不同灌溉条件下氮肥对水稻产量的影响

摘要 以两优培九（籼稻）为材料，种植于土培池，设置常规灌溉（A）、轻干湿交替灌溉（B）和重干湿交替灌溉（C）3种灌溉方式及不施氮肥（0N，0 kg/hm2），中氮（MN，240 kg/hm2）和高氮（HN，360 kg/hm2）3种氮水平，观察不同灌溉方式下，氮肥对水稻产量的影响。结果表明：灌溉方式与施氮量存在明显的互作效应。产量以B+HN处理组合的最高，但与B+MN处理组合的产量差异不显著。

关键词 水稻；干湿交替灌溉；施氮量；产量

中图分类号 S511；S143.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）02-0012-01

水稻是我国主要的粮食作物，同时也是农业用水的第一大户，约有70%的农业用水用于水稻灌溉[1]。目前，我国水稻生产仍采用以淹水种植为主的灌溉体系，水利用效率低，浪费严重。我国人多地少，水资源十分短缺，水稻缺水或季节性干旱严重威胁水稻生产。为解决水资源短缺的问题，探讨水稻节水灌溉技术。其中，干湿交替灌溉被认为是一种行之有效的节水新技术[2]。

施氮是水稻生长和产量形成的最重要调控手段之一[3-4]。目前，全国的水稻单产水平已超过6 t/hm2，高出世界平均水平的65%。但另一方面，随着水稻产量水平的提高，化肥特别是氮肥的施用量不断增加。据统计，我国稻田单季氮肥用量平均为180 kg/hm2，比世界平均用量高75%左右[5]。目前，我国部分高产稻田的施氮量为270～300 kg/hm2，有的甚至高达450 kg/hm2。过高的氮肥投入不仅使氮肥利用率低，而且还造成一系列不良的环境反应。

为了节约淡水资源、降低氮肥用量、减轻对环境的压力，节水灌溉技术和优化氮肥运筹越来越引起人们的重视。但以往的研究多为单因子分析（主要水或氮肥），针对水、氮双因子对水稻产量影响的研究较少，结论尚不一致。为此，该试验通过控制土壤落干程度，观察不同水分状况下，氮肥对水稻产量的影响及其生理基础，旨在为生产上水稻合理施肥和节水灌溉提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2012年在江苏红旗农场农场进行，水稻种植于土培池。土培池由水泥制成并填满土，池长8 m、宽2 m，共18个池；土壤质地为砂壤土。

1.2 试验材料

供试品种：两优培九（籼稻）。

1.3 试验设计

返青活棵后设3种灌溉方式处理，分别为处理A：常规灌溉，除中期搁田外，全生育期保持浅水层，收获前1周断水；处理B：轻干湿交替灌溉，10 d后当土壤水势为-15 kPa时，灌水1～2 cm；处理C：重干湿交替灌溉，在移栽后的10 d内田间保持浅水层，10 d后当土壤水势为-30 kPa时，灌水1～2 cm。下雨时，大棚覆盖塑料薄膜挡雨。每种灌溉方式下设3种氮素（尿素）处理，分别为0N：不施氮肥；MN：240 kg/hm2，中氮；HN：360 kg/hm2，高氮。施氮比例为：基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶2∶4。株行距13 cm × 20 cm，每穴1苗。重复3次，随机排列，小区面积12 m2。

1.4 测产考种

成熟期每小区调查35穴植株的穗数，计算单穴平均穗数，根据调查的平均穗数，取代表性植株5穴，根据单穴平均穗数计算单位面积穗数，测定每穗颖花数，用水漂法区分饱粒（沉入水底者）和空瘪粒，计算饱粒结实率和饱粒千粒重。成熟期每小区取样2 m2，根据产量构成因素计算实产。该试验数据用SAS软件进行统计分析。

2 结果与分析

由表1可知，在相同灌溉条件下，增施氮肥后产量较不施氮处理均有不同程度的增加，施氮增产效应因灌溉方式和施氮量的不同而异。在常规灌溉条件下，MN和HN较不施氮产量分别提高了59.7%、38.6%，氮肥水平过高产量反而会降低。在轻干湿交替灌溉条件下，随着施氮量的增加，产量较不施氮处理显著增加，增加幅度分别为63.2%、64.6%，HN处理较MN处理产量增加幅度仅0.9%。在重干湿交替灌溉条件下，与不施氮相比，MN和HN增产幅度分别为59.3%、101.6%。同常规灌溉相同施氮水平相比，轻干湿交替灌溉显著增加产量；重干湿交替灌溉条件下，0N、MN处理产量显著降低，HN处理显著增加了产量。同时可以发现，氮肥对产量的影响与不同灌溉方式关系密切。在轻干湿交替灌溉条件下0N、MN和HN产量增加；重干湿交替灌溉条件下，0N和MN处理产量显著降低，HN处理产量显著增加。表明轻干湿交替灌溉能促进产量的形成，重干湿交替灌溉条件下，适量增施氮肥，“以肥补水”效果明显，能缓解干旱对水稻产量的影响。

从产量构成因素分析，在相同灌溉方式下，随氮肥施用量的增加，单位面积穗数逐渐增加，施氮处理和不施氮处理相比较，穗数的增加之得弥补了结实率和千粒重的减少之失，因而表现出增产。在相同施氮量下，轻干湿交替灌溉增产的原因主要在于结实率或千粒重的增加；重干湿交替灌溉较对照则降低了结实率和千粒重，因而表现为严重减产。方差分析，结果表明，灌溉方式和氮肥施用量存在明显的互作效应。

3 结论与讨论

该研究探讨了干湿交替灌溉条件下氮肥对产量的响应。结果表明，在轻干湿交替灌溉条件下，中氮或高氮处理以肥调水效果明显，均能显著提高水稻产量，但在重干湿交替灌溉条件下，中氮处理后以肥补水效果不明显，水稻产量显著降低，高氮处理可以减轻因水分不足而对产量造成的不利影响。不同灌溉方式和氮肥之间存在明显的互作效应。对于干湿交替灌溉条件下氮肥对水稻产量形成的机理，目前尚不清楚。

4 参考文献

[1] 黄义德，张自立，魏凤珍，等.水稻覆膜旱作的生态生理效应[J].应用生态学报，1999，10（3）：305-308.

[2] TOUNG T P，BOUMAN B A M，MORTIMER M.More rice，less water-integrated approaches for increasing water productivity in irrigated rice-based systems in Asia[J].Plant Production Science，2005（8）：231-241.

[3] 凌启鸿.水稻精确定量栽培理论与技术[M].北京：中国农业出版社，2007：76-91.

[4] KOUTRORBAS S D，NTANOS D A.Genotypic differences for grain yield and nitrogen utilization in indicia and japonica rice under Mediterranean conditions[J].Field Crops Research，2003（83）：251-260.

[5] FAO.Statistical databases，Food and Agriculture Organization（FAO）of the United Nations[R].2004.