔ)上減量施用，不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益，而且能提高氮素利用效率。

表4不同施肥處理水稻氮素含量和氮素吸收量比較

Table4．Comparisonofnitrogencontentandnitrogenuptakeofriceindifferenttreatments.

年份Year項(xiàng)目和處理Itemandtreatment早稻含氮量Ncontentofearlyrice/(mg·kg-1)早稻吸氮量Nuptakeofearlyrice/(kg·hm-2)晚稻含氮量Ncontentinlaterice/(mg·kg-1)晚稻吸氮量Nuptakeoflaterice/(kg·hm-2)2012籽粒GrainCK12.22±0.98bB77.95±2.96bB10.69±0.34cB118.29±4.55cCOF15.36±1.61aA102.32±9.40aA12.80±0.57abA180.39±5.76abAB100CRF15.08±0.76aA107.18±5.57aA13.65±0.44aA192.78±8.83aA80CRF14.95±0.33aA104.22±5.64aA12.30±0.42bA170.07±8.17bB秸稈StrawCK10.19±1.33bB45.15±2.93bB6.02±0.43bB28.70±2.43cCOF11.66±2.07aA59.84±4.12aA9.93±0.57aA54.95±0.54aA100CRF12.58±0.49aA65.19±12.66aA10.40±0.94aA58.45±6.56aAB80CRF12.14±2.21aA70.12±23.15aA9.31±0.57aA48.68±3.64bB2013籽粒GrainCK10.61±0.25cC52.37±3.12cC11.21±0.46dC77.04±2.94cCOF13.94±0.38bB106.44±4.71bB13.35±0.51cB112.88±3.32bB100CRF15.46±0.51aA120.86±6.53aA15.78±0.78aA129.02±6.07aA80CRF14.88±0.66abAB116.51±8.17aA14.71±0.33bA127.17±8.68aA秸稈StrawCK6.45±0.71cC28.00±2.15cC6.73±0.36cC34.52±1.93bBOF8.90±0.82bA49.52±5.63bB9.46±0.52bB58.09±4.07aA100CRF11.27±1.02aA85.91±10.26aA12.04±0.20aA68.30±6.19aA80CRF10.52±0.42bA68.20±7.32aA9.30±0.82bB57.70±3.62aA平均籽粒GrainCK11.41±1.03bB65.16±8.76cB10.95±0.23cC97.67±1.88cCOF14.65±1.52aA104.38±8.79bA13.07±0.54bB146.64±4.23bB100CRF15.27±0.40aA114.02±2.28aA14.71±0.50aA160.90±5.55aA80CRF14.91±0.33aA110.36±3.44aA13.50±0.31bB148.62±8.15bB秸稈StrawCK8.32±1.92cB36.58±6.45cC6.37±0.43cC31.61±1.15cBOF10.28±2.20bA54.68±0.44bB9.70±0.59bB56.52±1.78bA100CRF11.93±1.10aA75.55±14.66aA11.22±1.17aA63.38±5.93aA80CRF11.33±0.52abA69.16±16.69aA9.31±0.40bB53.19±2.69bA

緩/控釋肥施用與推薦分次施肥的產(chǎn)量水平無(wú)顯著差異，但緩/控釋肥施用既可顯著提高水稻氮素含量和吸收量，又能省工穩(wěn)產(chǎn)。全量施緩/控釋肥氮肥雖能提高早晚稻氮肥吸收利用率，但導(dǎo)致氮素生理利用率降低；減量20%施用緩/控釋肥的早晚稻氮肥吸收利用率、農(nóng)藝?yán)寐屎推a(chǎn)力均顯著提高，且氮肥生理利用率與推薦施肥相當(dāng)；因此，在本地區(qū)推薦施肥的基礎(chǔ)上減量20%施用緩/控釋肥，在穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，能提高氮素的利用效果和節(jié)約成本，是值得推薦的施肥方式。

表5早晚稻不同施肥處理水稻的氮素利用效率

Table5.Nitrogenuseefficiencyindifferenttreatmentsinearlyandlaterice.

年份Year處理Treatment氮素收獲指數(shù)NHI氮肥吸收利用率NRE/%氮肥農(nóng)學(xué)利用率NAE/(kg·kg-1)氮肥生理利用率NPE/(kg·kg-1)氮肥偏生產(chǎn)力PFP/(kg·kg-1)土壤氮素依存率SNDR/%2012早稻Earlyrice CK0.63±0.01aA OF0.63±0.04aA26.03±5.58cC3.97±1.45aA18.75±4.30aA47.57±1.45bA76.05±3.95aA 100CRF0.62±0.05aA37.28±6.07bB4.73±0.71aA14.87±2.19aA47.37±0.71bA71.76±6.00aA 80CRF0.61±0.07aA55.58±8.25aA4.79±2.32aA11.73±1.28aA58.08±2.32aA71.96±12.45aA晚稻Laterice CK0.76±0.01aA OF0.70±0.01cB34.50±3.20bB7.90±1.26bA22.96±3.69abA54.48±1.26bB65.62±2.08abA 100CRF0.70±0.02cB41.38±4.91aA8.14±1.81bA19.83±4.84bA54.71±1.81bB61.45±2.84bA 80CRF0.71±0.01bB39.11±1.52aA10.34±0.65aA29.14±3.85aA68.56±0.65aA69.66±3.41aA2013早稻Earlyrice CK0.65±0.02aA OF0.68±0.01aA23.98±3.44bB14.62±0.71bB35.48±3.38aA51.28±0.71bB64.41±2.02aA 100CRF0.59±0.04aA57.85±6.21aA14.95±2.44bB22.67±2.64bB51.69±2.44bB48.59±3.51bB 80CRF0.63±0.03aA53.93±5.38aA18.53±0.72aA27.57±4.21abAB64.41±0.72aA54.39±4.12bB晚稻Laterice CK0.69±0.00aA OF0.66±0.02aA33.01±2.68bB8.80±0.65bB26.73±2.22aA46.98±0.65bB65.29±1.85aA 100CRF0.65±0.01aA47.64±6.44aA7.27±1.95bB15.20±3.38bB45.46±1.95bB56.67±3.26bA 80CRF0.69±0.02aA50.91±7.49aA12.34±5.00aA23.62±6.48aAB60.08±5.00aA60.48±3.53abA

NHI,NRE,NAE,NPE,PFPandSNDRindicatenitrogenharvestindex，nitrogenrecoveryefficiency,nitrogenagronomicefficiency,nitrogenphysiologicalefficiency,partialfactorproductivityforappliedNandsoilNdependentrate,respectively.

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收稿日期:2015-12-29； 修改稿收到日期: 2016-03-12。

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31101603)； 國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2011BAD41B01)； 江西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目； 學(xué)科帶頭人項(xiàng)目(20122BAB204003，2010GZN0096，20133BCB22013)； 農(nóng)業(yè)部作物營(yíng)養(yǎng)與施肥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助項(xiàng)目。

中圖分類(lèi)號(hào):S143.1; S511.062

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1001-7216(2016)04-0389-08

EffectsofControlled-ReleaseFertilizerApplicationonDoubleCroppingRiceYieldandNitrogenUseEfficiency

HOUHong-qian1,2,3，HUANGYong-lan4，JIJian-hua1,2,3，LIUYi-ren1,2,3，LIUXiu-mei1,2,3,*，HUZhao-ping5,6

(1Soil&FertilizerandResources&EnvironmentInstitute，JiangxiAcademyofAgriculturalSciences，Nanchang330200，China；2NationalEngineeringandTechnologyResearchCenterforRedSoilImprovement，Nanchang330200，China；3KeyLaboratoryofCropEco-physiologyandFarmingSystemfortheMiddleandLowerReachesoftheYangtzeRiver,MinistryofAgriculture,P.R.China,Nanchang330200，China；4JiangxiSuper-riceResearchandDevelopmentCenter,Nanchang330200,China;5StateKeyLaboratoryofNutritionResourcesIntegratedUtilization，Linshu276700,China；6KingentaEcologicalEngineeringGroupCo.,Ltd.,Linshu276700,China.*Correspondingauthor，E-mail: lxm3392@163.com)

Abstract:In order to study the effects of controlled-release fertilizer application on double cropping rice, a successive 2-year location-fixed field experiment was carried out in double cropping region in red soil paddy field derived from the Quaternary red clay in Nanchang, Jiangxi Province of southern China. The field experiment covered 4 treatments including no fertilizer (CK), recommended application split by three times (OF), controlled release fertilizer all used as basal fertilizer (100CRF) and 80% controlled release fertilizer all used as basal fertilizer (80CRF), and each treatment had three replicates. During the two years plantation, rice yield, rice nitrogen uptake and nitrogen use efficiency of each treatment were measured and the conclusion could be drawn that the average yield for the two years followed the order of 80CRF>100CRF>OF>CF>CK, and the treatment 80CRF, 100CRF, and OF increased rice yield by 25.32%, 23.93% and 23.86% respectively, compared with CK (P< 0.05). However there was no significant difference between different nitrogen fertilizer treatments. As for the average nitrogen uptake in two years , 100CRF and 80CRF treatment were significantly higher than OF treatment in early rice and 100CRF treatment was higher than OF treatment in late rice (P < 0.05), but 80CRF and OF were no significant difference in late rice. The nitrogen uptake manifested same trend between straw and grain. The nitrogen recovery efficiency of 100CRF, 80CRF treatment were significantly higher than the OF treatment (P< 0.05). Nitrogen agronomic efficiency, partial factor productivity of applied N at the highest of 80 CRF, is significantly higher than 100CRF and OF treatments (P < 0.05). Nitrogen physiological efficiency and Soil N dependent rate at the highest of 80 CRF in late rice in 2012 and OF in double-rice in 2013 respectively, were significantly higher than 100CRF treatment (P < 0.05), but there was no significant difference between 80CRF and OF treatment. Therefore, one-time use of controlled release fertilizer regardless of the quantity and reduce the dosage of 20%, it could reach the recommended fertilization production levels, and could significantly increase the nitrogen content and uptake in rice. Full amount of controlled release fertilizer utilization rate of nitrogen fertilizer could only improve nitrogen uptake both early rice and late rice, but caused N luxury absorption and nitrogen physiological efficiency lower; Reduced by 20% controlled release fertilizer, the nitrogen recovery efficiency, the agronomic efficiency, and the partial factor productivity for applied N were significantly improved in early and late rice. There was no difference in nitrogen physiological efficiency between 80 CRF treatment and optimized fertilization. On the basis of stable yield, 80CRF treatment has saved the cost and improved the effect of the nitrogen utilization.

Key words:slow/controlled-release fertilizer; yield; nitrogen uptake; nitrogen use efficiency; rice

侯紅乾, 黃永蘭，冀建華, 等. 緩/控釋肥對(duì)雙季稻產(chǎn)量和氮素利用率的影響. 中國(guó)水稻科學(xué)， 2016， 30(4)： 389-396.