控失尿素对水稻产量及氮肥农学效率影响

黄露颖 陈明

摘要：【目的】控失肥可以减少肥料流失，现有研究多集中于控失复合肥，而控失尿素对水稻生产的研究还较少，为探究控失尿素对水稻生长发育特征、产量、干物质量和氮肥效率等影响。【方法】试验以籼稻杂交稻品种隆8优丝苗为供试材料，设置不施氮肥处理、不施肥、常规尿素施肥处理和控失尿素施肥处理，调查参试水稻品种生育特征、实际产量、产量构成要素、成熟期干物质量和氮肥农学效率等指标。【结果】结果表明，控失尿素施肥处理对水稻生育期影响较小，控失尿素施肥处理较常规尿素施肥处理增产5.5%，成熟期地上部干物质量增加9.5%，单位面积有效穗、穗粒数和结实率均提升2.3%以上，增产效果主要来源于均衡的产量结构和良好的干物质积累。同时，控失尿素施肥处理较常规尿素施肥处理氮肥农学效率增加27.9%，可以在相同氮肥投入的情况下实现更高的产量。【结论】控失尿素施肥可较常规尿素施肥产量结构均衡，干物质积累增加，增加实际产量，提高氮肥农学效率，控失尿素精确释放周期以及控失尿素最佳使用总量等还有待进一步研究。

关键词：水稻；控失肥；产量；氮肥农学效率

前言

水稻是我国主要粮食作物，对保障我国粮食安全意义重大，近年来通过农业基础设施完善，水稻品种更新升级，为我国粮食单产和总产量的稳步提升夯实基础[1-2]。大量研究表明，肥料的科学合理使用可显著提升粮食产量，肥料投入超过限额将不会提升水稻产量，同时造成大量资源浪费，影响农田生态环境[3-5]。控失肥料是一种控制养分释放，以满足作物不同生育期养分需求的一种新型肥料产品，控失肥可以减少肥料流失，提高作物产量。

现有研究多集中于控失复合肥对作物的影响[6-8]，控失尿素在水稻中的相关研究还较少。本试验以籼稻杂交稻品种隆8优丝苗为供试品种，以不施氮肥为对照，设置46%常规尿素施肥处理和43%控失尿素施肥处理，通过对各施肥处理水稻生育特征、产量及其构成指标和氮肥农学利用效率等指标的考察，试图探究控失尿素应用效果，为指导科学施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验田位于广东省化州市多谷村（110 ° 3 7 '47.7" E，21°37' 9.45" N）块肥力水平中等，肥力分布均匀，土壤养分含量为pH 5.8，有机质21.3g/kg，全氮1.5g/kg，有效磷（P2O5）3.1mg/kg，速效钾（K2O）31.2mg/kg。

1.2 试验设计

参试品种为籼稻杂交稻品种隆8优丝苗，供试控失尿素为43%心连心牌控失尿素。试验设置3个施肥处理，T1：控失尿素施肥处理，使用常规43%心连心牌控失尿素，施用肥料总量为纯N 195kg/hm2，P2O567.5kg/hm2，K2O 135kg/hm2；T2：不施氮肥处理，磷钾肥使用量与其他处理相同，施用肥料总量为纯N 0kg/hm2，P2O5 67.5kg/hm2，K2O 135kg/hm2；T3：不施肥处理，施用肥料总量为纯N 0kg/hm2，P2O5 0kg/hm2，K2O 0kg/hm2；T4：常规尿素施肥处理，使用常规46%常规尿素，施用肥料总量为纯N 195kg/hm2，P2O567.5kg/hm2，K2O 135kg/hm2。氮肥分期比例为基肥分蘖肥穗肥=532，钾肥分期比例为基肥分蘖肥穗肥=523，磷肥一次性基施，施肥运筹见表1。试验采取随机区组设计，三次重复，各处理除施肥水平不同外，其他栽培管理措施均保持一致。

1.3 测定方法

1.3.1 生育期测定

按照统一标准记载播种期、移栽期、抽穗期和成熟期。

1.3.2 产量与产量构成要素测定

水稻成熟期测定有效穗数、并在每试验小区取5株水稻测定穗粒数、结实率和千粒重，各试验区单独收割测产，去除水分、杂质，折算标准产量。

1.3.3 干物质测定

水稻成熟期每試验小区取6株水稻植株，将水稻植株分解为茎秆、叶片和穗，分别封装于105℃条件下杀青60min，再经70℃烘干至恒重，测定不同地上部位干物质总量[6]。

1.3.4 氮肥农学效率计算

测定产量后计算氮肥农学效率，计算公式如下：

氮肥农学效率（kg/kg）=（施氮区产量-无氮区产量）/施氮量

1.4 数据处理

试验采用Excel整理数据和作图，采用SPSS统计软件进行方差分析。

2 结果分析

2.1 不同施肥处理生育期比较

由表2可知，不同施肥处理均于7月2日播种，7月25日移栽，T1和T4抽穗期（9月1日）、成熟期（10月27日）相同，T2抽穗期为8月29日、成熟期为10月25日，分别较T1和T3少2天；T3抽穗期为8月28日、成熟期为10月24日，分别较T1和T3少3天。全生育期T3<T2<T1=T4，其中T1和T4全生育期117天，T2全生育期115天，T3全生育期114天。

2.2 不同施肥处理产量构成比较

由表3可知，不同处理产量构成呈现显著差异，T1、T2、T3、T4每公顷有效穗分别为250.5万穗、190.5万穗、162.0万穗和237.0万穗，其中T1较T2、T3、T4分别增加31.5%、54.6%和5.7%，且差异达到显著水平；T1、T2、T3、T4每穗粒数分别为168.4、152.6、138.4和162.7，其中T1较T2、T3、T4分别增加10.4%、21.7%和3.54%，且差异达到显著水平；T1、T2、T3、T4结实率分别为78.9%、80.5%、82.3%和76.6%，其中T1较T4增加2.3%；T1、T2、T3、T4千粒重分别为24.4g、24.5g、24.8g和24.2g，其中T1较T4增加0.8%，各处理间差异不显著；综合各产量构成指标，理论产量从大到小依次为T1>T4>T2>T3，理论产量分别为8.1t/hm2、7.1t/hm2、5.7t/hm2、4.6t/hm2，其中T1分别较T2、T3、T4增加41.3%、77.0%、13.3%，且差异达到显著水平。

2.3 不同施肥处理产量构成比较

由图1可知，通过实际分区测产，施用氮肥处理较不施氮肥和不施肥处理显著增产，而施用控失氮肥处理较施用常规氮肥处理增产，T1、T2、T3、T4实际产量分别为7.2t/hm2、5.5t/hm2、4.5t/hm2、6.9t/hm2，其中T1产量最高，分别较T2、T3、T4增加30%、60.1%、4.3%。

2.4 不同施肥处理干物质量比较

由表4可知，不同施肥处理成熟期干物质量存在显著差异，各处理成熟期各主要器官干物质总量占植株第上部干物质总量基本一致，其中穗部约占26.4%，叶占12.4%，茎鞘占61.2%。对比不同处理之间不同地上部器官干物质量差异发现，成熟期T1茎鞘干物质量为4.7t/hm2，显著高于其他处理，分别较T2、T3、T4增加21.3%、38.3%、2.1%；成熟期T1、T2叶片干物质量分别为2.4t/hm2、2.0t/hm2，显著高于T3、T4，其中T1干物质量最高，分别较T3、T4增加33.3%、16.7%；成熟期T1穗干物质量为11.4t/hm2，显著高于T2、T3、T4，分别较T2、T3、T4增加25.4%、37.7%、9.6%；综合来看，T1、T2、T3、T4成熟期地上部干物质量分别为18.5、14.2、11.6、16.9t/hm2，且各处理间差异达到显著水平，T1成熟期地上部干物质量分别较T2、T3、T4增加23.2%、37.3%、8.6%。

2.5 不同施肥处理氮肥农学利用效率比较

由表5可知，不同施氮肥处理氮肥农学效率呈现差异，对试验小区单独测算氮肥农学效率，其中T1氮肥农学效率在8.4至10.8kg/kg之间，平均值为8.7kg/kg，T4氮肥农学效率在4.9kg/kg至9.8kg/kg之间，平均值为6.8kg/kg，T1平均氮肥农学效率较T4高27.9%。

3 讨论

控失肥料可以延缓植株衰老，增减有效穗数和结实率，有效灌浆期延长[7-10]。本试验围绕控失尿素在中籼杂交稻生产应用研究，结果显示，控失尿素施肥处理较常规施肥处理增产，通过对产量构成指标的综合分析发现，控失尿素施肥处理较常规施肥处理单位面积有效穗、每穗粒数和结实率均实现增长，产量构成更均衡，理论产量更高。

干物质量是作物脱水后作物的质量，反映植物光合作用产物积累的情况，诸多研究表明[11]，干物质量特别是成熟期干物质量与作物产量呈现极显著相关，这与本试验研究结果相似。有研究表明[12-15]，作物施肥、品种和栽培管理等均会影响农作物干物质积累和器官间的再分配，因此探究作物干物质积累及其在茎、叶、穗不同器官间分配的规律，对探明作物产量形成有重要参考价值。本研究发现，不同施肥处理成熟期干物质量存在显著差异，各处理成熟期各主要器官干物质总量占植株地上部干物质总量基本一致。控失尿素施肥处理成熟期茎鞘、叶片和穗的干物质量均显著高于不施肥和不施氮肥处理。控失尿素施肥处理与常规施肥处理相比成熟期茎鞘、叶片、穗和总干物质量分别提高2.2%、20.0%、10.7%和9.5%，其中叶片和穗的差异达到显著水平。因此推断控失尿素施肥处理干物质积累强度高于其他处理，在干物质积累分配均衡，为争取产量增加打下基础。

生育期是反映水稻进程的重要发育特征，氮肥农学效率是反映农作物生产中氮肥应用情况的重要指标，控失肥料或控释肥料可提高肥料利用效率[16-20]，本研究结果与相关研究结果相似，在同一播种期的移栽期的前提下，不同氮肥施肥处理生育期保持一致，因此控失尿素的应用对水稻生育期的影响较小。通过对不同氮肥施肥处理的氮肥农学效率比较发现，控失尿素施肥处理氮肥农学效率较常规尿素分次施肥处理增加27.9%，控失尿素可以在相同氮肥投入的情况下实现更高的产量。

4 结论

控失尿素施肥可较常规尿素施肥增产5.5%，氮肥农学效率增加27.9%，成熟期地上部干物质量增加9.5%。控失尿素增产稳定性，控失尿素精确释放周期以及控失尿素最佳使用总量等还有待进一步研究。

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