减氮配施有机肥对寒地水稻氮肥利用率和产量效益的影响

和产量效益的影响胡法龙】,于洪明2,沈宝山3(1黑龙江农业职业技术学院,黑龙江佳木斯154000；2黑龙江护苗农业科技开发有限公司，黑龙江佳木斯154000；3黑龙江省农垦总局红兴隆管理局八五二农场,黑龙江 双鸭山155605)摘要:为明确减氮配施有机肥对垦鉴稻6号氮肥利用率和产量效益的影响，采取随机区组设计进行试验研究°结果表 明，相对常规化肥处理，在施用有机肥300 kg-hm-2基础上，减氮10%、15%时不仅有利于水稻氮素积累的增加，而且氮肥

农学利用率、吸收利用率得到显著提高，产量更是高达9.69 t・hm-2、9.44 -hm-2,较对照分别提高了 5.3%、2.6%,其中减氮 10%较对照增加的纯效益为256.1元-hm\"2,产出效益达到最高°关键词:水稻;减氮;有机肥;氮肥利用率;产量;效益中图分类号:S511.062 文献标志码:A

文章编号：1673-6737(2020)01-0013-06Effects of Reducing Nitrogen and Applying Organic Fertilizer on Nitrogen

Utilization Rate and Yield Benefit of Rice in Cold RegionHU Fa-long1 , YU Hong-ming2 , SHEN Bao-shan3(1 Daxing Farm of Jiansanjiang Land Reclamation Bureau, Fujin Heilongjiang 156303, China；2 Heilongjiang Protecting of Seedlings Agricultural Science and Technology Development Co. LTD, Jiamusi Heilongjiang

154000, China;3 852 Farm of Hongxinglong Land Reclamation Bureau, Shuangyashan Heilongjiang 155605, China)AbstraCt:Single -factor and randomized block design experiments were employed to confirmed the influences of nitrogen fertilizer utilization rate and yield benefit of Kenjiandao6. The results showed that, on the basis of applying 150 kg/hm2

organic fertilizer, reducing nitrogen by 10% and 15% is not only beneficial to the increase of nitrogen accumulation in rice, but also to the improvement of agronomic utilization rate and absorption utilization rate. The yield was 9.69 t/hm2 and 9.44 t/hm2, which were 5.3% and 2.6% higher than the control respectively. The net benefit of 10% nitrogen

reduction was 856.1 yuan/hm2, and the output benefit was the highest.Key words： Rice; Nitrogen fertilizer reduction; Organic fertilizer; Nitrogen Fertilizer Utilization Rate; Yield; Benefit黑龙江垦区作为全国最大的有机绿色食品生 产基地［1］，生产加工的农产品一直占据着市场主

度的不断提高，化肥用量大幅度增加，中国水稻单

季氮肥用量较世界氮肥平均用量大约高75%⑷， 相反有机肥施用比重逐渐减少，过量的农田氮肥

导地位［2］,稻米商品率更是高达90%以上［3］,有效 保障了国家的粮食安全。随着我国农业集约化程收稿日期：2019-04-24作者简介:胡法龙(1987-),男,农艺师，从事农业技术推广

投入,不仅会导致土壤出现酸化板结、水稻贪青迟

熟、病虫害加剧等,产量受到影响,而且还会降低 氮肥的利用效率［5-7］°另外,过量投入农田的氮肥 会随排水径流到周围的水环境中［8,9］,导致农业面

工作°

-13 -研究报告胡法龙等减氮配施有机肥对寒地水稻氮肥利用率和产量效益的影响肥用量以上年试验筛选出的最佳用量300 kg-

源污染mm。为了解决化肥用量过大利用率低、

土壤板结和养分生产效率下降等问题,本试验结 合国家农业“三减”行动,针对本地区化肥施用

hm-2为基础，进行不同减氮量(减尿素中纯氮量)

与有机肥配施试验,减氮设置5个梯度,分别减去 常规施用尿素(195 kg-hm-2)纯氮含量的10%、

不合理等问题,开展了减氮配施有机肥对水稻肥 料利用率和产量的影响试验,探索水稻产量和氮 肥利用效率达到最佳的有机肥和化肥用量，以

15%、20%、25%、30%，即减尿素量为 19.5 kg-hm-2,

29.25 kg・hm-2、39 kg ・hm-2、48.75 kg・hm-2、58.5

期为提高寒地农业资源高效利用效率提供技术

kg - hm-2,具体处理及施肥量见表1。试验设三次重

复，随机排列,每个处理小区面积为200 m2,小区

撑。间筑田境间隔,单排单灌，除试验因素以外，其他

1材料与方法1.1试验田基本情况试验于2015年在黑龙江省红兴隆管理局八

栽培措施均一致。水稻播种、插秧、取样、收获均在

同一天内完成，调查取样各小区同法、同时进行。常规施肥(CK)：整个生育期施肥总量525

五二农场水稻试验站进行，供试土壤是潜育白浆 土，土壤中碱解氮含量158.7 mg-kg-1,有效磷含

kg-hm-2,其中尿素195 kg-hm-2、重过磷酸钙135 kg・hm-2、钾月巴 195 kg・hm-2,N：P：K=2：1.1：1.7,氮月巴

施用比例为基肥:返青分簾肥:穗肥=4：3：3,磷肥

量 33.5 mg-kg-1,速效钾含量 122.6 mg-kg-1，有机 质含量38.9 g-kg-1，土壤pH值6.5,前茬为水稻,

100%基施,钾肥施用比例为基肥:穗肥=6：4o氮空白区(N0)：整个生育期不施用氮肥,磷

秋翻，井灌区,供试区域2015年逸10益有效积

温2 593益，无霜期144 do肥和钾肥施用量、施用时期和施用方法均和常规 施相。处理1(J1)：减常规尿素施用量10%,即减尿

1.2 试验材料供试品种:垦鉴稻6号，主茎叶片数12片叶,

生育日数130 d左右，需有效活动积温2 380益

素量19.5 kg-hm-2，全生育期尿素施用量为175.5

~2 400益，分簾力较强，综合性状表现良好。供试肥料:常规肥料为磷酸二钱(N 18%、孕2。5

kg-hm-2,磷肥和钾肥施用量和常规施肥量相同,

整个生育期施肥总量505.5 kg・hm-2,整个生育期

46%),重过磷酸钙(43% P2O5)、尿素(46% )、硫酸

钾(K2O 50%)；有机肥料为嘉有生命源黄腐酸生 物有机肥(黄腐酸逸12%、有机质逸40%、巨大芽

增施黄腐酸有机肥300 kg - hm-2，黄腐酸有机肥施 用比例为基肥麋肥=7：3。三大肥施用时期、施用比

例、施用方式均和常规施肥相同。处理2(J2):减常规尿素施用量15%,即减尿

抱杆菌+胶冻样类芽抱杆菌逸0.5亿・g-1)，固体颗

粒，占东泉林嘉有肥料有限责任公司生产。素量29.25 kg-hm-2,全生育期尿素施用量为

1.3试验方法试验采用随机区组设计,以当地常规施肥量

165.75 kg・hm-2,磷肥和钾肥施用量和常规施肥量

相同,整个生育期施肥总量495.75 kg・hm-2,肥料

和施肥方式为对照,选择黄腐酸有机肥和不同减 氮量配施做处理。试验共设5个处理，各处理有机

施用时期、施用比例及施用方式同处理1o处理3(J3)：减常规尿素施用量20%,即减尿

表1不同减氮处理施肥量情况尿素总量处理(%)CKN0穗..(kg-hm-2)78(kg-hm-2)(kg-hm-2)(kg-hm-2)1950010152058.5052.6558.5070.2052.650175.5J1J2J366.362.449.72546.849.72546.8165.75156146.25136.5J4J5253058.554.643.87540.9543.87540.95-14-胡法龙等减氮配施有机肥对寒地水稻氮肥利用率和产量效益的影响素量39 kg-hm-2,全生育期尿素施用量为156

研究报告量-不施氮空白区处理水稻产量）/施氮量；氮肥偏生产力（kg - kg-1）越施氮区稻谷产量/施

kg-hm-2,磷肥和钾肥施用量和常规施肥量相同,

整个生育期施肥总量486 kg-hm-2,肥料施用时

氮量°期、施用比例及施用方式同处理1°1.4.2产量及产量构成水稻收获前，每小区选 取长势均匀的3点,每点连续选择10株,数出单 株的茎数,并据此测算平均穗数，每点取出平均茎 数的2穴风干后考种°考种项目:每穗粒数、结实

处理4（J4）:减常规尿素施用量25%,即减尿

素量48.75 kg - hm-2,全生育期尿素施用量为

146.25 kg-hm-2,磷肥和钾肥施用量和常规施肥量

相同,整个生育期施肥总量476.25 kg・hm-2,肥料

率、千粒重°同时每样点割取2 m2脱谷，自然风 干,作为实测产量°施用时期、施用比例及施用方式同处理1°处理5（J5）：减常规尿素施用量30%,即减尿 素量58.5 kg-hm-2，全生育期尿素施用量为136.5

1.5数据处理采用Excel 2007和DPS分析软件处理数据°kg-hm-2,磷肥和钾肥施用量和常规施肥量相同,

整个生育期施肥总量466.5 kg・hm-2,肥料施用时

2结果与分析2.1减氮配施有机肥对水稻吸氮总积累量的影

响从图1可见，在抽穗期和成熟期，各处理的氮 素积累量均随着施氮量的减少而降低，并且J1、J2 的氮素积累量均高于对照，其中J1的氮素积累量 与对照间的差异达到了极显著水平,较对照分别

期、施用比例及施用方式同处理1°1.4测定项目及方法1.4.1植株氮素的测定分别于抽穗期、成熟期 五点法取样,样品各处理植株叶、茎鞘、穗各部分 分开，置于105益烘箱中杀青30 min, 85益烘干

至恒重,降至室温分别称其干重,并将样品粉碎过

滤,采用凯氏定氮法测定水稻氮素含量。据此求出 氮素积累总量、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用

提高了 9.1%、11.2%, J4、J5的氮素积累量极显著

率、氮肥偏生产力，计算公式如下：低于对照°说明氮肥在减量10%情况下配施有机

肥,水稻氮素积累量显著高于对照,但氮肥减量超

氮肥吸收利用率（％）越（施氮区地上部吸氮 量-不施氮空白区地上部吸氮量）/施氮量x100%；氮肥农学利用率（kg・kg-1）=（施氮区水稻产

过10%时水稻植株氮素积累量随着氮素减量幅 度呈降低趋势。006

■抽穗期氮积累量

(-电

1)*

0.20*孕密

08«*農

4

O

TJ3

TJ5

图1减氮配施有机肥对水稻抽穗期和成熟期氮素积累量的影响2.2减氮配施有机肥对水稻氮肥利用率的影响由表2可知,各处理随着施氮量的增加氮肥 吸收利用率逐渐增大，以处理J1的氮肥吸收利用

的大小表现为J5>J4>J3>J2>J1>CK,各处理的偏 生产力均高于对照,除了处理J1的偏生产力与对

照差异不显著外，其他处理与对照间的差异均达 到了显著水平°说明在适宜的施用有机肥300

率最高，其次是处理J2, J1、J2氮素吸收利用率 达到47.18% ,42.30%,显著高于对照；各处理氮月巴

kg-hm-2基础上，适当降低氮肥用量显著提高了氮

肥利用率，而有机肥的施入显著提高氮肥的农学 利用率和偏生产力°农学利用率在55.12%~57.82%之间变化，且与对 照间的差异均达到了显著水平;各处理偏生产力

-15 -研究报告胡法龙等减氮配施有机肥对寒地水稻氮肥利用率和产量效益的影响表2减氮配施有机肥对水稻氮肥利用率的影响处理N0CK(%)(kg-kg-1)-45.82±1.81 cB56.97±2.58 abA(kg-kg-1)--33.99±2.89 cdBC102.61±5.77 cA120.07±2.89 bcA123.84±6.77 bAJ147.18±5.75 aA42.30±3.35 abABJ2J357.03±3.85 abA39.45±4.25 bcAB28.12±4.87 dCD57.82±4.02 aA57.20±4.14 abA128.81±7.77 abAJ4J5133.24±11.55 aA136.25±17.32 aA20.31±2.83 eD55.12±3.75 bA2.3减氮配施有机肥对水稻产量及产量构成因 素的影响从表3可见，各处理的单位面积有效穗数均

各处理产量表现为J1>J2>J3>CK>J4>J5,其

中处理J1、J2的产量均高于对照,处理J1、J2的产 量分别达9.69 t・hm-2、9.44 fhm-2，较对照分别提

低于对照,除了处理J1的单位面积穗数与对照差 高了 5.3%、2.6%,处理J3、J4的产量与对照差异

异不显著外袁其他处理与对照差异均达到了显著

均未达到显著水平,处理J5极显著低于对照。说 明氮肥施用量过低,不利于水稻发生分簾,导致单

7K平,各处理穗数大小表现为CK>J1>J2>J3>J4>

J5；各处理每穗粒数多少为CK>J1>J2>J3>J4>J5,

除了 J1,其他处理均显著低于对照;各处理的结 实率均高于对照，其中处理J3、J4、J5与对照差异 达到了显著水平;各处理的千粒重均高于对照,但 各处理与对照间的差异均未达到显著水平。位面积穗数显著降低，而适当减少氮肥施用量，并 配合施用有机肥,不仅可改良土壤减少化肥污染, 而且能够保证足够单位面积穗数，并有效提高结 实率和千粒重,从而达到减氮不减产的目的。表3各处理对水稻产量及其构成因素的影响处理CK穗「-:(%)(t-hm-2)(个・m-2)（粒•穗T）85.80±6.60 aA(g)(fhm-2)9.80±0.0.62 abcABC10.60±0.75 aA10.30±0.81 aAB10.00±0.65 abABC521.58±8.76 aA509.54±14.16 abAB499.47±9.48 bABC90.59±7.84 bB91.55±6.49 abAB26.16±2.03 aA9.20±0.84 bcBC9.69±1.38 aAJ184.24±7.06 abAB26.29±1.38 aA26.31±2.21 aA26.36±1.41 aA26.41±3.21 aA26.39±2.35 aAJ2J382.82±6.28 bcBC81.81±6.26 cC79.26±7.42 dD78.49±7.33 dD91.88±7.65 abAB92.22±6.25 aAB9.44±1.03 abAB9.35±0.73 bcABC8.96±0.84 cCD8.56±0.35 dD491.17±12.09 bcBCJ4J5479.56±8.21 cdCD92.67±8.164 aA92.88±9.17 aA9.30±0.54 bcBC9.00±0.55 cC467.29±11.41 dD2.4减氮配施有机肥产量效益分析嘉有生命源黄腐酸生物有机肥按照市场价

3.1 减氮配施有机肥对水稻氮肥利用率的影响在水稻栽培过程中，合理施肥显得尤为重要袁

4 000元-t-1,施入有机肥投入成本为1 200元- 有研究表明袁氮肥当季利用率较低，仅为20%~

hm-2，尿素按市场价1 800元• t-1,水稻按市场价

2.9元-kg-1计算,各处理较对照增加的纯效益分

别为 256.1,-451.3,-694&-1 808.2,-2 950.7 元-

35%［12］,有机肥配合化肥不仅可以减少化肥的投

入,还能够促进营养器官中氮素的转运,提高了氮

肥利用率。李世清［13］等表明,施用有机肥能够促进 氮素的微生物固定，促进氮肥利用率加大;也有大 量的研究表明氮肥用量和运筹对氮素利用率起着

hm-2o从结果可知，较常规施肥而言,在减氮10%、 15%、20%时产量较对照分别提高0.49、0.24、0.15

t・hm-2,但在减氮10%情况下稻谷产出效益最大

且为正值，较对照多增256.1元・hm-2（表4）o重要作用，随着氮肥用量和氮素基肥用量的降低,

氮肥农学效率、吸收利用率和偏生产力呈升高趋 势咱14-18］。本试验研究表明,在减氮10%、15%基础 上,配施有机肥,显著提高了氮素吸收利用率、氮3结论与讨论-16-胡法龙等减氮配施有机肥对寒地水稻氮肥利用率和产量效益的影响表4各处理较常规施肥产出效益分析机..研究报告处理CK （元-hm\"2）-35.1（film-2）---:（土元\"hm-2） -:（土元-hm-2）-（元* hm-2）-（元-f）-J11 2001 2001 2001 2001 2000.492 9002 9002 9002 9002 9001 421256.1J2J352.770.20.24696435-696-451.3-694.80.15-0.24-0.64J4J587.8-1 808.2105.3-1856-2 950.7肥农学利用率，其中氮素吸收利用率高达 Research,2006,96:37-47.[6] 张福镇，王慧清,张卫峰，等.中国主要粮食作物肥料

47.18%,这与前人研究结果一致°在减氮的情况

下,有机肥与化肥配施能够提高氮肥利用率,有机 肥富含微生物，不仅能活化土壤中难以被水稻直 接利用的氮素，还将一部分氮素储藏于体内，在氮

利用率现状与提高途径[J] .土壤学报,2008,45(5)： 915-924.[7] 凌启鸿，张洪程,戴其根，等.水稻精确定量施氮研究

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流失特征[J].生态环境学报,2010,19(7):1 622 -

在稻田内的循环时间，提高了利用率°3.2减氮配施有机肥对水稻产量效益的影响王道中[19]等研究证实减氮10%~30%，并不会

1 627.

[9] 刘红江，郭智，那建初，等.不同裁培技术对水稻产量

造成水稻减产°赵铁铮、顾慧芬、蒋刚[20-22暂等人认

及径流NPK流失的影响[J].农业环境科学学报, 2015,34(9):1 790-1 796.为增施有机肥可以促进水稻分簾，增加穗粒数和

有效穗数。也有大量研究表明[23,24],有机肥配施化 肥使水稻增产，提高单位面积总穗数和穗粒数，在 减氮的同时配合有机肥的施用，能提高作物产量°

[10] Ribaudo M 0, Heimlich R.Classen R.et al.Least -

costmanagement of nonpoint source pollution : source reduction versus interception strategies for controlling nitrogen loss in the Mis -sissippi Basin [J].Ecological Economics,2001,37(2):183-197.与本试验研究结果一致，其中减氮10%、15%、

20%的产量要高于对照,产量达9.69 t・hm-2、9.44 t・hm-2、9.35 t・hm-2,但是减氮10%配施有机肥，不

仅能够保证足够单位面积穗数，并有效提高结实

[11] Hansen B,Kristensen E S, Grant R,et al.Nitrogen

leachingfrom conventional versus organic farming systems :A systems modeling approach [J].

率和千粒重，较对照增加的纯效益达到最大，为 European Joumal of Agronomy,2000,13(1):65-82.[12] 朱兆良,范晓晖,孙永红,等.太湖地区水稻土上稻季

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较适宜在苏家屯地区种植与推广。2018年沈阳市 苏家屯区水稻病虫害一般，气温较高,降水量较

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