大麦秸秆还田旱整机插水稻氮肥用量与运筹试验

孙亚龙，李步群，周克明，王　升，叶仁宏，徐年龙，宗爱国，周娜娜，于洪喜*

(1.江苏省农垦农业发展股份有限公司新洋分公司，江苏射阳224314；2.江苏省盐城农垦农业科学研究所，江苏射阳224314)



大麦秸秆还田旱整机插水稻氮肥用量与运筹试验

孙亚龙1，李步群1，周克明1，王升2，叶仁宏2，徐年龙2，宗爱国2，周娜娜2，于洪喜2*

(1.江苏省农垦农业发展股份有限公司新洋分公司，江苏射阳224314；2.江苏省盐城农垦农业科学研究所，江苏射阳224314)

在大麦秸秆还田与水田旱整的基础上，为探讨氮肥用量对水稻茎蘖动态和产量结构等的影响，进行了与旱整措施配套的氮肥用量与运筹试验。结果表明：水稻生育期施纯氮21 kg/667 m2，且基肥、蘖肥与穗肥质量运筹比例分别为40%、20%与40%时，其群体茎蘖变化平稳，穗粒结构协调合理，小区产量达到最高，可为秸秆还田条件下指导水稻生产提供依据。

水稻；秸秆还田；旱整；产量；氮肥运筹

江苏省农垦农业发展股份有限公司新洋分公司近年来的种植方式以稻麦(大麦)轮作为主，收获后秸秆全部还田。水田旱整这项技术于2014年开始在当地进行了小面积示范，即将水田平整由带水整田改为旱整，并开好沟系，最后上水栽插水稻。水田旱整在改善土壤理化性状、促进秧苗早生快发、提高水稻产量等方面优于水整[1-3]，同时相对疏松的土壤环境也有利于秸秆的腐熟。

对于秸秆还田作为肥料的研究报道较多[4-7]，以旱整为基础的大麦秸秆全量还田下，该地区水稻最佳施氮量及运筹比例仍未见相关报道。本试验结合生产实际，探讨了氮肥用量及不同运筹比例对水稻植株农艺性状和产量的影响，为大面积推广秸秆全量机械还田旱整施氮技术提供科学依据。

1　材料与方法

1.1试验情况

试验地前茬为大麦，土壤有机质为22.0 g/kg，全氮1.45 g/kg，速效磷17.5 mg/kg，速效钾97 mg/kg，土壤pH值为7.9。5月12日硬盘育秧，6月9日机插秧，品种为9424，由江苏省大华种业集团有限公司新洋分公司提供。水稻行株距为30 cm×12 cm，栽植密度为1.85万穴/667 m2，每穴3～5株，基本苗在8.7万/667 m2左右。移栽后7 d施第1次分蘖肥，移栽后14 d施第2次分蘖肥，倒4叶期施促花肥，倒2叶期施保花肥。采用大田机械操作大区对比试验，大区面积324 m2(27 m×12 m)，水浆管理与病虫害防治同其它大田。成熟后采用随机割方的方法进行测产，每个处理3个点，每点面积为4 m2。

1.2试验设计

本试验设6个处理：A为空白对照(CK)，即不施肥；B、C、D、E、F分别为施氮量15、18、21、24、27 kg/667 m2，其中基肥、分蘖肥、穗肥运筹比例分别为40%、20%、40%，各处理设计见表1。供试肥料润垦尿素(总氮≥46.4%)由江苏双多化工有限公司生产，中东复合肥(质量比：N ∶P2O5∶K2O=12 ∶18 ∶15)由江苏中东化肥股份有限公司生产。复合肥全部做基肥施用，蘖肥和穗肥全部为润垦尿素。

表1　各处理氮肥用量及各期氮肥所占比例

1.3数据计算

肥料产量贡献率(%)=

肥料利用率(%)=

作物吸收养分量=作物产量×水稻需肥量/100 kg

注：以上产量与施用量等指标单位皆为kg/667 m2。

2　结果与分析

2.1不同氮肥用量处理对水稻茎蘖动态的影响

由表2可知，施用氮肥均能提高高峰苗和有效穗，但在不同用量下表现不同。随氮肥用量的增加，高峰苗和分蘖率呈递增趋势，有效穗和成穗率呈先增后减趋势。施纯氮27 kg/667 m2时，分蘖率最高，为462.0%，而成穗率为55.5%，表现最低。说明氮肥的过多施用会增加无效分蘖，降低了最终的成穗率。氮肥用量为21 kg/667 m2时有效穗为最高，但成穗率不是最高。

表2　不同氮肥用量处理对水稻茎蘖动态的影响

2.2不同氮肥用量处理对水稻产量结构的影响

由表3可知，氮肥能有效增加水稻产量，产量随氮肥用量的增加呈先增后减趋势，在氮肥用量为21 kg/667 m2时达最高，较空白增产30.9%，在继续增加用量后，产量出现下降趋势，在施氮肥27 kg/667 m2达最低，较空白增产25.3%，较处理D减产5.6%。分析产量结构可知，氮肥主要是通过增加有效穗、结实率来增产，但会降低穗粒数和千粒质量，与陆旭等[8]研究结果相似。穗长也有随氮肥用量的增加呈先增后减的趋势，在施氮肥18 kg/667 m2时达最长。

表3　不同氮肥用量处理对产量结构的影响

图1　不同氮肥用量处理对产量的贡献率

图2　水稻单位面积产量与氮肥施肥量关系的拟合曲线

处理总氮量(kg/667m2)产量(kg/667m2)增产(kg/667m2)增效(元/667m2)肥料投入(元/667m2)净效益(元/667m2)A(CK)0564.4B15689.5125.1375.3110.5264.8C18725.5161.1483.3122.1361.2D21739.0174.6523.8133.8390.0E24718.2153.8461.4145.4316.0F27707.2142.8428.4157.0271.4

注：稻谷3元/kg，复合肥2.8元/kg，尿素1.7元/kg。

图3　不同氮肥用量处理的肥料利用率

结合各氮肥用量处理的产量计算肥料对产量的贡献率(图1)，处理D肥料对产量贡献率最高，为23.6%，其次是处理C，为22.2%，处理F最低，为20.2%。将各处理的氮肥用量和产量进行拟合，如图2，得拟合曲线y=-0.340 8x2+14.8x+562.49。由此可以算出，最高产量施氮量为21.7 kg/667 m2，产量为723.2 kg/667 m2，与处理D较为接近，但其肥料利用率不是最高(图3)。

氮肥用量投入过多，肥料利用率低，作物产量反而会下降，不能带来相对等的产量增加值，除了被植株吸收的那一部分外，多余的部分都通过淋溶、固定、挥发等途径损失掉，过高的养分供应还会伴随高呼吸消耗、病虫危害加剧、倒伏，造成作物对肥料的奢侈吸收而不能有效地转化到籽粒中[9-10]。试验中大麦秸秆还田，会消耗部分氮素，也会在一定程度上降低氮肥利用率。

2.3秸秆还田旱整机插稻氮肥用量经济参数分析

在水稻生产中，肥料投入是制约效益的关键。对不同氮肥用量处理的产量、肥料投入、经济效益的统计结果表明(表4)，处理D净效益最高，为390.0元/667 m2，与肥料对产量的贡献率最高相一致。从成本看，以处理F以157.0元/667 m2投入为最多，处理F较处理D多投入尿素13.7 kg/667 m2，成本增加15.4元/667 m2。

3　结论与讨论

高氮虽然有利于提高分蘖率、有效穗、结实率，但由于水稻生长过于旺盛、植株徒长、贪青晚熟、倒伏严重等原因，造成穗粒数和千粒质量下降，不能获得高产[11]。而低氮处理下虽穗粒数和千粒质量高，但因有效穗不足，也得不到高产。本试验结果表明，水稻产量在纯氮用量0～21 kg/667 m2范围内，随施肥量的增加而提高，超过21 kg/667 m2则呈下降趋势。结合产量与施氮量的回归方程，施氮量为21.7 kg/667 m2，最大产量为723.2 kg/667 m2。

在全量秸秆还田、水田旱整新耕作措施基础上掌握肥料施用量尤为重要。结合产量和净效益综合来看，处理D表现最优，虽处理E和F产均超过700 kg/667 m2，但因其较处理D分别增加了6.8 kg/667 m2和20.5 kg/667 m2的肥料用量，提高了施肥机械和人工成本，增加了面源污染，在实际生产中并不可取。

[1]徐启来,贾后如,吴海琴,等.水稻水田旱整栽培技术分析[J].安徽农业科学,2015,43(10):55-56.

[2]叶仁宏,王升,何成就,等.水田旱整机插稻栽培技术研究[J].大麦与谷类科学,2015(1):26-28.

[3]沈丽丽,缪翠云,戚卫华,等.水稻水田旱整栽作技术思路初探[J].上海农业科技,2014(5):50.

[4]李勇,曹红娣,邓九胜,等.小麦秸秆全量还田对土壤速效氮及水稻产量的影响[J].生态与农村环境学报,2009,25(4):46-51.

[5]杨滨娟,黄国勤,徐宁,等.秸秆还田配施不同比例化肥对晚稻产量及土壤养分的影响[J].生态学报,2014,34(13):3779-3787.

[6]李育娟,龚克成,刘红江,等.小麦秸秆全量还田后机插水稻肥料运筹技术研究[J].中国稻米,2010,16(3):47-49.[7]徐国伟,杨立年,王志琴,等.麦秸还田与实地氮肥管理对水稻氮磷钾吸收利用的影响[J].作物学报,2008,34(8):1424-1434.

[8]陆旭,杨志新,续勇波,等.不同氮肥用量对元阳梯田水稻产量及构成因素的影响[J].云南农业大学学报(自然科学版),2011，26(3):376-381,388.

[9]吴萍萍,刘金剑,周毅,等. 长期不同施肥制度对红壤稻田肥料利用率的影响[J].植物营养与肥料学报,2008，14(2):277-283.

[10]彭少兵,黄见良,钟旭华,等. 提高中国稻田氮肥利用率的研究策略[J].中国农业科学,2002(9):1095-1103.

[11]巨晓棠,谷保静.我国农田氮肥施用现状、问题及趋势[J].植物营养与肥料学报,2014,20(4):783-795.

Nitrogen Fertilizer Application Rate and Management Strategy for Mechanically Transplanted Rice in a Field with Barley Straw Incorporated into Soil and Prepared under the Dried Condition

SUN Ya-long,LI Bu-qun,ZHOU Ke-ming,WANG Sheng,YE Ren-hong,XU Nian-long,ZONG Ai-guo,ZHOU Na-na,YU Hong-xi

(1.Xinyang Branch of Jiangsu Provincial Agricultural Reclamation and Development Corporation,Sheyang 224314,China; 2.Jiangsu Provincial Yancheng Reclamation and Institute of Agricultural Sciences,Sheyang 224314,China)

The present study assessed the effects of nitrogen fertilizer application rate and management strategy on tiller development and yield components of mechanically transplanted rice in a paddy field with barley straw fully incorporated into the soil and prepared under the dried condition.Rice tillers developed steadily and grain was reasonable in the treatment with nitrogen fertilizers applied at 21kg/667m2and the following management strategy:the proportions of N-fertilization at basal,tillering,and panicle stages were 40%,20%,and40%,respectively.Consequently,this treatment resulted in a high plot yield.Thus,the present study provides a scientific reference for rice production in the field with barley straw fully incorporated into soil.

Rice;Incorporation of straw into soil;Field prepared under the dried condition;Yield;Nitrogen fertilizer management strategy

2016-04-06

江苏省农垦农业发展股份有限公司2015年度农业科研项目(2015-01)。

孙亚龙(1967—)，男，农艺师，主要从事农业生产经营管理工作。E-mail:957851925@qq.com。

于洪喜(1982—)，男，硕士，助理农艺师，主要从事农业技术推广和研究工作。E-mail:286680722@qq.com。

S143.1+4；S147

A

1673-6486-20160171

孙亚龙,李步群,周克明,王升,叶仁宏,徐年龙,宗爱国,周娜娜,于洪喜.大麦秸秆还田旱整机插水稻氮肥用量与运筹试验[J/OL].大麦与谷类科学,2016，33(3)：45-47，54[2016-09-07]. http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1769.S.20160907.1011.004.html