?周曉豐 段紅霞 夏桂龍 金健康?

摘 要：為了探明新型稻作模式——稻魚模式下氮肥減施比例，設(shè)置常規(guī)施肥（CK）、氮肥減少15%（T1）、減少30%（T2）和減少50%（T3）等處理進(jìn)行田間試驗，分析了水稻齊穗期SPAD、籽粒產(chǎn)量和氮素表觀平衡等指標(biāo)。結(jié)果表明：與CK處理相比，T1和T2處理不會顯著降低劍葉SPAD值和籽粒產(chǎn)量，而T3處理的劍葉SPAD值和籽粒產(chǎn)量則分別比CK處理降低了15.39%和7.69%;雖然各處理的水稻均表現(xiàn)為氮素盈余，但T3處理的氮素盈余最低;進(jìn)一步結(jié)合擬合方程的斜率表明，當(dāng)?shù)势a(chǎn)力每提高1 kg/kg，氮素盈余可以降低2.54 kg/hm2。因此，在稻魚模式下，氮肥減施15%～30%可維持水稻高產(chǎn)，并顯著降低氮素盈余。

關(guān)鍵詞：稻魚模式;氮肥減施;水稻產(chǎn)量;氮素表觀平衡

中圖分類號：S143文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2020）05-0040-03

Effects of Reduced Nitrogen Fertilizer Application on Rice Growth and Yield in Rice-Fish Mode

ZHOU Xiao-feng，DUAN Hong-xia，XIA Gui-long，JIN Jian-kang

（Dengjiabu Foundation Seed Station of Jiangxi Province， Yujiang 335200， PRC）

Abstract： In order to clarify the effects of reduction rates of nitrogen fertilizer application in rice-fish culture mode on rice growth and yield， the field experiment was set CK （conventional amount of nitrogen fertilizer： 225 kg/hm2）， T1 （nitrogen fertilizer： 191.25 kg/hm2， decreased by 15%）， T2 （nitrogen fertilizer： 157.50 kg/hm2， decreased by 30%） and T3 （nitrogen fertilizer： 112.50 kg/hm2， decreased by 50%）. Then， the SPAD values （Soil and Plant Analyzer Development） at full heading stage， grain yield， and nitrogen apparent balance of different treatments were analyzed. The results showed that compared with CK， T3 decreased grain yield， and the SPAD value of flag leaf at full heading stage by 7.69% and 15.39%， respectively， T1 and T2 did not reduce significantly. The nitrogen apparent balance among all treatments were surplus， but T3 produced the lowest surplus. Furthermore， the slope of the fitting equation indicated that the apparent nitrogen balance could be decreased by 2.54 kg/hm2 when the nitrogen partial factor productivity was increased by 1 kg/kg. Therefore， in the rice-fish mode， a high yield could be maintained though the nitrogen rate is reduced by 15%-30%， and the nitrogen surplus will be significantly reduced. Meanwhile， improving nitrogen partial factor productivity could help to reduce nitrogen surplus.

Key words： rice-fish mode; reduced nitrogen fertilizer application; rice yield; apparent nitrogen balance

近年來，隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，農(nóng)村大量勞動力向城市轉(zhuǎn)移，引發(fā)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力短缺，加上勞動強度大、稻米價格低等因素，稻作模式效益低下，嚴(yán)重制約了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展 [1-2]。因此，為提升傳統(tǒng)稻作模式的經(jīng)濟(jì)效益，保障糧食生產(chǎn)安全，調(diào)整和優(yōu)化稻作模式迫在眉睫。在此背景下，稻田綜合種養(yǎng)模式發(fā)展迅速[3-4]。由于稻魚等新型稻作模式中非水稻季的飼料等外源投入和水分管理措施明顯不同于傳統(tǒng)稻作模式[5]，其對土壤有機質(zhì)等肥力指標(biāo)的影響可能存在較大差異，進(jìn)而影響水稻季的化肥減施增效策略[6-7]。因此，筆者針對稻魚這一新型稻作模式開展了不同氮肥減施比例的田間試驗，研究稻魚模式下減施氮肥對水稻齊穗期葉綠素、水稻產(chǎn)量和化肥偏生產(chǎn)力的影響，為稻魚模式下的化肥減施增效提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料

試驗地位于江西省鷹潭市余江區(qū)鄧埠鎮(zhèn)的稻漁綜合種養(yǎng)基地（116°48'47''E、28°13'35''N），地處中亞熱帶，年均氣溫18.1℃，≥10℃積溫6 480℃，年降雨量1 537 mm，年蒸發(fā)量1 150 mm，無霜期約為289 d，年日照時數(shù)1 950 h。試驗土壤為第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的紅壤性水稻土，供試土壤pH值為5.46，有機質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量分別為16.22、0.95、1.02和15.41 g/kg，

堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別為143.70、10.30和125.10 mg/kg。供試水稻品種為C兩優(yōu)386，養(yǎng)殖魚類為草魚。供試氮肥為尿素（含N 46.2%），磷肥為鈣鎂磷肥，鉀肥為氯化鉀。

1.2 試驗設(shè)計

采用田間微工程方式，在稻田四周開挖養(yǎng)殖溝（寬5 m，深1.2 m），于水稻種植后20 d放養(yǎng)草魚，水稻種植面積比例為60%。養(yǎng)殖飼料主要為菜籽餅，為保障魚類正常生長，田間的水深控制在8～10 cm，稻田灌排分開。

依據(jù)氮肥用量設(shè)置4個處理，分別為：CK，常規(guī)氮肥用量（225 kg/hm2）;T1，氮肥減少15%（即施用191.25 kg/hm2）;T2，氮肥減少30%（即施用157.50 kg/hm2）;T3，氮肥減少50%（即施用112.50 kg/hm2）。每個處理3次重復(fù)，共12個小區(qū)，小區(qū)面積100 m2。其中，60%的氮肥做基肥在水稻種植前施用，40%的氮肥在移栽后15 d作為追肥施用。

除了氮肥之外，每個小區(qū)的磷肥和鉀肥用量均相同，其中P2O5用量為90 kg/hm2，全部做基肥一次性施用;K2O用量為135 kg/hm2，50%做基肥施用，另外50%在開花前做追肥施用。水稻于2018年6月12日拋秧，種植密度約1.5萬株/667m2。

1.3 測定指標(biāo)及數(shù)據(jù)分析

在水稻齊穗期用SPAD儀測定頂部綠葉的SPAD值，用SPAD值表征葉片的葉綠素含量。

水稻季測定水稻產(chǎn)量，并采集籽粒樣品，研磨過篩后采用半自動凱氏定氮儀測定籽粒含氮量[8]，并根據(jù)籽粒氮素累積量與氮肥用量的比值得到氮肥偏生產(chǎn)力，根據(jù)氮素投入與輸出計算氮素表觀平衡[9]。

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2010和SPSS 18.0軟件進(jìn)行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥減施對稻魚模式水稻齊穗期SPAD值的影響

在稻魚模式下，化肥減施可以在一定程度上降低水稻齊穗期的劍葉SPAD值（圖1）。但是，與常規(guī)施肥處理（CK）相比，氮肥減少15%和30%處理（T1和T2）不會顯著降低劍葉的SPAD值。而氮肥減少50%處理（T3）的劍葉的SPAD值則比CK處理降低了15.39%。

2.2 化肥減施對稻魚模式水稻產(chǎn)量的影響

在稻魚模式下，化肥減施降低了水稻的籽粒產(chǎn)量（圖2）。其中T3處理的籽粒產(chǎn)量最低，比CK處理降低了7.69%。同時，與CK處理相比，T1和T2處理的籽粒產(chǎn)量雖然略有降低，但差異不顯著。

2.3 化肥減施對稻魚模式水稻氮素表觀平衡和偏生產(chǎn)力的影響

由表1可知，化肥減施比例可以顯著影響氮素表觀平衡，各處理的水稻均表現(xiàn)為氮素盈余。與CK處理相比，T1、T2和T3處理的氮素表觀平衡分別降低了33.13%、59.26%和98.05%。其中，氮肥減施比例越高，氮素表觀平衡越低。進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)關(guān)系發(fā)現(xiàn)（圖3），氮肥偏生產(chǎn)力與表觀平衡的相關(guān)關(guān)系可以用線性方程進(jìn)行擬合（R2=0.958 7，P<0.01），由擬合方程的斜率表明，當(dāng)?shù)势a(chǎn)力每提高1 kg/kg，氮素表觀平衡可以降低2.54 kg/hm2。這充分說明提高氮肥偏生產(chǎn)力可以顯著降低氮素盈余量。

3 討論與結(jié)論

稻田綜合種養(yǎng)是近年來發(fā)展迅速的新型稻作模式，其主要包括稻魚、稻蝦和稻鱉等，由于附加值較高，深受廣大稻農(nóng)的歡迎[3-5]。但是，由于稻魚等綜合種養(yǎng)模式有一定的水體面積，且大量的飼料投入和較長的淹水期等均導(dǎo)致其稻田環(huán)境與傳統(tǒng)的稻作模式差異較大[4-5]。再加上稻農(nóng)過度依賴水產(chǎn)收益，忽略了對水稻生產(chǎn)的管理，從而導(dǎo)致稻魚模式中水稻的生產(chǎn)管理較為粗放，稻谷產(chǎn)量不高[6-7]。因此，以化肥減施增效為目標(biāo)開展稻魚等綜合種養(yǎng)模式下水稻施肥技術(shù)研究具有重要現(xiàn)實意義。試驗結(jié)果表明，在常規(guī)施氮量基礎(chǔ)上，減施15%～30%的氮肥不會顯著降低稻魚模式中水稻齊穗期劍葉的SPAD值和水稻籽粒產(chǎn)量，這與他人的研究結(jié)果相似[6-7]。這一方面與土壤基礎(chǔ)肥力較高有關(guān)[10-11]，另一方面則與稻魚模式中投入的飼料有關(guān)。但是，當(dāng)?shù)蕼p少50%時，水稻齊穗期劍葉的SPAD值和產(chǎn)量顯著降低。這說明稻魚模式下合理的化肥減施比例為15%～30%。由于土壤類型和水產(chǎn)養(yǎng)殖管理水平不一[12-13]，具體的氮肥減施比例還有待進(jìn)一步研究。

試驗結(jié)果還表明，稻魚種養(yǎng)模式下各處理的氮素表觀平衡均為正值，即氮素均有盈余，而提高氮肥減施比例有利于降低氮素盈余量，避免資源浪費。同時，擬合方程表明，提高氮肥偏生產(chǎn)力也可以顯著降低氮素盈余。這充分說明化肥減施有利于規(guī)避稻田氮素污染風(fēng)險。但是，由于稻魚模式中水體的氮素含量也會顯著影響土壤氮素表觀平衡[14-15]。因此，關(guān)于稻魚模式的水體氮素流失還有待深入研究。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）

收稿日期：2020-02-23

基金項目：江西省自然科學(xué)基金（20192BAB203022）

作者簡介：周曉豐（1979—），女，江西余江縣人，助理農(nóng)藝師，主要從事水稻栽培技術(shù)研究。

通信作者：夏桂龍