全量秸秆还田条件下播种量和施氮量对直播稻生长及氮肥利用率的影响

摘要 针对当前全量秸秆还田条件下直播水稻生产群体结构不好、调控措施不明的现状，采用大田裂区试验方法，以施氮量为主因素设置4个施氮水平：不施氮肥（N0）、136.5 kg/hm2（N1）、195.0 kg/hm2（N2）、253.5 kg/hm2（N3），以播种量为副因素设置3个不同播量：75.0 kg/ hm2（S1）、112.5 kg/ hm2（S2）、150.0 kg/ hm2（S3），探讨不同施氮量和播种量组合对直播稻适宜群体构建、产量、氮肥利用及经济效益的影响。结果表明，施氮可以使水稻增产46.3%，且在N2水平下，水稻产量最高；在低施氮量（N0、N1、N2）条件下，S3播种量水稻产量最高，在高施氮量（N3）条件下，S2播种量水稻产量最高，N2S3组合水稻产量最高，达8 832.41 kg/ hm2。施氮及提高播种量，水稻氮素吸收量均有提升趋势；随着施氮量的增加，直播稻氮素利用效率均呈降低趋势，REN、AEN和PFPN最高的处理分别为N2S3、N1S2和N1S3，分别达42.45%、20.71 kg/kg和62.18 kg/kg。N2S2组合水稻经济效益最高，为12 451.7元/hm2。综合分析产量、经济效益及资源利用的因素，施氮195.0 kg/hm2、播种量为112.5 kg/ hm2（N2S2）时，是实现直播稻高产高效的较优组合。

关键词 施氮量；播种量；直播稻；产量；氮素效率；经济效益

中图分类号 S 511  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）16-0143-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.16.035

Effects of Sowing Rate and Nitrogen Application Rate on the Growth and Nitrogen Utilization Efficiency of Direct Seeding Rice Under the Condition of Full Straw Returning to the Field

PAN  Jin-yong1，SUN Yi-xiang2

（1.Huoqiu County Plantation Development Center，Huoqiu， Anhui  237400;2.Institute of Soil and Fertilizer， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei，Anhui  230031）

Abstract In view of the problems of irrational nitrogen fertilizer application and difficult to determine the optimal seeding rate in the production of direct seeding rice under the current condition of full straw returning to the field， the method of field split plot test was adopted， and four nitrogen application levels were set with nitrogen application rate as the main factor：without nitrogen fertilizer （N0）， 136.5 kg/hm2 （N1）， 195.0 kg/hm2 （N2）， 253.5 kg/hm2 （N3）， three different seeding rates were set with the seeding rate as the side factor： 75.0 kg/hm2 （S1）， 112.5 kg/hm2 （S2）， 150.0 kg/hm2 （S3）. The effects of different nitrogen fertilizer rates and seeding rate combinations on the growth， nitrogen fertilizer utilization and economic benefits of direct seeding rice were discussed.The results showed that nitrogen application could increase rice yield by 46.3%， and the rice yield was the highest at the N2 level;under the condition of low nitrogen application rate （N0， N1， N2）， the rice yield of S3 seeding rate was the highest. Under the condition of high nitrogen application rate （N3）， the rice yield of S2 seeding rate was the highest， and the rice yield of N2S3 combination was the highest， reaching 8 832.41 kg/hm2.The nitrogen uptake of rice increased with the increase of nitrogen application and seeding rate;with the increase of nitrogen application rate， the nitrogen use efficiency of direct seeding rice showed a downward trend. The highest treatments of REN， AEN and PFPN were N2S3， N1S2 and N1S3， respectively， reaching 42.45%，20.71 and 62.18 kg/kg.N2S2 combination rice had the highest economic benefit，12 451.7 yuan/hm2. By comprehensively analyzing the factors of yield， economic benefit and resource utilization， this study showed that applying 195.0 kg/hm2 of nitrogen and 112.5 kg/hm2 of seeding （N2S2） was a better combination to achieve high yield and high efficiency of direct seeding rice.

Key words Nitrogen application rate;Seeding amount;Direct seeding rice;Production;Nitrogen efficiency;Economic benefit

作者简介 潘锦勇（1975—），男，安徽霍邱人，高级农艺师，从事土壤、肥料、耕地质量保护与提升和农业新技术推广工作。通信作者，研究员，博士，从事养分管理与新型肥料研发研究。

收稿日期 2023-03-06

直播稻因具有适宜机械化操作、省工省时等优势，近年来种植面积不断扩大［1］。但当前直播稻生产中还存在由于播种量控制不当导致水稻生育前期群体过大，降低了水稻抗倒伏能力，后期产量低以及施肥不合理造成的肥料利用效率低、环境污染严重等问题［2］。

播种量是影响直播稻产量最重要的因素之一［3］。研究表明，播量过低会导致光温资源不能被充分利用，群体有效穗数达不到高产要求，难以实现水稻高产；农户因担心缺苗而通过提高播种量，基本苗普遍过大，从而造成群体量过大，引起田间封闭，通风、透光性差，导致植株生长瘦弱，易诱发病虫草害［4-6］。不同学者对不同种植区、不同品种对直播稻适宜播种量的研究结果差异巨大。李木英等［7］通过田间试验发现，杂交稻直播条件下，播种量为35～45 kg/hm2时，水稻可以实现高产。李宗泽等［8］在宁夏的研究则认为播种量为300 kg/hm2时，水稻的产量较高。袁嫚嫚等［9］研究了直播籼稻和直播粳稻的适宜播种量分别为45、120 kg/hm2。这说明直播稻适宜的播种量还有待进一步探讨。

氮肥是作物产量另一个最重要的限制因子，氮肥用量与水稻分蘖呈显著正相关，适宜水稻分蘖的土壤溶液铵态氮浓度为30～70 mg/L，在此范围内，浓度越高，水稻分蘖能力越强［10］。农户沿袭插秧水稻高氮肥用量促分蘖的习惯，基蘖肥用量大，在基本苗过大的情况下，又因过量施氮导致水稻群体过大，无效分蘖多。施氮可以大幅度增加农作物产量，但氮肥的过量投入会造成作物减产，同时引起环境污染、资源浪费等不良后果［11］。直播稻生产中，前人对氮肥适宜量的研究也做了大量工作。陈军等［12］研究表明，施氮量为180 kg/hm2时，直播稻可实现高产。吴培等［13］研究表明，直播稻的适宜施氮量与播种量之间关系密切，低施氮量情况下水稻产量随着播种量的增加呈先增加后降低的规律，而高施氮量情况下，水稻产量则随着播种量的增加而降低。这说明播种量和施氮量共同影响水稻的产量。

因此，如何通过优化播种量以及氮肥用量来提高直播水稻的生产效率十分必要。笔者通过大田裂区试验，探讨播种量及氮肥用量对直播水稻产量和产量构成以及氮肥利用效率的影响，明确不同施氮量下直播稻的适宜播种量，以期为保障直播稻稳产和实现直播稻绿色提质增效提供理论支撑和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 选择隆两优8612为供试水稻品种，该品种为籼型两系杂交水稻品种，属当地主栽水稻品种。

1.2 试验地概况

试验于2022年6—10月在安徽省六安市霍邱县城西湖乡进行，该区域种植模式为稻-麦轮作。土壤类型为潴育型水稻土，土体无明显障碍层，地势平坦，排灌设施齐全，肥力均匀。耕层土壤基本理化性质：有机质20.47 g/kg，pH 5.60，全氮1.14 g/kg，有效磷12.95 mg/kg，速效钾102.92 mg/kg。

1.3 试验设计 采用裂区设计，主因素设置4个氮水平：不施氮肥（N0）、136.5 kg/hm2（N1）、195 kg/hm2（N2）、253.5 kg/hm2（N3）。副因素设置3个播种密度：75.0 kg/hm2（S1）、112.5 kg/hm2（S2）、150.0 kg/hm2（S3）。共12个处理。于2022年6月1日，小麦收获前，将已催芽的水稻种子均匀播撒，小麦收获后秸秆全量还田并灌水，保持薄水层2 d后排水。水稻出苗后10 d左右施40%氮肥和全部磷钾肥，孕穗期施入60%氮肥。磷肥用量75 kg P2O5/hm2，钾肥用量90 kg K2O/hm2，氮磷钾肥料分别选用市售普通尿素（46% N）、重过磷酸钙（45% P2O5）、氯化钾（60% K2O）。每个处理重复3 次，共有60 个小区，每小区面积为24 m2。主区间修埂隔离，埂上覆膜，防止窜水窜肥，各小区单排单灌。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 水稻产量及其构成因素。

各小区水稻单打单收，人工脱粒，测定实产，并根据实际含水量，全部折算为13.5%含水量作为水稻最终产量。在水稻成熟期，各小区选取1 m2有代表性且长势一致的植株样，实验室常规考种，测定有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重。

1.4.2 植株养分。

收获期，每小区分别采集水稻籽粒、秸秆样品，测定样品氮素含量。植物样品采用H2SO4-H2O2消煮，待测液中氮采用凯氏定氮法测定［14］。

植株地上部分氮素吸收量与养分收获指数采用以下公示计算：

籽粒氮素吸收量（kg/hm2）=籽粒氮素浓度（g/kg）×籽粒产量（kg/hm2）/1 000

秸秆氮素吸收量（kg/hm2）=秸秆氮素浓度（g/kg）×秸秆产量（kg/hm2）/1 000

地上部氮素吸收量（kg/hm2）=籽粒氮素吸收量（kg/hm2）+秸秆氮素吸收量（kg/hm2）

氮素当季回收率（REN，%）=（收获期施氮区地上部氮素积累量-收获期不施氮区地上部氮素积累量）/施氮量×100%

氮素农学利用率（AEN，kg/kg）=（施氮区籽粒产量-不施氮区籽粒产量）/施氮量

氮素偏生产力（PFPN，kg/kg）=施氮区籽粒产量/施氮量