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不同增效剂与氮肥减量配施在水稻上的应用效果

范文

王薇张耀玲郝兴顺张春辉吴玉红陈浩崔月贞秦宇航

摘要：为了研究不同肥料增效剂与氮肥减量配施对水稻生长、产量、氮肥利用率及土壤无机氮含量的影响，设田间试验，共4个处理：空白（CK）、100%尿素处理（100% U）、80%尿素+脲酶抑制剂（80% U+NBPT）、80%尿素+纳米碳增效剂（80% U+C）。结果表明，在水稻分蘖期，80%尿素与脲酶抑制剂配施处理的分蘖数量与100%尿素处理基本相同，纳米碳增效肥处理分蘖较少。增效剂与氮肥配施处理的产量因子每穗粒数、结实率均高于100%尿素处理，显著增加产量;植株地上部吸氮量、氮肥利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力也显著高于100%尿素处理，2种增效剂对比脲酶抑制剂效果更好，但差异不明显。80%尿素与脲酶抑制剂配施处理提高了耕作层土壤硝态氮含量，增加了肥力。本试验条件下，脲酶抑制剂与氮肥减量20%配施，显著提高水稻产量，达10 377.9 kg/hm2，增产2.79%;提高土壤硝态氮含量和氮肥利用率，有效减少了土壤氮损耗，有利于土壤保持养分。

关键词：肥料增效剂;水稻;氮肥;脲酶抑制剂;纳米碳增效肥;减氮

中图分类号： S511.06? 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2020）05-0084-04

肥料是作物生长的“营养库”，我国化肥使用量居世界第一，但利用率比世界发达国家低15～20百分点，投入量大，利用率低，严重制约了我国农业可持续绿色发展[1-2]。增效剂与肥料配施，可缓慢释放肥料中的营养元素，减少肥料的损耗，使作物充分吸收利用，提高肥料利用率，并在调节植物生理功能中起到一定作用[3]。添加肥料增效剂可增加水稻产量，增产幅度在3.51%～6.15%之间;增强营养元素吸收能力，氮、磷、钾肥料利用率分别提高2.29%～8.44%、3.91%～7.40%、2.90%～8.72%[4-5]。本试验研究了2种不同肥料增效剂与氮肥减量配施对水稻生长发育过程、产量和肥料利用效率的影响，旨在筛选出增加水稻产量并提高肥料利用率的增效剂，为稻田减肥增效研究工作深入开展提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年5月26日至9月14日在陕西省汉中市汉台区韩塘村进行。供试土壤为水稻土，0～20 cm土层土壤的pH值为6.58，有机质含量为 15.64 g/kg。

1.2 试验材料

供试水稻品种为荃香优1521。供试肥料增效剂为脲酶抑制剂（正丁基硫代磷酰三胺，简称NBPT）和纳米碳增效粉（C）。

1.3 试验设计

采用随机区组试验设计，设4个处理，分别为T1（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氮肥减量20%，按144 kg/hm2施用。各处理磷、钾肥用量相同，磷肥为P2O5 90 kg/hm2，钾肥为K2O 105 kg/hm2。氮、磷、钾肥分别为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O5 12%）、氯化钾（含K2O 60%）;脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酸三胺[N-（N-butyl）thiophosphoric triamide，简称NBPT]，河南神雨生物科技有限公司生产;纳米碳增效剂主要成分为C，含量大于90%，粒径40～80 nm，山西华农纳米科技有限公司生产。试验各施肥处理氮肥70%为基肥，30%为追肥;磷肥、钾肥作基肥一次性施用。NBPT用量按处理尿素量的1%施用，纳米碳增效剂用量为处理尿素量的0.4%，与尿素混匀施用。

每个处理重复3次，共12小区。每个小区面积20 m2（4 m×5 m），各小区间用包膜田埂隔开，实行单排单灌，避免水肥相互渗透，田埂宽约0.4 m;小区内设有灌溉渠，渠宽0.5 m。各处理基肥于插秧前2 d施入，分蘖肥于插秧后7 d施入，其他管理与当地田地管理一致。

1.4 测定项目及方法

水稻返青后，每隔7 d进行田间定点调查分蘖数量，直至分蘖期结束。水稻收获时每个小区以 1 m2 计产，3次重复，每个小区单独收获、测定产量。收获时每小区随机采3蔸整株样品，洗净、烘干、粉碎，氮采用浓H2SO4-H2O2消化法测定[6]。同时，每个小区选取有代表性的穗，测量有效穗、每穗粒数、穗长、结实率、千粒质量以及籽粒产量等。

水稻成熟后采集0～20、20～40 cm土层土样，清除杂物、过筛，用1 mol/L的KCl溶液浸提，连续流动分析仪测定硝态氮、铵态氮含量[6]。

1.5 相关指标计算方法[7-10]

籽粒吸氮量（kg/hm2）=籽粒含氮量（g/kg）×籽粒产量（kg/hm2）/1 000;

秸秆吸氮量（kg/hm2）=茎叶含氮量（g/kg）×茎叶干质量（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=[施氮区地上部吸氮量（kg/hm2）-对照区地上部吸氮量（kg/hm2）]/施氮量（kg/hm2）×100%;

氮肥农学利用率（kg/kg）=[（施氮区籽粒产量（kg/hm2）-对照区籽粒产量（kg/hm2）]/施氮量（kg/hm2）;

氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区籽粒产量（kg/hm2）/施氮量（kg/hm2）。

1.6 数据处理

数据处理及分析采用Excel和SPSS软件等数据处理系统。

2 结果与分析

2.1 不同肥料增效剂和氮肥配施对水稻分蘖生长的影响

由图1可知，水稻分蘖期内，各处理分蘖数量均表现为先快速增长后缓慢下降直至稳定，各处理在同一时间达到最高值。各施肥处理分蘖数量均高于CK处理，其中100% U处理分蘖数量最高，为24.6个，较CK增加67.3%;80% U+NBPT次之，为24.2个，较CK增加64.6%。对比各处理分蘖速度，CK处理明显低于各施肥处理，从分蘖开始至分蘖盛期，各施肥处理的分蘖速度约为CK处理的2倍。100% U处理与80% U+NBPT、80% U+C处理相比，从分蘖开始到21 d呈快速增长;21 d后至分蘖结束，100% U分蘖数量缓慢减少，80% U+NBPT、80% U+C的分蘖数量较稳定。这表明，全量氮肥较减量氮肥有利于水稻分蘖期发育，数量多且增长速度快。

2.2 不同肥料增效剂和氮肥配施对水稻产量及其构成的影响

由表1可见，各施肥处理水稻有效穗和每穗粒数高于不施肥处理，不施肥处理的千粒质量和结实率相对高于其他施肥处理。各施肥处理的有效穗远高于未施肥处理，且差异达到显著水平，100% U的有效穗最多，达到15.4穗/蔸。各处理间的千粒质量差异不显著，CK最高，80% N+NBPT和80% U+C相近。各处理的每穗粒数差异较大，达到显著水平80% U+C最高，达155.1粒/穗，80% N+NBPT最低，为131.4粒/穗。80% N+NBPT的结实率最高，100% U结实率最低，各处理间的差异不显著。各施肥处理产量高于CK处理，且差异达到显著水平。80% U+NBPT产量最高，为10 377.9 kg/hm2，80% U+C次之，为10 348.2 kg/hm2;80% U+NBPT、80% U+C产量高于100% U，增幅为2.79%和2.50%。添加肥料增效剂可不同程度改善水稻产量构成因素，从而提高水稻产量，80% N+NBPT和80% U+C的每穗粒数、结实率都较高，故产量也较高。

2.3 不同肥料增效剂与氮肥配施下作物的吸氮量和氮肥利用率

氮肥利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力都是衡量肥料利用率的指标[11]。由表2可知，各施肥处理秸秆吸氮量、籽粒吸氮量均高于CK，约为其2倍，且差异显著;配施增效剂处理高于100% U，以80% U+NBPT吸氮量最高。与CK相比，各施肥处理显著提高了作物地上部吸氮量，但不同处理间的吸氮量无明显差异，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，增幅分别为10%和 9.40%，前者增幅更高。

配施增效剂处理的氮肥农学利用率均高于100% U，提高了氮肥农学利用率，但差异并不显著，且2种增效剂之间并无明显差异。配施增效剂对不同处理间氮肥偏生产力影响显著，相比较常规施肥，氮肥减量配施增效剂偏生产力提高近30%，表明配施增效剂可不同程度提高作物的含氮量和肥料利用率。2种肥料增效剂相比较，脲酶抑制剂与尿素配施效果更加明显。

2.4 不同肥料增效剂与氮肥配施对土壤铵态氮和硝态氮的影响

由表3可以看出，水稻收获后不同施肥处理的土壤各层次铵态氮和硝态氮含量存在差异，但不显著，土壤中铵态氮含量明显高于硝态氮含量，且随土层加深土壤硝态氮和铵态氮含量减少。80% U+NBPT在0～20 cm土层土壤硝态氮含量高于其他处理，较100% U增加5.73%;0～40 cm硝态氮平均含量为3.47 mg/kg，较100% U减少1.01%。80% U+C在0～40 cm土层硝态氮含量比100% U低 13.09%，比CK高13.59%。相较于CK，各施肥处理0～40 cm土层土壤铵态氮均有所减少，80% U+NBPT含量最低，平均为15.36 mg/kg，减少了3.84%;80% U+C土壤铵态氮含量最高，减少了2.11%。可见，添加NBPT可有效减少土壤氮损失，提高硝态氮含量，有利于土壤保持养分。

3 讨论与结论

本研究表明，与施用全量氮肥相比，增效剂与氮肥减量配施有利于水稻分蘖，虽数量略低于全量氮肥，但差异并不显著且有效分蘖多;还可提高水稻每穗粒数、结实率和产量，较使用全量氮肥增产明显，达到了减肥稳产或增产的效果。肥料增效剂的配施不同程度提高了作物的吸氮量，减少氮肥损耗，提高肥料利用率，从而促进化肥减量提效;2种增效剂相比较，脲酶抑制剂与尿素配施效果更加明显。添加脲酶抑制剂可有效减少土壤氮损失，提高硝态氮含量，有利于土壤保持养分。总体上，脲酶抑制剂与氮肥减量20%配施，提高了土壤氮含量和氮肥利用率，减少氮素损耗，显著提高水稻产量。

参考文献：

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收稿日期：2019-01-24

基金项目：陕西省农业科技创新与攻关项目（编号：2016NY-180）。

作者简介：王薇（1991—）女，陕西渭南人，硕士，助理农艺师，主要从事土壤肥料研究。E-mail：wangwei_64_4@163.com。

通信作者：郝兴顺，研究员，主要从事废弃物资源化利用研究。E-mail：372770515@qq.com。

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