水稻是我国重要的粮食作物之一。在稻田生态系统中，氮素是水稻生产中的主要养分限制因子之一，因此，施用氮肥成为获得高产的重要措施。发展中国家粮食的增产作用有55%以上归功于化肥。目前，中国氮肥用量占全球氮肥用量的36.9%，成为世界第一大消费国，其中24.4%的氮肥用于水稻生产。

 

       自从20世纪90年代以来，随着水稻产量的提高，化肥的施用量也不断提高。目前稻田单季氮肥用量平均为180 kg" hm-2，比世界平均用量高出75%左右；太湖流域稻区有的高产田单季施氮量甚至高达270。300 kg. hm -2。中国水稻生产氮肥施用量高而肥料利用率低是一个普遍存在的问题。施用过量氮肥不仅增加氮肥投入成本和降低氮肥利用率，造成氮肥使用的浪费，而且可导致氮素的大量流失，从而成为农业生态系统中的重要污染源。这个问题已成为世界范围内氮肥使用中普遍存在的现象，正在引起环境工作者和农业决策者的高度关注‘引。研究表明，水稻的当季氮素利用效率平均在30%~35%，低于世界发达国家水平。研制和发展新型增效缓释氮肥是提高氮肥利用率的重要措施之一。本研究拟采用海藻尿素、腐植酸尿素、氨基酸尿素3种新型增效尿素与普通氮肥作对比，研究其不同施氮量下对水稻产量及氮肥肥效的影响，以期为今后新型增效尿素的生产及施用推广提供理论依据。

 

1  材料与方法

 

1.1研究区概况

 

       试验设在浙江省农业科学院海宁杨渡试验基地(120025'01”E，30026704”N)，海拔3~4 m。供试土壤母质为江海沉积物，属于渗育水稻土亚类黄松田土属。该区属中亚热带季风气候，年平均气温16 - 17℃，≥10℃积温4800 -5200℃，年降水量1500-1600 mm，年蒸发量1000~1100 mm，无霜期240~ 250 d，年日照时数1900～2000 h。年太阳辐射量100 - 115 J.cm-2。

 

1.2试验设计与处理

 

       试验设在农业部浙江土壤肥料与环境科学观测实验站内。试验田排水状况良好，耕层质地为粉砂性粘壤土，供试土壤肥力中上等，其土壤基础肥力性状：pH 6.90，有机质14.32 g-kg。1，速效N，P，K分别为113.2，26.8，49.2 mg" kg-。试验设4种尿素，3个施氮水平( 90，180，240 kg'hm-2)，加上对照（无氮处理），共13个处理。本文用U代表普通尿素，用H代表海藻尿素，用F代表腐植酸尿素，用A代表氨基酸尿素，并用低、中、高分别代表施纯氮90，180，240 kg.hm≈。随机区组排列，小区面积20 m2，重复4次。所有处理施过磷酸钙75 kg P．hm2，施氯化钾105 kg K'hm-2。氮肥1/3基施，另2/3在分蘖期追施，磷钾肥全部作基施。单季晚稻（品种为明珠2号）于7月15日移栽，，10月18日收割。水稻成熟后，每小区均单独收割测产，并选取代表性水稻植株5穴，从中随机选择15株进行考种和水稻产量构成要素分析。

 

1.3水稻产量构成要素的测定和氮肥肥效参数的计算

 

       水稻成熟后，每小区单独收割测产，并选取代表性水稻植株5穴，从中随机选择15株进行考种和水稻产量构成要素分析。

 

1.4取样及分析方法

 

       每个试验在试验前和水稻收割后取0 - 20cm混合土样各1个，同时采集每小区水稻籽粒和秸秆样品各1个。土壤全氮，全磷，矿质氮，有效磷(Olsen-P)，有效钾(NH4Ac)，pH、有机质以及植株和籽粒样品的N，P，K均采用《土壤理化分析》中的常规方法测定。

 

1.5统计分析方法

 

       试验数据采用Excel 2003和SPSS13.0进行作图和方差分析，并采用Duncan'S新复极差法(LSR)进行多重比较。

 

2  结果与分析

 

2.1  施用不同新型增效尿素对水稻产量构成要素的影响

 

       从表l可以看出，水稻株高随氮用量的增加而提高，但只有高氮用量海藻尿素和尿素两个处理显著高于CK处理。高氮用量腐植酸尿素处理的有效穗和每穗粒数最高，但所有施氮处理与CK之间均无显著性差异；所有施氮处理的每穗实粒数和结实率均显著高于CK处理，但不同施氮处理之间无显著性差异；所有施氮处理的每穗实粒数和结实率均显著高于CK处理，但不同氮用量和尿素之间无显著性差异；施氮在多数情况下降低千粒重，但与CK之间并无显著性差异。氮肥缺乏时，水稻以主茎成穗为主，吸收的氮素主要用于生殖生长；当氮肥施用过量时，水稻营养生长过旺，增加无效分蘖与空瘪率。这可从高氮处理的结实率在多数情况下低于中氮处理得到验证。

 

2.1  施用不同新型增效尿素对水稻产量的影响施用不同用量的新型增效尿素对水稻有显著的增产作用。尿素对水稻显著的增产作用主要归因于每穗实粒数的显著提高，即结实率的提高（表1）。表2的结果表明，施用普通尿素和海藻尿素时，稻谷和稻草的产量随着氮用量的增加而提高，但施用腐植酸尿素和氨基酸尿素时，中等氮用量处理的稻谷产量最高，说明后者更有利于提高氮素的利用率。施用低、中、高氮用量的平均增产率分别为15.2%，20.7%，10.2%，说明在土壤基础肥力较高的条件下，每hm2施用180kg N时的增产率最高，过量施用氮肥(240 kg N.hm。2)反而比低氮用量(90 kg N'hm-2)的低。高氮用量海藻尿素处理的稻谷和稻草产量最高，比CK处理分别提高了12.7%和30.9%，是所有施用氮肥处理中唯一与CK处理相比达到显著性差异的处理。高氮用量海藻尿素处理最大的增产主要归因于它有最高的有效穗数。

 

       施用不同新型增效尿素对水稻谷草比的影响很小。随氮肥用量的增加不同处理水稻谷草比略有降低，表明过量施用氮肥不利于水稻结实率的提高。

 

       低氮用量时，氨基酸尿素、腐植酸尿素和海藻尿素分别比普通尿素增产1.4%，4.5%和-4.5%；中氮用量时，分别比普通尿素增产4.5%，3.8%，O%；高氮用量时，分别比普通尿素增产-4.7%，-7.0%和2.6%。

 

2.3  不同新型增效尿素对水稻植株N含量和吸收的影响

 

       由表4可以看出，施用新型增效尿素和普通尿素均显著提高了籽粒和秸秆中的N含量。除了个别处理以外，籽粒和秸秆中的N含量均随氮用量的增加而提高，但N含量提高在低氮用量到中氮用量时更为明显。过高的氮肥用量对提高籽粒和秸秆中N含量的作用较小，有时甚至会降低其含量，如施用高氮用量的海藻尿素处理。不同新型增效尿素和普通尿素处理的籽粒中N含量虽有差异，但并不显著，而不同新型增效尿素和普通尿素处理的秸秆中N含量的差异较明显。由于施用新型增效尿素和普通尿素在显著提高籽粒和秸秆产量的同时，也提高了其中的N含量，因此显著提高了地上部对N的吸收。地上部（籽粒和秸秆）对N的吸收量随氮用量的增加而显著提高。

 

       依据不同氮用量平均值计算，被地上部（籽粒+秸秆）所吸收的N总量以下列次序递减：海藻尿素(253.5 kg.hm-2)>腐植酸尿素(242.1kg.hm-2)>普通尿素(236.8 kg" hm。2)>氨基酸尿素(230.8 kg.hm-2)。由此可以看出，与普通尿素相比，施用海藻尿素和腐植酸尿素分别增加地上部N吸收量7.1%和2.2%，而施用氨基酸尿素则减少了地上部N吸收量2.5%。

 

1.5  不同新型增效尿素对水稻氮肥肥效的影响从表4可以看出，施用氮肥可以显著提高N总吸收量（表4）和每100 kg籽粒需氮量，而且二者均随施氮量的增加而呈直线升高。施用氮肥对农学利用率的影响因尿素品种的不同而有差异：氨基酸尿素和腐植酸尿素的农学利用率随施氮量的增加而降低，海藻尿素的农学利用率随施氮量的增加而提高，普通尿素的农学利用率则表现为先增后降的趋势。施用氮肥对氮肥吸收效率的影响，除了普通尿素处理外，其他3种新型增效尿素均为施用中量肥料时的氮肥吸收效率最高。与N总吸收量指标相反，施用氮肥对干物质生产效率、稻谷生产效率、氮素收获指数、养分内部利用效率和氮肥生理利用率的影响，除了海藻尿素在高氮用量获得最高的氮肥生理利用率外，所有4个尿素品种的5项指标随施氮量的增加而降低，说明施氮虽然可以促进水稻对氮素的吸收，但随着施氮量的增加，单位氮素生产稻谷的能力呈下降趋势，这是由于养分过量时，吸收的氮素多积累在秸秆中。

 

1.6水稻稻谷产量与氮肥肥效指标的相关分析水稻稻谷产量与氮肥肥效指标之间的相关分析表明，水稻稻谷产量与所研究的8个氮肥肥效指标之间，有5个指标（每100 kg籽粒需氮量、干物质生产效率、稻谷生产效率、养分内部利用效率和氮素收获指数）具有显著的相关性，其中与每100 kg籽粒需氮量之间的相关性达到极显著水平。

 

3  讨论与结论

 

       为了减少氮素水稻生产中的损失，已研制和开发出很多新型增效尿素，其中最常见的增效尿素有硫包尿素‘9]、鸟苷磷酸化尿素、尿素甲醛、腐植酸尿素等，新近研制和开发的有海藻尿素、氨基酸尿素等。这些新型增效尿素的主要作用机制是缓释和控释。本研究所采用的新型增效尿素中，腐植酸尿素是用腐植酸包裹制成的长效缓释氮肥（含氮38%，腐植酸15%），海藻尿素是利用具有缓控释作用的海藻胶废弃物与尿素制成的缓释氮肥，而氨基酸尿素是利用富含活性多肽和高活性碳源的氨基酸制成的高效氮肥。这些新型增效尿素均能明显地降低肥料氮素的损失，增加水稻产量。

 

       本研究的结果表明，水稻对增施氮肥的反应各异：普通尿素和海藻尿素处理的稻谷产量随氮用量的增加而提高。氨基酸尿素、腐植酸尿素只有在施用中氮用量(180 kg N'hm-2)时才表现出比普通尿素更大的增产作用(3.8%~4.5%)，在低氮用量和高氮用量时，在多数情形下反而减产，但海藻尿素在施用低氮用量和中氮用量时，没有比尿素增产或减产，而施用高氮用量时可比尿素增产2.6%。这可能与新型增效尿素中氮素的释放特征有关。低氮用量时，新型增效尿素中氮素在水稻生长前期的释放较少，不能满足生长对氮素的需要，而在高氮用量时，新型增效尿素中氮素在水稻生长后期的释放较多，造成了营养生长过剩，从而导致较低的谷草比（表2）。这3种新型增效尿素对水稻的增产作用没有明显的差异。

 

       水稻地上部对N的吸收量随氮用量的增加而显著提高，不同氮用量平均值则按下列次序递减：海藻尿素(253.5 kg-hm-2)和腐植酸尿素(242.1kg.hm-2)比普通尿素(236.8 kg.hm-2)高，但氨基酸尿素(230.8 kg.hm。2)比普通尿素低。

 

       施用氮肥对农学利用率的影响因尿素品种的不同而各有不同。随施氮量的增加，干物质生产效率、稻谷生产效率、氮素收获指数、养分内部利用效率和氮肥生理利用率均呈下降趋势，表明单位氮素生产稻谷的能力下降，所施用氮肥的损失也越多。

 

       养分吸收是生产稻谷的物质的基础。从生理角度分析，当某种养分缺乏时，水稻将该养分优先输送到籽粒，促进籽粒的灌浆，而当养分过量时，吸收的养分主要被茎秆截留促进营养生长‘161。为了科学合理地施用氮肥，提高其利用率，目前国内外有很多指标来评价施用氮肥的肥效¨6。191,其中最常用的指标有稻谷生产效率、生理利用率、吸收利用率等。由于每个指标所包含的意义有所不同，因而在不同试验条件和试验目的时的适应性也会有所区别。本研究的相关分析表明，8个氮肥肥效指标中有5个指标（每100 kg籽粒需氮量、干物质生产效率、稻谷生产效率、养分内部利用效率和氮素收获指数）与水稻稻谷产量相关性达到极显著水平，说明可以用它们来准确地评价施用氮肥的肥效。

 

       由本研究的结果可以得出结论：在本试验条件下，氮用量应当控制在180 kg N.hm2左右，当氮用量过量时，会造成稻谷的产量和氮肥利用率的下降。3种新型增效尿素只有在施用中氮用量(180 kg N.hm-2)时才表现出比普通尿素更大的增产作用。与尿素相比，这3种新型增效尿素没有表现出明显增产作用。