?控释肥对双季稻生产及肥料利用率的影响?

? 王静 彭欢 石宇 彭华

摘要： 通过大田试验探索了双季稻种植过程中，在等氮代替常规施肥以及在基肥和追肥分别给予减量的条件下，控释肥对比常规施肥对水稻产量、主要性状、氮肥表观利用率和投入产出的影响。结果表明：与常规施肥相比，施控释肥（等氮或减氮处理）处理的双季稻总产量和年收益均有显著提高，其中总产量增加2.46%～8.11%，收益增加2 070.8～3 074.4元/hm2；等氮控释肥处理极显著提高了早稻氮肥表观利用率（提高19.57～24.14个百分点），但降低了晚稻氮肥表观利用率（降低6.56～13.64个百分点）。

关键词：  控释肥；减氮；双季稻；氮肥利用率；经济效益

中图分类号：S143文献标识码：A文章编号：1006-060X（2024）03-0041-04

Effects of Controlled-Release Fertilizers on Yield and Fertilizer Utilization Efficiency of Double Cropping Rice

WANG Jing1，PENG Huan 2，SHI Yu3，PENG Hua4

（1. Agricultural Technology Promotion Station of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC; 2. Inspection and Testing Center

of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC; 3. Soil and Fertilizer Workstation of Xiangxi Prefecture， Jishou 416007， PRC;

4. Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410125， PRC）

Abstract： Field experiments were conducted to explore the effects of controlled-release fertilizers on rice yield， main traits， apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers， and input-output compared with conventional fertilizers under the condition of equal nitrogen fertilizers instead of conventional fertilizers and reduced base fertilizers and top dressing， respectively. The results show that compared with conventional fertilizers， the total yield and annual yield of double cropping rice treated with controlled-release fertilizers （equal nitrogen fertilizers or reduced nitrogen fertilizers） were significantly increased， with the total yield increasing by 2.46%–8.11% and the economic benefits increasing by 2 070.8–3 074.4 yuan/hm2. The controlled-release fertilizers （equal nitrogen fertilizers） significantly improve the apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers in early-season rice by 19.57–24.14 percentage points， but they reduce the apparent utilization efficiency of nitrogen fertilizers in late-season rice by 6.56–13.64 percentage points.

Key words： controlled-release fertilizer; nitrogen reduction; double cropping rice; utilization efficiency of nitrogen fertilizer; economic benefits

水稻是我國重要粮食作物，2011—2021年，我国水稻面积稳定在3 000万hm2左右，全国60%以上居民以稻米为口粮，人均占有量稳定在150 kg左右[1]。为了提高水稻产量，农户每年投入大量化肥，造成了化肥投入过量、肥料利用率不高、农业面源污染等次生问题。2002—2015年，湖南水稻过量施肥程度高达50.6%[2]。张福锁等[3]根据田间试验测算出我国不同地区水稻当季肥料利用率为28.3%。化肥的过量、连续施用导致我国农业和环境效益降低，在我国增施化肥的作物增产效应早已减弱[4]。

近年来，为了提升肥料利用率，减少环境污染，我国大力推广化肥减量技术[5]，并取得了一定的成效。在化肥减量技术中，施用缓控释肥料是一种重要的方法[6]，缓控释肥是减缓肥料养分释放速率且比普通化肥长效的肥料[7]，它具有养分利用率高、节肥省工、环境负荷轻等优势[8]，也有利于温室气体的减排[9]。基于此，笔者通过大田试验，探索了双季稻种植过程中，控释肥在等氮代替常规施肥以及在基肥和追肥分别给予减氮条件下，对比常规施肥对水稻产量、产量构成因子以及氮肥表观利用率和投入产出的影响，旨在达到化肥减量和增加经济效益的目的。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验地点位于湖南省长沙县干杉社区下大屋组（113°12′5″E，28°08′31″N），海拨42 m，年平均温度为17.1℃，年降水量在1 500 mm左右，大于10℃积温为5 300～6 500℃，属于亚热带季风性气候。试驗田土壤类型为水稻土，是第四纪红壤母质发育的红黄泥，试验田土壤理化特性为：pH值6.1，有机质26.55 g/kg，全氮1.55 g/kg，全磷0.61 g/kg，全钾8.80 g/kg，碱解氮147 mg/kg，有效磷7.1 mg/kg，速效钾53 mg/kg。

供试控释肥为施可丰化工股份有限公司生产的长效控释肥（N–P2O5–K2O＝26–11–11），其他氮、磷、钾肥均为市售常规肥，分别为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O512%）、氯化钾（含K2O 60%）。

试验田种植双季稻，供试早稻品种为中早嘉17号，供试晚稻品种为岳优360。早稻于2022年4月5日播种，5月3日移栽，7月15日收获；晚稻于6月29日播种，7月20日移栽，10月17日收获。

1.2 试验设计

早稻和晚稻试验均设5个处理，分别为CK、常规施肥、等氮控释肥、追肥减氮和控释肥减氮处理，每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积20 m2。其中等氮控释肥处理为控释肥和尿素的总氮量与常规施肥相等，追肥减氮和控释肥减氮处理是在当地习惯施肥量的基础上，对基肥或者追肥进行减氮30%（早稻）或20%（晚稻）处理。早晚稻不同处理间，氮肥均按基追比7∶3施入土壤，磷、钾肥作为基肥一次性施入土壤，基肥于移栽前1 d施用，追肥于插秧后15 d施入土壤。

1.2.1 早稻试验处理 （1）空白对照：不施任何肥料；（2）常规施肥：施纯氮142 kg/hm2，氮肥为尿素，按基追比7∶3施入土壤，纯磷、纯钾用量分别为90、90 kg/hm2，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾；（3）等氮控释肥：基施控释肥345 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2；（4）追肥减量：基施控释肥345 kg/hm2，追施尿素78.8 kg/hm2；（5）控释肥减量：基施控释肥241.5 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2。

1.2.2 晚稻试验处理 （1）空白对照：不施任何肥料；（2）常规施肥处理：施氮量为180 kg/hm2，氮肥为尿素，按基追比7∶3施入土壤；纯磷、纯钾用量分别为60、135 kg/hm2，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾；（3）等氮控释肥：基施控释肥484.5 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2；（4）追肥减量：基施控释肥484.5 kg/hm2，追施尿素90 kg/hm2；（5）控释肥减量：基施控释肥387.6 kg/hm2，追施尿素112.5 kg/hm2。

1.3 调查取样与测定方法

（1）水稻产量及构成因素调查。成熟期在各小区内随机采集10株植株样品，调查有效穗、株高、穗长、千粒重，各小区实割测产[10]。（2）植株干物重的测定。分别于水稻分蘖期、拔节期、成熟期选取一株，剪去根系后按叶片、茎、穗分别洗净后置烘箱105℃杀青30 min，85℃烘干至恒重，测定干物质积累量[11]。（3）植株氮养分测定。随机采集5株全株样品，清洗烘干，粉碎过筛后用H2SO4-H2O2进行消煮，然后采用凯氏定氮法测定全氮含量。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel和DPS数据处理系统进行统计和分析，采用LSD法比较各处理间的差异。

氮肥表观利用率通常定义为单位施用某种养分的作物吸收量增量，按公式（1）计算[12]。根据试验设计，计算单位面积施用控释肥以及相应氮磷钾肥料投入的总和；水稻产出以单位面积干谷子的收购价计算。

氮肥表观利用率（%）=（施氮区地上部植株吸氮量-不施氮区地上部植株吸氮量）/施氮量×100（1）

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对水稻产量的影响

如表1所示，与常规施肥处理相比，施控释肥处理极显著增加了早稻产量，增产幅度为17.08%～26.33%（P＜0.01），可能是因为与化肥相比，控释肥能缓慢释放养分，在水稻生长前期能够提供适量的氮素营养，增加了水稻有效穗数，中后期又能持续稳定地提供足够的矿质态氮，保证了水稻对养分的需求，达到增产效果。而施控释肥处理晚稻产量较常规施肥处理显著减少了2.95%～7.13%（P＜0.05）。对双季稻总产量而言，等氮控释肥、追肥减量和控释肥减量处理较常规施肥分别增产8.11%（P＜0.01）、3.63%（P＜0.01）和2.46%（P＜0.05）。这表明控释肥能够显著增加双季稻产量，尤其对早稻增产效果明显。

2.2 不同施肥处理对早、晚稻相关性状的影响

由表2可知，等氮施控释肥较常规施肥显著增加了早稻株高、有效穗数及稻草重，同时千粒重也有所增加，但差异不显著，其他施控释肥处理的有效穗、千粒重及稻草重亦增加，但差异不显著；综合来看，施控释肥增加了早稻产量。由表3可知，3个施控释肥处理晚稻的株高、有效穗数、总粒数、实粒数均少于常规施肥处理，因此晚稻的理论产量也均低于常规施肥处理。

2.3 肥料投入产出分析

根据调研，当年肥料市场价格为，控释肥3.5元/kg，尿素2.9元/kg，过磷酸钙0.7元/kg，氯化钾4.3元/kg，稻谷收购价格为2.8元/kg。通过计算常规肥料与施可丰控释肥的投入费用如表4所示，早晚稻常规施肥因磷、钾肥施用量较高导致投入成本最高，分别为2 064.6和2 454.0元/hm2。与常规施肥相比，等氮控释肥、追肥减量和控释肥减量处理的肥料投入量可节省962.8～1 664.2元/hm2。综合稻谷产出效益分析表明，等氮控释肥、追肥减量和控释肥减量处理均显示出较好的经济效益，可增加收入2 070.8～3 074.4元/hm2。

2.4 不同处理早晚稻氮肥表观利用率

由表5可知，与常规施肥相比，施控释肥能够极显著提高了早稻的氮肥表观利用率，因为控释肥养分释放速度较慢，较化肥降低了肥料流失风险，并且在水稻生長前期和中后期能够提供持续的养分供水稻吸收利用，从而提高了肥料利用效率；而晚稻的氮肥表观利用率较常规施肥处理降低了6.56～13.64个百分点，因为控释肥肥效较长，当年9月气候出现异常，气温较低，影响了晚稻中后期的生长。晚稻控释肥的效果还有待进一步研究证实。

3 小结

试验结果表明，在试验条件下，等氮控释肥、追肥减量、控释肥减量等处理可显著提高双季稻的总产量和年收益，分别增产8.11%、3.63%和2.46%，分别增收3 074.4、2 070.8和2 305.8元/hm2，其中等氮控释肥处理对产量及经济效益的提升效果最好，控释肥减量处理次之，追肥减量处理第三；施控释肥可显著提高早稻产量，但反而降低了晚稻产量；施控释肥极显著提高了早稻的氮肥表观利用率，与常规施肥处理相比增长了19.57～24.14个百分点，而晚稻的氮肥表观利用率较常规施肥处理降低了6.56～13.64个百分点。

研究表明，控施肥养分的释放易受植物营养特性和土壤性质、水分、温度等环境因素的影响[7]。试验在种植晚稻时，因出现了异常低温，对控释肥氮的释放影响较大，可能是造成晚稻发育性状不理想、肥料利用率低、减产的主要原因。有研究表明，科学合理施用控释肥有利于水稻增产、增效并降低施肥对环境的不利影响[8-9]。在施用长效缓控释肥时，应注意天气变化，特别是温度的影响，长期低温时，应结合水稻生长期营养需求进行合理追肥，以实现化肥减量与经济效益的双赢。

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（责任编辑：肖彦资）