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緩控釋肥料在水稻上的應(yīng)用效果綜述

2017-11-15 01:50程金秋朱盈魏海燕李宏亮李曉峰陳雯張洪程戴其根胡雅杰崔培媛
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年17期
關(guān)鍵詞:展望生態(tài)環(huán)境應(yīng)用效果

程金秋+朱盈+魏海燕+李宏亮+李曉峰+陳雯+張洪程+戴其根+胡雅杰+崔培媛

摘要:緩控釋肥是一種根據(jù)作物養(yǎng)分需求緩慢釋放養(yǎng)分的新型肥料,它在水稻上的應(yīng)用對于水稻生產(chǎn)的增產(chǎn)增效具有重要的意義。在介紹了緩控釋肥定義、分類的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究綜述了緩控釋肥施用對水稻生長、氮素吸收利用、產(chǎn)量、品質(zhì)和稻田生態(tài)環(huán)境等的影響,探討了現(xiàn)有的緩控釋肥施肥技術(shù),并針對目前緩控釋肥在水稻應(yīng)用中存在的問題提出了進(jìn)一步研究的展望。

關(guān)鍵詞:緩控釋肥;水稻;應(yīng)用效果;展望;發(fā)長發(fā)育;氮素吸收;生態(tài)環(huán)境

中圖分類號: S511.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2017)17-0011-05

肥料對水稻的持續(xù)增產(chǎn)有著重要的作用,我國稻谷年產(chǎn)量從1980年的13 990萬t上升到2014年的20 650萬t,除良種培育和栽培措施改進(jìn)之外,其中一個重要的因素就是肥料投入。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織估計,發(fā)展中國家糧食的增產(chǎn)55%依賴于化肥的作用,至2020年預(yù)估達(dá)到70%。肥料的大量施用,盡管增加了作物的產(chǎn)量,但也易通過揮發(fā)、淋洗和徑流而造成損失,既增加了環(huán)境壓力,又降低了肥料利用率。據(jù)樊小林等估計,中國目前主要糧食作物的氮磷鉀肥的當(dāng)季利用率分別約為30%~35%、10%~20%和35%~50%,顯著低于發(fā)達(dá)國家水平[1]。因此,合理施用肥料、提高肥料利用效率是當(dāng)前水稻生產(chǎn)提質(zhì)增效,實(shí)現(xiàn)化肥、農(nóng)藥施用零增長的重要措施之一。

與此同時,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、農(nóng)村勞動力的大量轉(zhuǎn)移,省工節(jié)本、人工投入少、科技含量高的機(jī)械化輕簡化水稻栽培管理也成為現(xiàn)代稻作發(fā)展的重要特征之一。傳統(tǒng)的水稻速效肥料,由于肥效期短,在全生育期中需要分次施用,才能滿足水稻生長各個生育階段對肥料的需求,不僅費(fèi)工,也難以提效。近年來,利用多種調(diào)控機(jī)制使養(yǎng)分按照設(shè)定的釋放速率和周期緩慢或控制釋放、以滿足作物在一定生長季內(nèi)對養(yǎng)分需求的緩控釋肥得到了快速發(fā)展和應(yīng)用,為現(xiàn)代作物生產(chǎn)簡化施肥、降低施肥勞動強(qiáng)度、提高肥料利用率提供了可能。且已有的研究表明,不同的緩控釋肥,在水稻、玉米[2]、小麥[3]等糧食作物以及白菜[4]、棉花[5]等經(jīng)濟(jì)作物上均有不同程度的增產(chǎn)增效作用。為此,本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)綜述了緩控釋肥對水稻生長發(fā)育特性、產(chǎn)量、品質(zhì)及其生態(tài)環(huán)境的影響等,探討了現(xiàn)有緩控釋肥在水稻生產(chǎn)中應(yīng)用所存在的問題及其今后發(fā)展的方向,以期為新時期優(yōu)質(zhì)高效水稻生產(chǎn)合理施肥提供一定的參考。

1緩控釋肥概念及類型

緩釋肥料(slow release fertilizers,簡稱SRFs)指的是采用物理、化學(xué)和生物化學(xué)方法制造的能使肥料中養(yǎng)分(主要為氮和鉀)在土壤中緩慢釋放,使其作物有效性明顯延長的肥料;控釋肥料(controlled release fertilizers,簡稱CRFs)指的是以顆粒肥料(單質(zhì)或復(fù)合肥)為核心,采用聚合物包膜,可定量控制肥料中養(yǎng)分釋放數(shù)量和釋放期,使養(yǎng)分供應(yīng)與作物各生育期需肥規(guī)律相吻合的包膜復(fù)合肥和包膜尿素。國內(nèi)外學(xué)者大多數(shù)同時使用這兩個概念,或直接稱為緩控釋肥料。但從某種意義上說控釋肥料是緩釋肥料的高級形式。

緩控釋肥種類多,分類也有所差異。羅斌等將緩控釋肥分為穩(wěn)定性肥料、合成有機(jī)氮類緩釋肥料、包膜(包裹)型緩控釋肥和載體類緩控釋肥4種類型[6]。楚召認(rèn)為緩控釋肥主要分為微溶于水的合成有機(jī)氮化合物和包膜(包裹)緩控釋肥兩大類[7]。谷奪魁等根據(jù)大部分已開發(fā)和評價出的能控制氮有效性的材料和工藝將緩控施肥主要分為五大類:低溶性需分解的物質(zhì)、微溶礦物、能逐漸分解的可溶物質(zhì)、抗溶解處理普通水溶性產(chǎn)品和抑制微生物活性物質(zhì)[8]。目前運(yùn)用較為普遍的是將緩控釋肥分為包膜緩控釋肥、包裹材料緩控釋肥和具有有限水溶性的合成型微溶態(tài)緩控釋肥3種類型[9]。

2緩控釋肥對水稻生長的影響

2.1對根系的影響

水稻根系是水分和養(yǎng)分吸收的重要器官,也是多種激素、氨基酸和有機(jī)酸合成的重要場所,其形態(tài)特征和生理特性與地上部生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)均有密切的關(guān)系[10]。施用緩控釋肥能促進(jìn)水稻中后期根系發(fā)育,與對照常規(guī)施肥相比,顯著增加了根系質(zhì)量、體積、總吸收面積、根長和根系密度,降低根半徑,同時還提高了水稻生育后期的根系活力,延緩根系衰老,增加根系對養(yǎng)分吸收[11-13]。彭玉等研究還發(fā)現(xiàn),緩控釋肥的施用,在保證根系活力的同時可提高10 cm以下的深層根系分布比例、增加根尖數(shù)、延長總根長,增大植株養(yǎng)分?jǐn)z取范圍,吸收足夠的土壤養(yǎng)分,有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)[14]。與常規(guī)速效肥料分次施用相比,一次性施用緩控釋肥還有利于提高水稻根深指數(shù),提高植株抗根倒伏能力[12,15]。

水稻生育過程中,根系傷流強(qiáng)度、α-萘胺氧化力、關(guān)鍵酶活性是水稻根系活力特征的重要指標(biāo)。相同施氮量下,一次性施肥緩控釋肥處理在齊穗后根系傷流強(qiáng)度均高于常規(guī)肥料一次性基施[14]。同時,水稻生育后期根系α-萘胺氧化量也能維持在較高水平,較普通尿素分次施肥下降幅度小,尤其是能在抽穗后期維持根系較高的活力,保證植株吸收大量的水分與養(yǎng)分,促進(jìn)籽粒充分灌漿與結(jié)實(shí)[12,16]。鄭圣先等還指出,施用緩控釋肥處理,水稻生育后期根系中SOD、POD和CAT活性得以提高,抽穗期、乳熟期、蠟熟期和成熟期根系中MDA含量分別比常規(guī)尿素施肥低23.3%、15.1%、8.8%和6.1%,差異均極顯著[13]。

2.2對莖稈的影響

肥料施用對植株株高和莖稈節(jié)間形態(tài)有重要影響,目前已有的緩控釋肥對水稻株高的影響不盡相同,王斌等進(jìn)行四季水稻的連續(xù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)緩控釋肥能明顯且穩(wěn)定地促進(jìn)株高的增加[17];而趙勝利等研究認(rèn)為緩控釋肥全量施用下并不能降低水稻株高,但減量40%的情況下施用可以達(dá)到降低株高的效果[18-22]。造成以上結(jié)果的差異可能與所施緩控釋肥用量與肥料復(fù)配類型等有重要關(guān)系。

在莖稈抗倒伏能力方面,一次性施用緩控釋肥的水稻生長前、中、后期的莖根比顯著高于水稻專用肥分次施肥處理,而莖基部粗度相似,說明一次性施用緩控釋肥能夠增加單位莖稈容量,提高水稻抗倒伏能力[12]。唐拴虎等采用盆栽和網(wǎng)箱試驗(yàn),探究3種緩控釋肥對水稻生長發(fā)育及抗倒伏能力的影響,結(jié)果表明,施用高鉀含量緩控釋肥的水稻莖基部粗度顯著大于低鉀含量的緩控釋肥,等養(yǎng)分下施用不同緩控釋肥處理水稻莖基部粗度均明顯高于常規(guī)分次施肥處理,且水稻莖根比降低[23]。由此可見,水稻生產(chǎn)中合理施用緩控釋肥可增加莖稈強(qiáng)度,降低倒伏風(fēng)險。

2.3對葉片的影響

緩控釋肥施用對水稻葉片生長具有一定的促進(jìn)作用。在秧苗期,緩控釋肥處理對水稻總?cè)~片數(shù)和葉面積作用不明顯,與常規(guī)施肥基本相同[24]。邢曉鳴等研究3種緩控釋肥類型(摻混肥、4個月樹脂尿素、硫包衣尿素)以及2種不同施肥方式(一次性基施、分別與常規(guī)尿素按5 ∶1進(jìn)行一基一蘗施用)對水稻生長的影響發(fā)現(xiàn),與等氮量下常規(guī)施肥相比,在提高拔節(jié)和抽穗期水稻葉面積指數(shù)和光合勢上摻混肥優(yōu)于硫包衣尿素和4個月樹脂尿素,均為一基一蘗施>一次性基施,主要和該肥料肥力釋放均勻,在保證適宜莖蘗數(shù)的基礎(chǔ)上提高莖蘗成穗率有關(guān)[25]。

葉綠素是植物代謝過程中進(jìn)行光合作用和同化物質(zhì)的基礎(chǔ),是光合作用的重要色素。聶軍等和呂玉虎等研究發(fā)現(xiàn),施用緩控釋肥較常規(guī)施肥能有效提高水稻生育后期功能葉中葉綠素含量與光合速率,延長水稻生育后期光合功能,延緩葉片衰老,從而提高水稻產(chǎn)量[26-27];謝春生等在早稻和晚稻中也發(fā)現(xiàn)了相似規(guī)律[20]。水稻功能葉碳代謝關(guān)鍵酶活性是影響水稻生育后期光合功能的另一重要因素。聶軍等通過一次性基施緩控釋肥(含N 42%)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),自孕穗至抽穗后第32天,水稻功能葉中SOD和POD活性顯著高于常規(guī)施肥處理;葉片中MDA含量較施用尿素出現(xiàn)極顯著下降,表明施用緩控釋肥增強(qiáng)了清除超氧自由基的能力,降低了水稻葉片中細(xì)胞原生質(zhì)膜系統(tǒng)的受損程度,從而有利于水稻功能葉維持正常的生理生化功能,延緩水稻生育后期的衰老進(jìn)程,增加后期物質(zhì)積累[26]。從地上部生物生物量來看,緩控釋肥處理下水稻在分蘗初期生物量低于常規(guī)施肥,而分蘗盛期至成熟期干物質(zhì)顯著高于常規(guī)施肥[28]。同時不同緩控釋肥類型間也有所差異,其中樹脂控釋尿素較其他緩控釋肥效果更明顯[29]。綜上所述,緩控釋肥在水稻生育前期控制養(yǎng)分釋放速率,降低肥料損失,生育后期保證葉片較高的光合能力,延長光合時間,使光合產(chǎn)物不斷充實(shí)籽粒,提高結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量[17,30],充分發(fā)揮水稻增產(chǎn)潛力。

3緩控釋肥對水稻氮素吸收利用的影響

3.1對氮素吸收的影響

合理地施用緩控釋肥對提高肥料利用率具有一定的促進(jìn)作用。陳建生等通過盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水稻控釋肥“新農(nóng)科”一次性施用相對常規(guī)施肥氮肥表觀利用率提高了12.2%~22.7%[31]。李玥等研究發(fā)現(xiàn)一次性基施樹脂包膜緩控釋肥,穗部氮積累量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥表觀利用率和氮肥偏生產(chǎn)力較常規(guī)施肥分別提高51.83%、18.71%、57.97%和 5.54%[30]。諸海燾等研究發(fā)現(xiàn)水稻專用緩釋復(fù)混肥(N ∶P2O5 ∶K2O=24 ∶8 ∶10)在減少20%的氮肥用量下仍能提高水稻產(chǎn)量和8.16%的氮肥表觀利用率,并且環(huán)境效益顯著[32]。更有研究發(fā)現(xiàn),氮素利用率較常規(guī)施肥最多可提高69.76%[33]。從水稻各生育時期對氮肥的吸收特性來看,常規(guī)施肥處理水稻在生育前期(移栽至幼穗分化期)、生育中期(幼穗分化期至齊穗期)和生育后期(齊穗期至成熟期)氮素吸收量占總吸氮量的57.7%~63.5%、34.7%~41.1%和 1.2%~1.8%,而緩控釋肥處理下分別為51.2%~62.7%、33.3%~38.1%和4.7%~10.1%,生育后期氮素吸收明顯增加[34-35]。表明緩控釋肥“前足、中控、后促”肥效釋放特性更為契合水稻生長規(guī)律,從而促進(jìn)了水稻關(guān)鍵生育時期尤其是生育后期對氮素的吸收。

3.2對氮代謝相關(guān)酶活性的影響

水稻施用緩控釋肥下氮素的吸收與利用率的提高和氮代謝相關(guān)酶活性密不可分,其中硝酸還原酶、谷氨酰胺合成和轉(zhuǎn)化酶和蛋白水解酶起關(guān)鍵性作用。杜君等研究表明,緩控釋肥處理下,水稻生育后期功能葉中(尤其是抽穗期至乳熟期)硝酸還原酶活性顯著高于常規(guī)施肥,而谷氨酰胺合成和轉(zhuǎn)化酶活性的增強(qiáng)作用可從抽穗期維持到蠟熟期,在抽穗期和乳熟期最明顯,籽粒蠟熟期谷氨酰胺合成和轉(zhuǎn)化酶活性也分別提高了31.6%和27.1%[36]。由此說明緩控釋肥施用可以增強(qiáng)植株體內(nèi)氮代謝相關(guān)酶的活性,促進(jìn)水稻生育后期氮素吸收與同化,增加吸氮量的同時提高利用率。此外,施用緩控釋肥,使得乳熟期和蠟熟期葉片中的蛋白水解酶活性也得到提高,有利于生育后期葉片中蛋白質(zhì)水解,并向籽粒進(jìn)行再運(yùn)轉(zhuǎn)[37]。

4緩控釋肥對水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

4.1對水稻產(chǎn)量的影響

水稻生產(chǎn)中,在一定的施氮范圍內(nèi),增施氮肥可以顯著增加水稻的產(chǎn)量,超過一定范圍或氮肥不足均會導(dǎo)致產(chǎn)量及部分產(chǎn)量構(gòu)成因子呈下降趨勢[38]。因此,研究緩控釋肥施氮量對水稻產(chǎn)量的影響也具有重要意義。等氮量施用下,唐拴虎等將包膜尿素復(fù)混肥、“農(nóng)科控釋肥”和“樂喜施”控釋肥3種不同類型緩控釋肥一次性基施后發(fā)現(xiàn),在移栽后的前30 d內(nèi)氮素釋放量較高,中后期氮素供應(yīng)充足,成穗率高,較常規(guī)施肥增產(chǎn)5.51%~21.56%[23]。陳賢友等探究硫磺加樹脂雙層包膜尿素和普通尿素按1 ∶0、7 ∶3和5 ∶5比例配比一次性基施對水稻產(chǎn)量的影響[39],結(jié)果表明3種處理產(chǎn)量分別為 7 664.0、7 172.5、7 008.2 kg/hm2,較常規(guī)施肥增產(chǎn) 17.75%、10.49%和7.96%。李敏等研究發(fā)現(xiàn),控釋期為90 d的樹脂膜和硫膜控釋尿素與普通尿素以7 ∶3比例一次性基施均能顯著提高水稻籽粒產(chǎn)量,增幅為7.9%~31.7%[29]。諸海燾等采用測土配方和平衡施肥原理制成N ∶P2O5 ∶K2O=24 ∶8 ∶10 的水稻專用緩釋復(fù)混肥,與常規(guī)施肥相比,等氮處理下水稻增產(chǎn)7.06%,而等價處理僅增產(chǎn)0.66%,表明緩控釋肥等氮量下增產(chǎn)效果顯著,而由于緩控釋肥生產(chǎn)工藝和流程更加復(fù)雜,提高了肥料成本,從而等氮量下經(jīng)濟(jì)效益不明顯[32]。為了降低生產(chǎn)成本,許多學(xué)者在緩控釋肥減量情況下對產(chǎn)量的影響進(jìn)行了相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)減肥增產(chǎn)是可行的。俞衛(wèi)星等指出,緩控釋肥減量20%~30%情況下,緩控釋肥處理產(chǎn)量與常規(guī)施肥相比不減產(chǎn)甚至增產(chǎn),在中肥力土壤和低肥力土壤上表現(xiàn)相同規(guī)律[22,40]。Geng等進(jìn)行連續(xù)7年的大田試驗(yàn),結(jié)果表明緩控釋肥減量30%下水稻產(chǎn)量與常規(guī)施肥一致,維持土壤肥力并降低勞動力成本,在減量50%下產(chǎn)量略有降低,與常規(guī)施肥相比仍未表現(xiàn)出顯著差異[41]。也有研究發(fā)現(xiàn),緩控釋肥在一次性施用下易造成水稻前期氮素供應(yīng)不足、后期養(yǎng)分偏多的現(xiàn)象,不利于水稻高產(chǎn)甚至減產(chǎn),為了彌補(bǔ)這一不足,有學(xué)者采用等氮量下緩控釋肥與普通尿素?fù)交焓?、測土配方與平衡施肥等方法,增產(chǎn)7.06%~10.49%[32,39,42]。綜合前人的研究表明,緩控釋肥的合理施用對水稻具有增產(chǎn)作用,增產(chǎn)效果因緩控釋肥肥料種類、施肥方式和栽培條件等有所差異。

4.2對稻米品質(zhì)的影響

隨著人們生活水平的提高,對稻米品質(zhì)提出了更高的要求,研究緩控釋肥對稻米品質(zhì)的影響具有十分重要的意義。莫釗文等研究表明,在0~1 500 kg/hm2范圍內(nèi),施用緩控釋肥一定程度上可以提高精米率、整精米率、直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量,降低堊白粒率,水稻N、P、K總積累量和每100 kg稻谷需N、P、K量與碾磨品質(zhì)、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān),與堊白粒率呈負(fù)相關(guān),施用緩控釋肥1 200 kg/hm2為獲得較優(yōu)品質(zhì)和較高養(yǎng)分吸收和利用的肥料水平[43]。居靜等利用S型和直線型釋放曲線的兩種緩控釋肥與常規(guī)氮肥對比發(fā)現(xiàn),施用緩控釋肥不能明顯提高稻米加工品質(zhì),在一定程度上增加了稻米堊白率和堊白度,其中S型緩控釋肥效果更顯著[44]。造成以上差異的原因可能與施肥方式、肥料類型及施肥量有關(guān)。等氮量下一次性施用緩控釋肥與常規(guī)施肥相比可明顯提高籽粒蛋白質(zhì)含量,從營養(yǎng)價值來看,籽粒蛋白質(zhì)含量越高,其營養(yǎng)價值越高[21]。羅蘭芳等認(rèn)為一次性全量施用緩控釋肥與常規(guī)施肥相比能極顯著提高水稻糙米蛋白質(zhì)和總氨基酸含量,以及除蘇氨酸以外的所有必需氨基酸組分含量[34]。由此可見,施用緩控釋肥在提高水稻產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高稻米品質(zhì)是可行的。

5緩控釋肥對生態(tài)環(huán)境的影響

施用常規(guī)速效氮素,常因氨揮發(fā)、氮素的徑流和淋洗等原因,對大氣和水體造成污染。鄭圣先等研究發(fā)現(xiàn),尿素處理下17 d氨揮發(fā)量為547.7 mg/m2,占施入氮量的4.7%,而緩控釋肥處理可顯著降低氨的揮發(fā)量,僅為2.2%[45]。其作用機(jī)制主要通過減緩養(yǎng)分釋放速率降低土壤溶液中氨態(tài)氮濃度,從而降低氨揮發(fā)損失[46]。Xu等在直播稻中也發(fā)現(xiàn)相似規(guī)律,還發(fā)現(xiàn)緩控釋肥配合5 cm深施更能減少氨揮發(fā)[47]。除此之外,緩控釋肥還具有減少氮素的滲透與淋失的作用。等氮量施肥下,硫包膜控釋尿素較普通尿素稻田全氮淋失量降低44.6%[48];控釋BB肥和樹脂包膜尿素處理分別降低261%和39.5%[49]。并且在減量30%條件下,氮素徑流損失量與常規(guī)施肥相比仍降低27.2%,甚至略高于控釋氮肥等氮量施用[50-51]。Zheng等發(fā)現(xiàn)淋失 15N總量的97.2%主要是NO3--N淋失量,而緩控釋肥的NO3--N淋失量僅占常規(guī)施肥的72.9%,差異達(dá)顯著水平[52]。研究還發(fā)現(xiàn),緩控釋肥對減少硝化-反硝化損失量也有一定促進(jìn)作用。用氮素平衡賬中的虧缺量扣除氨的損失量后計為硝化-反硝化損失量的結(jié)果表明,水稻控釋氮肥氮的硝化-反硝化損失量占施入氮量的3.46%,而尿素處理卻高達(dá)37.75%[53]。從N2O排放量來看,緩控釋肥處理在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上可降低11%~50%[54-55]。此外,還可以降低甲烷的排放、提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量等[19,55]。由此可見,緩控釋肥是生態(tài)友好型肥料,適宜在水稻種植地區(qū)大范圍推廣,在保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面具有重要意義。

6緩控釋肥施肥技術(shù)

緩控釋肥具備緩慢釋放的特點(diǎn),減少施肥次數(shù)的同時能夠滿足水稻生長對養(yǎng)分的需求,但緩控釋肥施用量、施用時間、施肥方式和施肥深度的不同會引起緩控釋肥肥效表現(xiàn)出差異。生產(chǎn)中在選用合適緩控釋肥基礎(chǔ)上配套相應(yīng)施肥技術(shù)至關(guān)重要。

日本從20世紀(jì)90年代開始推廣水稻側(cè)條施施肥技術(shù),將緩控釋肥一次性施于秧苗一側(cè)5~8 cm深處,該方法可將緩控釋肥呈條狀集中不分散,逐漸釋放養(yǎng)分供給水稻的同時減少養(yǎng)分的固定和流失,從而提高肥料利用效率[56];在1995年研發(fā)了“控釋氮肥工廠化箱式育苗”[57]和“免耕種肥接觸直播”[58]技術(shù),由于成本較高、技術(shù)要求高很難在中國推廣。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)在此基礎(chǔ)上研制出育苗秧盤全量施肥法,將全生育期間水稻所需要的專用種衣尿素肥料一次性施于育苗秧盤底部的方法。采用延遲釋放型控釋肥,該肥料在抑制期的養(yǎng)分溶出速率及累計溶出量均極低,既滿足水稻在30~40 d及灌漿至成熟期對少量養(yǎng)分的需求,不會造成種子和幼苗高濃度鹽分積累,又滿足分蘗至灌漿期大量的氮素供應(yīng),且肥料施于水稻近根處可明顯提高氮素的利用效率。該方法在移栽作業(yè)的同時完成施肥作業(yè),具備省工節(jié)本的優(yōu)點(diǎn)[24]。

由于部分緩控釋肥養(yǎng)分釋放速率和模式與水稻養(yǎng)分吸收速率和模式有所差異,趙勝利等與邢曉鳴等將緩控釋肥與其他肥料按一基一蘗與一基一穗方式進(jìn)行配施,發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量、群體干物質(zhì)、葉面積指數(shù)、葉綠素含量和光合勢等方面表現(xiàn)出不同程度增加[18,25]。諸海燾等采用測土配方與平衡施肥原理制成水稻專用緩釋肥[32],提高產(chǎn)量的同時提高了肥料利用效率,環(huán)境效益顯著。

在直播稻中,羅錫文等研究出機(jī)械同步深施肥的方法,同步進(jìn)行開溝、起壟和播種,壟面上播種小溝增加了水稻根系入土深度,同時將肥料施入溝內(nèi)[43],有利于緩控釋肥與水稻根系接觸,促進(jìn)水稻根系的生長及對養(yǎng)分的吸收,降低肥料損耗,還可降低氨揮發(fā)比率以及延緩氨揮發(fā)進(jìn)程[59]。

總而言之,能夠?qū)λ酒鸬皆霎a(chǎn)增效、減輕環(huán)境壓力的緩控釋肥施用方法均需要在水稻根際進(jìn)行深施,同時,針對不同生長類型水稻品種,還可以與普通尿素進(jìn)行適當(dāng)配施來滿足水稻全生育期對養(yǎng)分的需求。

7緩控釋肥在水稻上應(yīng)用存在的問題及展望

7.1提高生產(chǎn)技術(shù),降低生產(chǎn)成本,促進(jìn)緩控釋肥應(yīng)用

目前限制緩控釋肥在大田作物生產(chǎn)中應(yīng)用的主要因素仍是價格偏高,是常規(guī)肥料的3~8倍(部分控釋的摻混肥大約為2~5倍),緩控釋肥是化肥的再生產(chǎn)過程,必定增加生產(chǎn)成本,生產(chǎn)中運(yùn)用最多的是花卉類經(jīng)濟(jì)作物,在水稻生產(chǎn)中應(yīng)用大多處于研究和試驗(yàn)階段,因此,改進(jìn)生產(chǎn)工藝和流程,節(jié)能減耗,降低生產(chǎn)成本,減少與傳統(tǒng)肥料之間的價格差距,是目前亟待解決的關(guān)鍵問題。

7.2研發(fā)針對不同類型水稻品種的專用緩控釋肥

從目前緩控釋肥類型來看,市場上已有多種適合水稻生長的專用緩控釋肥。我國水稻品種類型較多,主要有早稻和晚稻、秈稻和粳稻、雜交稻等,具有一定的生態(tài)區(qū)域性,不同水稻類型的養(yǎng)分吸收量、吸收速率和模式間也有所差異。同種緩控釋肥的肥效釋放速率和模式不能同時滿足各種品種水稻生長需求。因此,要結(jié)合目前推行的測土配方施肥技術(shù),根據(jù)不同地區(qū)土壤、溫度和栽培水稻品種等因素形成不同緩控釋肥的工藝技術(shù),生產(chǎn)出區(qū)域適應(yīng)性強(qiáng)、水稻吸收效果好的不同類型水稻專用緩控釋肥。

7.3科學(xué)合理的施肥技術(shù)

由于緩控釋肥發(fā)展起步較晚,緩控釋肥施肥技術(shù)目前尚未成熟。施肥深度、施肥位置和施肥時間等對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和肥料利用率均有不同程度影響。為了提高肥料的利用效率、促進(jìn)水稻吸收,要根據(jù)不同生態(tài)區(qū)氣候條件、土壤條件、水分管理和水稻品種確定適宜的緩控釋肥類型及用量,并配套相應(yīng)的施肥技術(shù),為充分發(fā)揮緩控釋肥肥效、保證水稻穩(wěn)產(chǎn)提供保障。

7.4殘膜導(dǎo)致生態(tài)問題

當(dāng)前對于緩控釋肥包膜材料殘留問題研究較少,由于包膜材料選材不同,連年施用是否造成生態(tài)環(huán)境污染、如何評價殘膜問題,需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善,也需要生產(chǎn)和推廣施肥性能好且環(huán)保無殘留的包膜緩控釋肥。

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