緩控釋肥配施速效氮對優良食味粳稻南粳9108生長和產量的影響

胡中澤 楊大柳 衣政偉 王安 楊亞云 陳春英 王顯

摘要：在一次性基施模式下，探討緩控釋肥與速效氮的合理配比，實現水稻的輕簡化生產。以南粳9108為試材，開展2個稻季的田間試驗，以常規施肥為對照，設置3個緩控釋肥與速效氮比例（緩控釋肥∶速效肥=80%∶20%、65%∶35%、50%∶50%），研究對水稻產量及構成因素、莖蘗動態、葉面積指數（LAI）、干物質積累、氮素含量及氮肥利用率的影響。結果表明，與常規施肥相比，配施處理通過提高水稻穗數和每穗粒數，提高水稻籽粒產量，較常規施肥處理2年平均增產0.11%～11.69%，其中80%緩控釋肥+20%速效肥、65%緩控釋肥+35%速效肥處理水稻籽粒產量顯著高于常規施肥處理（P<0.05）；緩控釋肥占比越高，水稻籽粒和秸稈產量越高。水稻成熟期，與常規施肥處理相比，3個配施處理水稻莖蘗數2年平均分別增加1.35%、0.72%和0.42%。配施處理2年水稻4個時期平均LAI和地上部干物重均高于常規施肥處理。分析緩控釋肥與速效肥配比處理間差異，發現速效肥比例越高，對水稻前期LAI和地上部干物重影響越大；反之，對水稻后期LAI和地上部干物重影響越大。與常規施肥相比，2年試驗中3個緩控釋肥配施速效肥處理能夠分別平均提高氮素利用率49.93%、29.18%、9.96%，同時分別增加水稻氮素吸收量16.67%、9.07%、1.96%，緩控釋肥配施速效氮能夠促進水稻對氮素的吸收利用。以上結果表明，一次性基施模式下，選擇80%緩控釋肥+20%速效肥配比能有效促進水稻生長和對氮素的吸收利用，最終提高水稻產量。

關鍵詞：緩控釋肥；水稻；南粳9108；產量；氮素吸收利用

中圖分類號：S511.2⁺20.6? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）06-0125-06

收稿日期：2023-04-25

基金項目：泰州市科技支撐計劃（農業）（編號：YN202129）；2022年泰州市級財政專項資金（編號：TNY202205）；泰州市“鳳城引才計劃”青年科技人才托舉工程資助培養項目。

作者簡介：胡中澤（1987—），男，江蘇興化人，碩士，助理研究員，從事農業科技服務、稻麥綠色生態栽培技術研究等工作。E-mail：huzhongze@126.com。

通信作者：王顯，碩士，副研究員，從事稻麥生態種植技術研究等工作。E-mail：43850149@qq.com。

江蘇省是我國重要的水稻主產區之一，水稻常年種植面積約為2.22×10⁶hm²，承擔著重要的糧食安全重任^[1-2]。為謀求糧食高產，農戶在生產過程中往往施用過量的氮肥，然而這樣不但不會增加作物產量，反而降低肥料利用效率，造成了資源浪費，造成農業面源污染，增加環境壓力^[3-5]。因此，為實現水稻豐產、生態、綠色且高效的產業目標，研究應用高效的新型肥料迫在眉睫。

在此背景下，以緩控釋肥為代表的新型肥料應運而生。該肥具有養分釋放緩慢、肥效持久穩定等特點，能夠提高肥料利用率、減少化肥用量、省工環保，對實現節肥增效具有重大的現實意義^[6]。王玉紅等研究發現，與普通尿素相比，樹脂包膜尿素可以通過緩慢釋放肥效，提高作物產量和氮肥利用率^[7]；侯紅乾等通過2年田間定位試驗發現，在推薦施肥基礎上減量20%施用緩控釋肥并不影響產量^[8]。多項研究表明，控釋氮肥與普通尿素按適宜比例摻混施用，能夠有效提高作物氮肥利用效率，減少生產人工投入，最終獲得較高收益^[9-14]。

前人已開展許多關于緩控釋肥在水稻生產上的研究，然而在一次性側深施肥模式下，緩控釋肥與速效肥配比對水稻生長、產量及氮肥利用率的研究卻不多。因此，本研究以常規施肥為對照，設置3個緩控釋肥和速效肥配施處理，分析比較水稻生長、產量和氮肥利用率的差異，以期為水稻綠色豐產生態生產推廣提供理論依據和技術參考。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地概況

試驗于2021—2022年在江蘇省農業科學院泰州農科所試驗基地（119°59′38″E，32°32′23″N）進行?；匚挥诮K里下河地區，年平均溫度和降水量分別為14.8 ℃和1 011.6 mm左右，屬于北亞熱帶濕潤氣候區。土壤類型為勤泥土，質地黏性，地力中等，其中速效鉀含量為176.25 mg/kg，速效磷含量為71.57 mg/kg，速效氮含量為109.54 mg/kg，有機質含量為32.17 g/kg，pH值為6.7。

1.2? 供試材料

供試粳稻品種為南粳9108，由江蘇省農業科學院糧食作物研究所育成，屬于遲熟粳稻品種。供試肥料有48%緩控釋肥（N、P₂O₅、K₂O含量分別為26%、10%、12%）、常規復合肥（N、P₂O₅、K₂O含量均為15%）、尿素（含N 46.4%）、過磷酸鈣（含P₂O₅12%）、硫酸鉀（含K₂O 52%），均由江蘇蘇中農業發展有限公司提供。

1.3? 試驗設計

分別于2021年、2022年5月初干種播種，6月上旬移栽，10月底收獲。試驗設置5個施肥處理：T1（80%緩控釋肥+20%尿素）、T2（65%緩控釋肥+35%尿素）、T3（50%緩控釋肥+50%尿素）、T4（常規農戶施肥對照）、CK（不施氮處理）。T1～T3處理為一次性基施，T4處理基肥∶蘗肥∶穗肥=3∶3∶4，每個處理P₂O₅75 kg/hm²、K₂O 80 kg/hm²，T1～T4處理總施氮量為240 kg/hm²。處理中P、K元素不足的加入過磷酸鈣及氯化鉀補足相關元素施用量。每個處理重復3次，隨機區組排列，小區面積 20 m²。小區之間用0.5 m寬雙膜埂隔開，單灌單排。移栽時，統一將肥料均勻撒入秧苗一側4 cm處的 4 cm 深的溝中，并及時覆蓋。常規和不施氮處理按當地農戶習慣進行人工撒施。其余田間管理均統一按常規方法實施。

1.4? 測定項目和方法

1.4.1? 莖蘗動態每個小區定點選取長勢一致的植株10穴，自移栽后開始，每20 d調查1次莖蘗數，直到莖蘗數不再變化為止。

1.4.2? 葉面積動態及干物質自移栽后開始，每個生育進程調查選取有代表性的植株9穴，運用比葉重法計算水稻總葉面積指數。105 ℃殺青 30 min 后，75 ℃烘干至恒重，測定植株干物重。

1.4.3? 水稻產量的測定水稻成熟后，脫粒，風干，按含水量 13.5%測實產。每個處理取長勢均勻的10穴進行測產，調查有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重等。

1.4.4? 植株全氮含量測定于成熟期選定長勢相近的水稻植株10穴，取地上部完整植株，殺青烘干后，將籽粒和秸稈分別粉碎消化，用半微量凱氏定氮法測定植株氮元素含量。

1.5? 數據計算與統計分析

氮素吸收量（kg/t）=籽粒產量×籽粒氮素含量+秸稈產量×秸稈氮素含量；氮素利用率=（施氮區水稻吸氮量-無氮區水稻吸氮量）/施氮量×100%。試驗數據采用Microsoft Excel 2019進行整理和作圖，采用SPSS 18.0軟件進行單因素方差分析，采用LSD法（α=0.05）進行處理間多重比較。

2? 結果與分析

2.1? 不同處理對水稻產量及其構成因子的影響

方差分析結果（表1）表明，年份對每穗粒數、結實率和籽粒產量的影響達到顯著水平，對穗數、千粒重和秸稈產量無顯著影響；處理對千粒重的影響達到顯著水平，對籽粒產量、秸稈產量、穗數、每穗粒數的影響均達到極顯著水平；年份和處理互作對籽粒產量、秸稈產量及其構成因素均無顯著影響。

T1處理籽粒產量在2021—2022年2年中均為最高，分別為10.73、10.08 t/hm²，較常規施肥T4處理分別高14.88%、8.50%。T1～T2處理籽粒產量均顯著高于常規處理T4，T3與T4處理無顯著差異。不同處理間水稻產量構成因子差異顯著，T3處理水稻穗數2年試驗中均為最高，分別較常規施肥T4處理高11.06%、14.86%，差異顯著；每穗粒數以T1處理較高，顯著高于T3處理；T1～T4處理間結實率和千粒重均無顯著差異。以上結果表明在一次性基施模式下緩控釋肥與普通尿素配施較常規處理增產效果明顯，其增產原因可能是通過提高水稻穗數。

2.2? 不同處理對水稻莖蘗動態及成穗率的影響

由表2可知，不同處理水稻莖蘗動態變化規律基本一致：分蘗盛期最高，拔節至成熟期逐步降低。方差分析結果表明，年份除對成熟期莖蘗數的影響達到極顯著水平外，對其他3個時期莖蘗數和成穗率的影響均未達到顯著水平；處理對4個時期的莖蘗數及成穗率的影響均達到極顯著水平；年份和處理互作對4個時期莖蘗數以及成穗率的影響均不顯著。進一步分析不同配施方式對水稻莖蘗動態的影響可知，T3處理在2年4個時期中莖蘗數均為最高，配施處理T1～T3的莖蘗數高于常規施肥處理；除2021年穗期T3處理以及2021年和2022年成熟期T2、T3處理莖蘗數顯著高于T4處理外，其余時期施氮肥處理間均表現為無顯著差異；成熟期T1～T3配施處理水稻莖蘗數2年平均較T4常規施肥處理分別高1.35%、0.72%和0.42%。2年試驗T1～T4處理間成穗率無顯著差異。

2.3? 不同處理對水稻葉面積指數的影響

葉面積指數的大小是衡量作物生長發育的重要指標之一，與肥料效應息息相關^[15]。由表3可知，不同處理水稻葉面積指數（LAI）隨著生育進程推移，均呈現先增加后下降的趨勢。方差分析結果表明，年份、年份與處理互作對水稻4個時期LAI的影響未達到顯著水平，處理對水稻4個時期LAI的影響均達到極顯著水平。

進一步分析發現，T3處理水稻LAI在分蘗期和拔節期均為最高，2年分別平均較T4處理高16.89%（分蘗期）、6.61%（拔節期）；T1處理LAI在水稻穗期和成熟期為最高，2年分別平均較T4處理高4.47%（穗期）、3.49%（成熟期）。配施處理在水稻4個時期2年平均LAI均高于常規施肥T4處理。分析緩控釋肥與速效肥配比處理間的差異，發現速效肥比例越高，對水稻前期LAI影響越大；反之，對水稻后期LAI影響越大。

2.4? 不同處理對水稻地上部干物質量的影響

方差分析結果（表4）表明，年份對4個時期水稻地上部干物重均無顯著影響；處理對水稻各生育期地上部干物重的影響均達到極顯著水平；年份與處理互作對成熟期水稻地上部干物重的影響達到顯著水平，而對其余3個時期水稻地上部干物重的影響均無顯著差異。進一步分析發現，隨生育進程的推移，水稻植株干物質積累量逐漸增加，成熟期達到峰值，T3處理水稻地上部干物重在2年水稻分蘗期和拔節期均為最高，2年平均較常規施肥T4處理分別高13.95%、8.98%。而T1處理水稻地上部干物重在水稻穗期和成熟期均為最高，2年平均較常規施肥T4處理分別高1.34%、12.34%。分析緩控釋肥與速效肥配比處理差異，發現速效肥比例越高，對水稻前期地上部干物重影響越大；反之，對水稻后期地上部干物重影響越大。

2.5? 不同處理對水稻氮素含量及氮肥利用率的影響

方差分析結果（表5）表明，年份、年份和處理互作對籽粒氮素含量、秸稈氮素含量、氮素利用率和氮素吸收量無顯著影響，處理對籽粒氮素含量、秸稈氮素含量、氮素利用率和氮素吸收量的影響均達到極顯著水平。由表5可知，秸稈氮素含量、氮素利用率和氮素吸收量均以T1處理最高，T4處理最低；除籽粒氮素含量無顯著差異外，秸稈氮素含量、氮素利用率和氮素吸收量均顯著高于T4處理。與常規施肥T4處理相比，2年試驗中T1～T3處理氮素利用率分別平均提高49.93%、29.18%、9.96%，分別增加水稻氮素吸收量16.67%、9.07%、1.96%。以上結果表明，與常規施肥相比，緩控釋肥配施速效氮能夠促進水稻對氮素的吸收利用。

3? 討論

3.1? 對水稻產量的影響

針對傳統生產上過度施肥、缺乏農村勞動力和人工成本上升等現象，采用一次性基施緩控釋肥模式，既能滿足水稻生長需求，又能簡化施肥次數，省工節本，最終提高經濟效益。與常規肥料相比，緩控釋肥能夠按照作物需肥規律緩慢釋放養分^[16]。楊陽等研究發現，相同施氮量下，新型基質緩釋肥可使水稻增產13.4%（P<0.05）；即使減量10%施用緩釋肥也能使水稻增產9.6%（P<0.05）^[16]。本研究通過設置3個緩控釋肥與速效肥比例處理，發生三者籽粒產量較常規施肥處理2年平均增產0.11%～11.69%。其中80%緩控釋肥+20%速效肥、65%緩控釋肥+35%速效肥處理水稻產量顯著高于常規施肥處理（P<0.05）。這一結論與前人的研究結論^[16-17]一致。也有研究認為，基施緩控釋氮肥，減氮處理比常規施肥處理增產6.00%～12.26%^[18]。推測用緩控釋氮部分代替速效氮，保障水稻后期生長對氮素的需求，從而提升水稻產量潛力^[19-20]。本研究表明，配施處理中2年籽粒和秸稈產量均表現為T1>T2>T3，表明緩控釋肥比例越高，產量越高，這為一次性基施緩控釋肥+速效肥模式合理減少肥料用量提供了有力依據。

水稻產量由有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重等4個因素共同構成。不少研究認為提高有效穗數和每穗粒數是水稻增產的關鍵措施^{[16-17，20-21]}。王海月等在將緩釋氮肥與速效肥配比為7∶3的基礎上，保障了充足有效穗數，促進了穗粒數增多，進而提高群體潁花數，最終實現增產^[21]。本研究結果表明，配施處理在2年試驗中平均穗數較常規施肥T4處理高9.31%～12.93%，呈顯著差異；雖然T1處理在2年試驗中平均每穗粒數較常規施肥T4處理高0.69%，但T2和T3處理平均每穗粒數較常規施肥T4處理減少2.52%～4.84%，這可能與緩控釋肥占比有關，推測合理調控緩控釋肥與速效肥比例可促進水稻群體形成和前期生長點的生殖生長，提高每穗粒數，增加有效穗數，最終影響產量形成。也有研究認為，緩控釋肥若過早釋放肥力導致水稻后期生長不足，籽粒不能順利灌漿，影響結實率和千粒重，最終導致減產，表明結實率和千粒重也是決定水稻籽粒產量的重要因素^[22]。本試驗結果與之基本一致，2年試驗中80%緩控釋肥配施20%速效肥水稻結實率和千粒重分別平均較常規施肥處理高0.30百分點、0.18 g，緩控釋肥占比越高，結實率和千粒重越高，表明合理調整緩控釋肥與速效肥比例，既能滿足水稻前期群體的形成，又能保障水稻后期生殖生長產量形成。

3.2? 對水稻生長的影響

本研究結果表明，一次性基肥緩控釋肥處理最終成穗率高于常規施肥處理。這一結論與前人的結論一致，表明緩控釋肥可以減少無效分蘗的產生，提高成穗率，使得成熟期水稻配置更加科學合理的群體^[17]。體現水稻群體優劣的另一項重要指標便是葉面積指數（LAI）。本試驗結果表明，T1～T3處理能夠提高水稻LAI，與常規施肥處理相比，2年4個關鍵生育期水稻LAI平均提高5.05%。王海月等的研究表明，合理配施緩控釋氮肥與尿素，增加水稻中期光合勢，建立合理群體，可有效提高植株LAI，促進水稻生長^[21]。朱從樺等研究發現，控釋尿素能夠提高水稻葉面積指數，增加光合勢，提高增產潛力^[17]。本研究結果顯示，分蘗期至穗期，緩控釋肥促進水稻形成高光效莖蘗群體，為水稻增產奠定了堅實基礎。而水稻成熟期LAI緩控釋肥T3處理幾乎與常規處理齊平，推測可能與50%緩控釋肥配施50%速效肥處理后期供肥能力不足有關，T1和T2處理建立較高的水稻群體和LAI可以獲得充足的光合作用產量，增加水稻干物質的積累，為高產奠定物質基礎^[23]。程建平等研究發現，水稻抽穗至成熟期的干物質積累量以及各器官積累比例協調是影響高產的重要因素^[19]。合理的肥料運籌有利于水稻中后期營養物質的積累，尤其是水稻齊穗后光合產物向穗的運轉是提高產量的關鍵^[24]。本研究表明，成熟期各處理地上部干物重差異顯著，2年試驗中T1和T2處理分別平均較常規施肥處理提高水稻地上部干物重12.35%、6.13%；緩控釋肥占比越高，水稻地上部干物重越高，推測緩控釋肥處理可以促進水稻成熟期養分由營養器官向籽粒轉運，這一結論與前人的結果^[23]基本一致。

3.3? 對水稻氮素吸收利用的影響

肥料運籌對水稻的氮素吸收利用有著重要影響，施用緩控釋肥后，可通過降低稻田氨揮發、徑流以及氮素淋溶損失，最大程度減少肥料損失，促進有效分蘗對養分的吸收與利用^{[16，25-27]}。王海月等研究認為緩釋氮肥與常規尿素配施，可以增強水稻對養分元素的吸收利用，促進氮素向籽粒運轉，提高氮肥利用率^[21]，本研究的結果與之基本一致。本研究表明，2年試驗中3個緩控釋肥配施速效肥處理較常規施肥T4處理分別平均提高氮素利用率49.93%、29.18%、9.96%，分別增加水稻氮素吸收量16.67%、9.07%、1.96%。這可能與緩控釋肥增加土壤氮素含量，保障水稻后期生長對氮素的需求，從而提升水稻對氮素的吸收，提高氮素利用率。陳立等認為緩釋肥是今后肥料發展的主要方向之一，具有環境友好且高效等優點，能夠有效提高成熟期植株氮素積累和籽粒含氮量^[28]。本研究表明，2年試驗中緩控釋肥配施速效肥處理較常規施肥T4處理分別平均提高籽粒氮素含量和秸稈氮素含量 1.14%、8.79%，這與前人的研究結果^[28]一致。

參考文獻：

[1]劉昊一，凌小燕，馬聰，等. 江蘇省主要農作物種類分布研究[J]. 中國農機化學報，2017，38（12）：108-117.

[2]朱兆良，金繼運. 保障我國糧食安全的肥料問題[J]. 植物營養與肥料學報，2013，19（2）：259-273.

[3]胡中澤，陳春英，夏炎，等. 測土配方施肥對粳稻南粳9108肥料利用率的影響[J]. 浙江農業科學，2020，61（9）：1743-1744，1747.

[4]王書偉，林靜慧，吳正貴，等. 氮肥深施對太湖地區稻田氨揮發的影響[J]. 中國生態農業學報（中英文），2021，29（12）：2002-2012.

[5]Yang Y，Li N，Ni X Y，et al. Combining deep flooding and slow-release urea to reduce ammonia emission from rice fields[J]. Journal of Cleaner Production，2020，244：118745.

[6]蔣麗萍，李國芳，苗中芹，等. 控釋尿素與普通尿素不同摻混比例對夏玉米產量和氮素利用效率的影響[J]. 山東農業科學，2021，53（2）：64-70.

[7]王玉紅，王長松，陳莉萍，等. 樹脂包膜尿素在水稻上的應用效果[J]. 江蘇農業科學，2016，44（9）：126-128.

[8]侯紅乾，黃永蘭，冀建華，等. 緩/控釋肥對雙季稻產量和氮素利用率的影響[J]. 中國水稻科學，2016，30（4）：389-396.

[9]楊金宇，李援農，王凱瑜，等. 控釋氮肥與普通尿素配施比例和方法對冬小麥灌漿特性的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2020，26（3）：442-452.

[10]孫婷，王孟蘭，王柏淳，等. 蘇南麥田基施包膜尿素的農學和環境效應評價[J]. 農業環境科學學報，2021，40（5）：1115-1123.

[11]田昌，靳拓，周旋，等. 控釋尿素對環洞庭湖區雙季稻吸氮特征和產量的影響[J]. 作物學報，2021，47（4）：691-700.

[12]丁艷鋒，李剛華，李偉瑋，等. 水稻機插緩混一次施肥技術的研發與示范[J]. 中國稻米，2020，26（5）：11-15.

[13]侯坤，榮湘民，韓磊，等. 速效氮與緩控釋氮配比一次性側深施對雙季稻產量、氮素利用率及氮素損失的影響[J]. 農業環境科學學報，2021，40（9）：1923-1934.

[14]沈欣，辛景樹，徐洋，等. 以減氮為核心的水稻側深施肥技術集成示范[J]. 中國農技推廣，2020，36（5）：48-51.

[15]董立強，高虹，李躍東，等. 行株距配置對水稻群體冠層結構及產量的影響[J]. 沈陽農業大學學報，2021，52（3）：265-271.

[16]楊陽，劉燦華，葛樹春，等. 減量配施新型基質緩釋肥對水稻產量及氮肥利用率的影響[J]. 安徽農業大學學報，2020，47（3）：442-447.

[17]朱從樺，張玉屏，向鏡，等. 側深施氮對機插水稻產量形成及氮素利用的影響[J]. 中國農業科學，2019，52（23）：4228-4239.

[18]侯紅乾，冀建華，劉益仁，等. 緩/控釋肥對雙季稻產量、氮素吸收和平衡的影響[J]. 土壤，2018，50（1）：43-50.

[19]程建平，趙鋒，曾山，等. 機械旱直播播種密度對水稻群體光合和產量形成的影響[J]. 湖北農業科學，2012，51（23）：5275-5278.

[20]Xie X B，Shan S L，Wang Y M，et al. Dense planting with reducing nitrogen rate increased grain yield and nitrogen use efficiency in two hybrid rice varieties across two light conditions[J]. Field Crops Research，2019，236：24-32.

[21]王海月，殷堯翥，孫永健，等. 不同株距和緩釋氮肥配施量下機插雜交稻的產量及光合特性[J]. 植物營養與肥料學報，2017，23（4）：843-855.

[22]鐘雪梅，黃鐵平，彭建偉，等. 機插同步一次性精量施肥對雙季稻養分累積及利用率的影響[J]. 中國水稻科學，2019，33（5）：436-446.

[23]黃恒，姜恒鑫，劉光明，等. 側深施氮對水稻產量及氮素吸收利用的影響[J]. 作物學報，2021，47（11）：2232-2249.

[24]吳子帥，李虎，羅群昌，等. 施氮量對優質常規稻‘桂育11號干物質生產及氮肥利用率的影響[J/OL]. 分子植物育種[2023-03-10]. https：//kns.cnki.net/kcms/detail//46.1068.S.20221208.1818.006.html.

[25]Yang Y，Ni X Y，Zhou Z J，et al. Performance of matrix-based slow-release urea in reducing nitrogen loss and improving maize yields and profits[J]. Field Crops Research，2017，212：73-81.

[26]孫曉，景建元，呂慎強，等. 不同緩/控釋尿素在黃土臺塬區春玉米的減量施用效果[J]. 中國生態農業學報，2017，25（6）：848-855.

[27]王勝昭，錢壯壯，莊舜堯，等. 綠肥配施生物炭基肥對水稻產量和氮素利用的影響[J]. 江蘇農業科學，2023，51（5）：122-129.

[28]陳立，錢晨誠，徐東憶，等. 不同釋放期緩釋尿素配合一次基施對稻茬冬小麥產量及氮肥利用率的影響[J]. 麥類作物學報，2022，42（10）：1231-1239.