雷荣森

摘 要：為探究闽东地区水稻最佳氮肥施用量，完善优化施肥方案。在霞浦县开展试验，以当地水稻优化施肥配方（N 135 kg·hm-2、P2O5 54 kg·hm-2、K2O 94.5 kg·hm-2）为基础，研究氮肥不同用量（无氮区、70%优化施氮区、优化施氮区和130%优化施氮区）对水稻产量、氮肥利用率、综合经济效益及土壤碱解氮含量变化等方面的影响。结果表明：当氮肥用量为135.0 kg·hm-2时稻谷产量最高，当氮肥用量为175.5 kg·hm-2时稻秆产量最高，过量的氮肥降低了稻谷的产量，却提高了稻秆的产量；水稻氮肥利用率随着氮肥施肥量的增加而下降，70%优化施氮区、优化施氮区和130%优化施氮区氮肥利用率分别为42.22%、40.17%和36.12%；通过方程拟合估算当氮肥施用量超过164.21 kg·hm-2时经济效益最高，其可作为当地氮肥施用最高控制量；无氮区土壤碱解氮相对其他处理显著下降，将会影响土壤氮素供给水平。

关键词：水稻；氮肥；肥料利用率；经济效益

中图分类号：S 511   文献标志码：A   文章编号：0253-2301（2023）06-0056-05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.06.008

Effects of Nitrogen Application Rate on Rice Yield and Nitrogen Fertilizer Use Efficiency

LEI Rong-sen

（Xiapu County Bureau of Agriculture and Rural Affairs in Ningde of Fujian， Ningde， Fujian 355100， China）

Abstract： In order to explore the optimal amount of nitrogen fertilizer applied to rice in eastern Fujian， and perfect & optimize the fertilization scheme， the experiment was carried out in Xiapu County， and based on the optimized fertilization formula of local rice （N of 135 kg·hm-2， P2O5 of 54 kg·hm-2， and K2O 94.5 kg·hm-2）， the effects of different nitrogen application rates （nitrogen-free area， 70% optimized nitrogen application area， optimized nitrogen application area and 130% optimized nitrogen application area） on the rice yield， nitrogen use efficiency， comprehensive economic benefits and soil alkaline hydrolysis nitrogen content were studied. The results showed that： When the nitrogen application rate was 135.0 kg·hm-2， the yield of rice was the highest. When the nitrogen application rate was 175.5 kg·hm-2， the yield of rice straw was the highest. The excessive nitrogen fertilizer reduced the yield of paddy rice， but increased the yield of rice straw. The nitrogen fertilizer use efficiency of rice decreased with the increase of nitrogen fertilizer application rate. The utilization rate of nitrogen fertilizer in 70% optimized nitrogen application area， optimized nitrogen application area and 130% optimized nitrogen application area was 42.22%， 40.17% and 36.12%， respectively. By using the equation fitting， it was estimated that when the nitrogen fertilizer application rate exceeded 164.21 kg·hm-2， the economic benefit was the highest， which could be used as the highest control variable of the local nitrogen fertilizer application. The soil alkaline hydrolysis nitrogen in the nitrogen-free zone decreased significantly compared with other treatments， which would affect the supply level of soil nitrogen.

Key words： Rice； Nitrogen fertilizer； Fertilizer utilization rate； Economic benefits

氮在水稻生长过程中起到至关重要的作用。氮肥是水稻种植过程中最广泛应用的肥料，占化肥施用量的60%以上［1］。农民为了提高水稻的产量，氮肥的施用量不断增加，目前一些地区农田氮肥投入量已明显超过作物获得最高产量所需要的吸收量，造成氮肥利用率下降，仅为20%～35%，且N损失率超过50%［2-3］。适当的氮肥施用是水稻高产优质的保障。郭保卫等［4］研究表明，当氮肥施用量为270 kg·hm-2时水稻产量最高，随着施氮量的增加，水稻产量先增后减；陈鸽等［5］研究表明，当氮肥施用量为180 kg·hm-2时，水稻产量最高且稻米蒸煮食味品质最佳；李敏等［6］研究表明，随着氮肥水平升高，稻米淀粉黏滞性和稻米食味品质有着不断下降的趋势。过量氮肥不仅会造成水稻产量与品质的下降，还会造成水环境污染。长期过量氮肥施用是造成农田中氮流失的主要原因［7］，因此，在保障水稻稳产高产的同时，控制氮肥用量，对于提高氮肥利用率，保护农田生态环境有着重要的作用。本研究在闽东地区霞浦县开展试验，以当地推荐的优化施肥配方为基础，进行氮肥不同用量试验，从水稻生长、肥料利用率及综合经济效益等方面，对水稻的氮肥施用效果进行评价，提出氮肥施用最高控制量，為水稻合理施用氮肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

水稻品种为荃两优879，由霞浦县种子管理站提供。

1.2 试验地概况

试验安排在霞浦县柏洋乡前宅村，前作为水稻，试验地土壤母质为坡积物，土壤类型为渗育型水稻土，pH 5.18、有机质33.52 g·kg-1、碱解氮 131.97 mg·kg-1、有效磷26.39

mg·kg-1、速效钾97.42 mg·kg-1。

1.3 试验设计

试验设4个处理，（1）无氮处理，（2）70%优化施氮处理，（3）优化施氮处理，（4）130%优化施氮处理，编号为N0、N1、N2 、N3，每个处理3次重复，小区面积为20 m2，随机排列。优化施氮区肥料用量为N 135 kg·hm-2、P2O5 54 kg·hm-2、K2O 94.5 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O＝1∶

0.4∶0.7（即当地推荐优化施肥配方，单季稻目标产量7 500 kg·hm-2），氮肥用尿素，磷肥用过磷酸钙，钾肥用氯化钾，各试验处理除了氮肥施用量不同外，其他肥料用量及农事措施相同。2022年6月21日插秧，基肥氮肥用量占50%、磷肥用量占100%、钾肥用量占60%；分蘖肥氮肥用量占40%，钾肥用量占40%；穗肥氮肥用量10%。

1.4 样品采集与检测

1.4.1 水稻产量 每小区于成熟期单打单收分别测定稻谷、稻秆鲜重，同时采集稻谷和稻秆鲜样进行烘干测算含水率。

1.4.2 样品检测 稻谷及稻秆的氮含量采用凯氏定氮法定测；碱解氮采用碱解扩散法测定［8］。

1.4.3 氮肥利用率计算 根据水稻籽粒产量、茎叶产量以及氮素养分含量计算氮肥利用率，具体计算公式：氮肥利用率=（施氮处理籽粒产量×籽粒氮含量+施氮处理秸秆产量×秸秆氮含量-无氮处理籽粒产量×籽粒氮含量-无氮处理秸秆产量×秸秆氮含量）/氮肥施用量×100%。

1.5 数据处理

数据采用EXCEL2019软件处理，分析采用DPS12.5软件进行统计。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量对水稻产量的影响

由表1可知，各处理水稻产量高低顺序为N2＞N3＞N1＞N0，与N0相比，N1、N2、N3处理水稻产量分别增加了14.97%、22.48%和21.11%。其中，N1比N0处理增加了14.97%，差异达显著水平；N2处理比N1处理增加了6.53%，差异达显著水平；N3比N2处理减少了1.12%，差异未达显著水平。

2.2 氮肥用量对稻秆产量的影响

由表2可知，随着氮肥用量的增加稻秆产量不断增加；与N0相比，N1、N2、N3处理稻秆产量分别增加了30.49%、40.48%和65.90%，增加的幅度大于稻谷，氮肥的施用对稻秆的增产效应比稻谷大。其中，N1比N0处理增加了30.49%，差异达显著水平；N2比N1处理增加了7.65%，差异未达到显著水平；N3比N2处理增加了18.09%，差异达到显著水平。

2.3 氮肥用量对水稻氮肥利用率的影响

由表3可知，N1、N2、N3处理氮肥利用率分别为42.22%、40.17%和36.12%，随着氮肥施用量的增加，氮肥利用率不断下降。

2.4 氮肥用量对水稻经济效益的影响

由表4可知，不同处理之间水稻经济效益表现为N2＞N1＞N3＞N0，与N0相比，N1、N2、N3处理分别增收1 941.15、3 193.50和2 600.55元·hm-2。

2.5 氮肥最佳经济效益用量

施氮处理与不施氮处理之间收益的差值反映了氮肥施用的经济效益，以氮肥的施用量与效益增减量建立函数关系，见图1，两者之间的关系为y=-0.1056x2+34.682x-47.837，通过计算得出当氮施用量为164.21 kg·hm-2时经济效益最高，当氮肥超过此用量后其经济效应就会有下降的趋势；经济效益受到肥料价格，稻谷产量，稻谷价格等各方因素的影响，存在变动的可能性，因此，在推荐施肥时还需要综合考虑肥料利用率等因素。

2.5 氮肥用量对水稻田土壤碱解氮含量的影响

由图2可知，随着氮肥施用量的增加，水稻收获后土壤碱解氮含量有不断增加的趋势，与N0处理相比，N1、N2、N3处理碱解氮含量分别增加了9.97%、14.69%和16.41%，且差异均达显著水平。

3 结论与讨论

施氮量增加，水稻氮素积累量增加，而氮素的生产效率和收获指数下降［10］。本研究结果显示，当氮肥用量为135 kg·hm-2时，稻谷产量最高，继续增加氮肥的施用会造成稻谷产量下降，然而稻秆产量却是继续的增加，说明过量的氮肥施用更容易增加稻秆的产量，而不是稻谷的产量，这是因为过量的氮肥会导致水稻无效分蘖增多，贪青晚熟［11-12］。

氮肥利用率能够较好地反应植株吸收当季氮素的能力［13］。氮肥合理施用，是提高水稻产量和氮肥利用率的主要途径［14］。一种观点认为氮肥施用在某一个合适的水平的时候氮利用率最高［15］，另一种认为氮肥利用率随着氮肥用量的增加而下降［16］。本试验研究结果表明水稻氮肥利用率随着施肥量的增加而下降，这与樊鹏飞等［17］研究结果相一致，N3处理氮肥利用率比N2下降了4.05%，因此，控制氮肥的施用量是提高水稻氮肥利用率的重要途径。然而，氮肥利用率不是越高越好，保持与提升土壤中氮素供给水平是培肥地力的重要方面［18］，本试验完成后N0处理土壤碱解氮相对其他处理显著下降，可以推测长期不施氮或大幅度降低土壤氮肥施用量，将会影响土壤氮素供给水平。

经济效益是评价肥料施用效果的重要指标［19］，肥料利用率低不仅会增加农业投入成本，而且会造成环境风险［20-21］。本试验中N2处理经济效益最高，且氮肥利用率达到了40.17%，因此优化施肥方案适合当地水稻种植生產，通过方程拟合估算当氮肥施用量为164.21 kg·hm-2的时候经济效益最高，因此，应当控制当地水稻氮肥施用量不能超过该值，不然不仅会造成经济效益的下降，还会造成氮肥利用率大幅度下降。

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（责任编辑：柯文辉）