不同增效劑與氮肥減量配施在水稻上的應(yīng)用效果

王薇 張耀玲 郝興順 張春輝 吳玉紅 陳浩 崔月貞 秦宇航

摘要： 為了研究不同肥料增效劑與氮肥減量配施對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量、氮肥利用率及土壤無(wú)機(jī)氮含量的影響，設(shè)田間試驗(yàn)，共4個(gè)處理：空白（CK）、100%尿素處理（100% U）、80%尿素+脲酶抑制劑（80% U+NBPT）、80%尿素+納米碳增效劑（80% U+C）。結(jié)果表明，在水稻分蘗期，80%尿素與脲酶抑制劑配施處理的分蘗數(shù)量與100%尿素處理基本相同，納米碳增效肥處理分蘗較少。增效劑與氮肥配施處理的產(chǎn)量因子每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率均高于100%尿素處理，顯著增加產(chǎn)量;植株地上部吸氮量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力也顯著高于100%尿素處理，2種增效劑對(duì)比脲酶抑制劑效果更好，但差異不明顯。80%尿素與脲酶抑制劑配施處理提高了耕作層土壤硝態(tài)氮含量，增加了肥力。本試驗(yàn)條件下，脲酶抑制劑與氮肥減量20%配施，顯著提高水稻產(chǎn)量，達(dá)10 377.9 kg/hm2，增產(chǎn)2.79%;提高土壤硝態(tài)氮含量和氮肥利用率，有效減少了土壤氮損耗，有利于土壤保持養(yǎng)分。

關(guān)鍵詞： 肥料增效劑;水稻;氮肥;脲酶抑制劑;納米碳增效肥;減氮

中圖分類號(hào)： S511.06? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）05-0084-04

肥料是作物生長(zhǎng)的“營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”，我國(guó)化肥使用量居世界第一，但利用率比世界發(fā)達(dá)國(guó)家低15～20百分點(diǎn)，投入量大，利用率低，嚴(yán)重制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展[1-2]。增效劑與肥料配施，可緩慢釋放肥料中的營(yíng)養(yǎng)元素，減少肥料的損耗，使作物充分吸收利用，提高肥料利用率，并在調(diào)節(jié)植物生理功能中起到一定作用[3]。添加肥料增效劑可增加水稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度在3.51%～6.15%之間;增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)元素吸收能力，氮、磷、鉀肥料利用率分別提高2.29%～8.44%、3.91%～7.40%、2.90%～8.72%[4-5]。本試驗(yàn)研究了2種不同肥料增效劑與氮肥減量配施對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程、產(chǎn)量和肥料利用效率的影響，旨在篩選出增加水稻產(chǎn)量并提高肥料利用率的增效劑，為稻田減肥增效研究工作深入開(kāi)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年5月26日至9月14日在陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)韓塘村進(jìn)行。供試土壤為水稻土，0～20 cm土層土壤的pH值為6.58，有機(jī)質(zhì)含量為 15.64 g/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試水稻品種為荃香優(yōu)1521。供試肥料增效劑為脲酶抑制劑（正丁基硫代磷酰三胺，簡(jiǎn)稱NBPT）和納米碳增效粉（C）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)4個(gè)處理，分別為T(mén)1（CK）：不施肥;T2（100% U）：100%尿素;T3（80% U+NBPT）：80%尿素+NBPT;T4（80% U+C）：80%尿素+納米碳。T2氮肥按180 kg/hm2施用;T3、T4氮肥減量20%，按144 kg/hm2施用。各處理磷、鉀肥用量相同，磷肥為P2O5 90 kg/hm2，鉀肥為K2O 105 kg/hm2。氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O5 12%）、氯化鉀（含K2O 60%）;脲酶抑制劑N-丁基硫代磷酸三胺[N-（N-butyl）thiophosphoric triamide，簡(jiǎn)稱NBPT]，河南神雨生物科技有限公司生產(chǎn);納米碳增效劑主要成分為C，含量大于90%，粒徑40～80 nm，山西華農(nóng)納米科技有限公司生產(chǎn)。試驗(yàn)各施肥處理氮肥70%為基肥，30%為追肥;磷肥、鉀肥作基肥一次性施用。NBPT用量按處理尿素量的1%施用，納米碳增效劑用量為處理尿素量的0.4%，與尿素混勻施用。

每個(gè)處理重復(fù)3次，共12小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積20 m2（4 m×5 m），各小區(qū)間用包膜田埂隔開(kāi)，實(shí)行單排單灌，避免水肥相互滲透，田埂寬約0.4 m;小區(qū)內(nèi)設(shè)有灌溉渠，渠寬0.5 m。各處理基肥于插秧前2 d施入，分蘗肥于插秧后7 d施入，其他管理與當(dāng)?shù)靥锏毓芾硪恢隆?/p>

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

水稻返青后，每隔7 d進(jìn)行田間定點(diǎn)調(diào)查分蘗數(shù)量，直至分蘗期結(jié)束。水稻收獲時(shí)每個(gè)小區(qū)以 1 m2 計(jì)產(chǎn)，3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)收獲、測(cè)定產(chǎn)量。收獲時(shí)每小區(qū)隨機(jī)采3蔸整株樣品，洗凈、烘干、粉碎，氮采用濃H2SO4-H2O2消化法測(cè)定[6]。同時(shí)，每個(gè)小區(qū)選取有代表性的穗，測(cè)量有效穗、每穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量以及籽粒產(chǎn)量等。

水稻成熟后采集0～20、20～40 cm土層土樣，清除雜物、過(guò)篩，用1 mol/L的KCl溶液浸提，連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量[6]。

1.5 相關(guān)指標(biāo)計(jì)算方法[7-10]

籽粒吸氮量（kg/hm2）=籽粒含氮量（g/kg）×籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）/1 000;

秸稈吸氮量（kg/hm2）=莖葉含氮量（g/kg）×莖葉干質(zhì)量（kg/hm2）/1 000;

植株地上部吸氮量（kg/hm2）=植株地上部含氮量（g/kg）×地上部生物量（kg/hm2）/1 000;

氮素利用效率=[施氮區(qū)地上部吸氮量（kg/hm2）-對(duì)照區(qū)地上部吸氮量（kg/hm2）]/施氮量（kg/hm2）×100%;

氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=[（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）-對(duì)照區(qū)籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）]/施氮量（kg/hm2）;

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）/施氮量（kg/hm2）。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理及分析采用Excel和SPSS軟件等數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料增效劑和氮肥配施對(duì)水稻分蘗生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，水稻分蘗期內(nèi)，各處理分蘗數(shù)量均表現(xiàn)為先快速增長(zhǎng)后緩慢下降直至穩(wěn)定，各處理在同一時(shí)間達(dá)到最高值。各施肥處理分蘗數(shù)量均高于CK處理，其中100% U處理分蘗數(shù)量最高，為24.6個(gè)，較CK增加67.3%;80% U+NBPT次之，為24.2個(gè)，較CK增加64.6%。對(duì)比各處理分蘗速度，CK處理明顯低于各施肥處理，從分蘗開(kāi)始至分蘗盛期，各施肥處理的分蘗速度約為CK處理的2倍。100% U處理與80% U+NBPT、80% U+C處理相比，從分蘗開(kāi)始到21 d呈快速增長(zhǎng);21 d后至分蘗結(jié)束，100% U分蘗數(shù)量緩慢減少，80% U+NBPT、80% U+C的分蘗數(shù)量較穩(wěn)定。這表明，全量氮肥較減量氮肥有利于水稻分蘗期發(fā)育，數(shù)量多且增長(zhǎng)速度快。

2.2 不同肥料增效劑和氮肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表1可見(jiàn)，各施肥處理水稻有效穗和每穗粒數(shù)高于不施肥處理，不施肥處理的千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率相對(duì)高于其他施肥處理。各施肥處理的有效穗遠(yuǎn)高于未施肥處理，且差異達(dá)到顯著水平，100% U的有效穗最多，達(dá)到15.4穗/蔸。各處理間的千粒質(zhì)量差異不顯著，CK最高，80% N+NBPT和80% U+C相近。各處理的每穗粒數(shù)差異較大，達(dá)到顯著水平80% U+C最高，達(dá)155.1粒/穗，80% N+NBPT最低，為131.4粒/穗。80% N+NBPT的結(jié)實(shí)率最高，100% U結(jié)實(shí)率最低，各處理間的差異不顯著。各施肥處理產(chǎn)量高于CK處理，且差異達(dá)到顯著水平。80% U+NBPT產(chǎn)量最高，為10 377.9 kg/hm2，80% U+C次之，為10 348.2 kg/hm2;80% U+NBPT、80% U+C產(chǎn)量高于100% U，增幅為2.79%和2.50%。添加肥料增效劑可不同程度改善水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而提高水稻產(chǎn)量，80% N+NBPT和80% U+C的每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率都較高，故產(chǎn)量也較高。

2.3 不同肥料增效劑與氮肥配施下作物的吸氮量和氮肥利用率

氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力都是衡量肥料利用率的指標(biāo)[11]。由表2可知，各施肥處理秸稈吸氮量、籽粒吸氮量均高于CK，約為其2倍，且差異顯著;配施增效劑處理高于100% U，以80% U+NBPT吸氮量最高。與CK相比，各施肥處理顯著提高了作物地上部吸氮量，但不同處理間的吸氮量無(wú)明顯差異，仍以80% U+NBPT的吸氮量最高。80% U+NBPT和80% U+C氮素利用率與100% U相比均有提高，增幅分別為10%和 9.40%，前者增幅更高。

配施增效劑處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率均高于100% U，提高了氮肥農(nóng)學(xué)利用率，但差異并不顯著，且2種增效劑之間并無(wú)明顯差異。配施增效劑對(duì)不同處理間氮肥偏生產(chǎn)力影響顯著，相比較常規(guī)施肥，氮肥減量配施增效劑偏生產(chǎn)力提高近30%，表明配施增效劑可不同程度提高作物的含氮量和肥料利用率。2種肥料增效劑相比較，脲酶抑制劑與尿素配施效果更加明顯。

2.4 不同肥料增效劑與氮肥配施對(duì)土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的影響

由表3可以看出，水稻收獲后不同施肥處理的土壤各層次銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量存在差異，但不顯著，土壤中銨態(tài)氮含量明顯高于硝態(tài)氮含量，且隨土層加深土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量減少。80% U+NBPT在0～20 cm土層土壤硝態(tài)氮含量高于其他處理，較100% U增加5.73%;0～40 cm硝態(tài)氮平均含量為3.47 mg/kg，較100% U減少1.01%。80% U+C在0～40 cm土層硝態(tài)氮含量比100% U低 13.09%，比CK高13.59%。相較于CK，各施肥處理0～40 cm土層土壤銨態(tài)氮均有所減少，80% U+NBPT含量最低，平均為15.36 mg/kg，減少了3.84%;80% U+C土壤銨態(tài)氮含量最高，減少了2.11%?？梢?jiàn)，添加NBPT可有效減少土壤氮損失，提高硝態(tài)氮含量，有利于土壤保持養(yǎng)分。

3 討論與結(jié)論

本研究表明，與施用全量氮肥相比，增效劑與氮肥減量配施有利于水稻分蘗，雖數(shù)量略低于全量氮肥，但差異并不顯著且有效分蘗多;還可提高水稻每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量，較使用全量氮肥增產(chǎn)明顯，達(dá)到了減肥穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)的效果。肥料增效劑的配施不同程度提高了作物的吸氮量，減少氮肥損耗，提高肥料利用率，從而促進(jìn)化肥減量提效;2種增效劑相比較，脲酶抑制劑與尿素配施效果更加明顯。添加脲酶抑制劑可有效減少土壤氮損失，提高硝態(tài)氮含量，有利于土壤保持養(yǎng)分?？傮w上，脲酶抑制劑與氮肥減量20%配施，提高了土壤氮含量和氮肥利用率，減少氮素?fù)p耗，顯著提高水稻產(chǎn)量。

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收 稿日期：2019-01-24

基金項(xiàng)目：陜西省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與攻關(guān)項(xiàng)目（編號(hào)：2016NY-180）。

作者簡(jiǎn)介：王 薇（1991—）女，陜西渭南人，碩士，助理農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料研究。E-mail：wangwei_64_4@163.com。

通信作者：郝興順，研究員，主要從事廢棄物資源化利用研究。E-mail：372770515@qq.com。