在水稻生产中，科学的肥料施用是提高产量与改善品质的关键农艺措施[1]。化肥施用对粮食增产具有积极意义，但过量投入可能存在利用率降低等问题[2]。缓控释肥料的核心优势在于养分释放速率可控、持效时间长，释放曲线能够与作物需肥规律吻合，实现养分供需的动态平衡[3-4]。田文涛等[5]研究表明，施用缓释肥能提高水稻的分蘖成穗率，增加有效穗数和每穗粒数，提高水稻后期各部位的养分吸收和肥料利用率，付正豪等[6]研究表明，施用控释肥能够获得更高的茎蘖数和叶面积指数，从而形成高产群体结构。此外，相关学者针对缓控释肥施用技术展开了大量研究，张敬昇等[7]研究表明，40%缓控释氮肥与60%尿素掺混一次性基施，可有效增加作物中后期土壤氮素供应能力，增产效果明显。王海月等[8]研究表明，缓释氮肥与常规氮肥配施比例为7∶3一次性施用时，水稻产量和氮肥表观利用率均最高。实际生产中，不同地区和水稻品种的适宜缓控释肥与氮肥比例存在差异。为此，本试验以水稻品种莹香1号为材料，设置缓控释肥与速效氮肥配比，探究其对水稻产量构建及氮肥吸收利用的影响，为优化缓控释肥施用技术提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验在光明农发长江基地105队进行，土壤类型为砂壤土，前茬种植油菜，土壤pH 7.7，有机质含量27.35 g/kg，碱解氮含量87.5 mg/kg，有效磷含量28.3 mg/kg，速效钾含量206.5 mg/kg。
1.2 供试材料
供试水稻品种为莹香1号。供试肥料：磷肥为过磷酸钙（P2O5 14%）、钾肥为氯化钾（K2O 60%）、速效氮肥为尿素（N 46%），购自当地农资市场；48%缓控释肥（N∶P∶K为26∶11∶11；稳定性肥料，内含硝化抑制剂）由上海碧晶肥料科技有限公司生产。
1.3 试验设计
采用随机区组试验设计，设置5种氮素运筹方式，分别为A，无氮区；B，常规施肥；C，100%缓控释氮肥；D，80%缓控释氮肥+20%速效氮肥；E，50%缓控释氮肥+50%速效氮肥。处理B～E的氮、磷、钾肥施用量（纯养分）为N 270 kg/hm2、P2O5 135 kg/hm2、K2O 135 kg/hm2，处理A仅施磷、钾肥，施用量（纯养分）为P2O5 135 kg/hm2、K2O 135 kg/hm2。所有肥料均作基肥一次性施用。试验小区面积为100 m2，每小区间单独进排水，田埂用塑料薄膜隔离。其他田间管理措施保持一致。
1.4 测定内容与方法
1.4.1 茎蘖动态
各小区于播种后20 d选定3个长势均匀且有代表性的观察点，每个观察点定点2行，每行1 m，每7 d调查1次茎蘖数直至分蘖停滞，在灌浆期调查有效穗数。
1.4.2 农艺性状
成熟期在各小区选取3个调查点，每点调查连续2行，每行1 m，测定株高、穗长，以及剑叶、倒2叶、倒3叶的长和宽。
1.4.3 产量及其构成因素
成熟期在各小区选取3个调查点，每点调查连续5行，每行2 m，调查有效穗数。各小区取有代表性的植株连续20株，调查穗粒数、结实率和千粒重；各小区单独收割计产量。
1.4.4 干物质积累
分别于拔节期、抽穗期和成熟期在各处理取代表性植株10株，测定全株干物质和植株各部分氮含量。
1.4.5 氮素吸收利用率
氮素农学利用率（kg/kg）=（施氮区籽粒产量－不施氮区籽粒产量）/施氮量
氮素生理利用率（kg/kg）=（施氮区籽粒产量－不施氮区籽粒产量）/（施氮区水稻吸氮量－不施氮区水稻吸氮量）
氮肥回收利用率=（施氮区水稻吸氮量－不施氮区水稻吸氮量）/施氮量×100%
氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区籽粒产量/施氮量
氮素籽粒生产效率（kg/kg）=稻谷产量/氮素积累总量
1.5 数据处理
试验数据利用Excel软件进行计算处理，采用SPSS软件进行数据的统计学分析，结果采用LSD法进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 对水稻成穗率的影响
由表1可知，与CK相比，施用氮肥能促进水稻分蘖。分蘖盛期，处理B～E的水稻分蘖数较CK提升60.6%～73.7%；成熟期，处理B～E的水稻分蘖数较CK提升33.2%～43.2%。在施氮量相同的情况下，分蘖盛期的分蘖数以处理C最高，为747.68万穗/hm2。单株成穗数以处理E最高，为2.97穗。由此可见，在本试验条件下，处理E的水稻群体分蘖发生更为平稳，最终有效穗数和成穗率（57.99%）较高。
表1 缓控释肥配比对水稻成穗的影响 |
| 处理 | 基本苗数/（万株/hm2） | 分蘖数/（万穗/hm2） | 单株穗数/穗 | 成穗率/% | |
|---|---|---|---|---|---|
| 分蘖盛期 | 成熟期 | ||||
| A（CK） | 135.00 | 430.52 c | 280.05 d | 2.07 d | 65.05 a |
| B | 135.00 | 708.44 b | 394.95 a | 2.93 a | 55.75 b |
| C | 135.00 | 747.68 a | 372.90 c | 2.76 c | 49.87 c |
| D | 135.00 | 738.57 a | 387.90 b | 2.87 b | 52.52 bc |
| E | 135.00 | 691.39 b | 400.95 a | 2.97 a | 57.99 b |
|
2.2 对水稻农艺性状的影响
由表2可知，与CK相比，处理B～E的水稻株高提升12.5%～17.3%，穗长提升1.4%～6.0%，剑叶叶长、叶宽分别提升29.2%～39.8%、3.5%～12.4%，倒2叶叶长、叶宽分别提升18.1%～44.5%、11.3%～14.8%，倒3叶叶长、叶宽分别提升21.3%～26.3%、9.4%～12.8%。在施氮量相同的情况下，株高、穗长均表现为处理E>处理B>处理D>处理C，剑叶的长、宽均表现为处理E最大，处理B次之，处理C最小。由此可知，在本试验条件下，处理E的水稻上3叶形态较为合理，其农艺性状更加有利于创造高产。
表2 缓控释肥配比对水稻农艺性状的影响 |
| 处理 | 株高 | 穗长 | 剑叶 | 倒2叶 | 倒3叶 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 长 | 宽 | 长 | 宽 | 长 | 宽 | |||
| A（CK） | 82.92 | 15.26 | 19.59 | 1.13 | 25.26 | 1.15 | 27.33 | 1.17 |
| B | 96.88 | 16.11 | 27.27 | 1.25 | 36.49 | 1.31 | 33.25 | 1.29 |
| C | 93.25 | 15.47 | 25.32 | 1.17 | 29.84 | 1.28 | 33.16 | 1.32 |
| D | 96.59 | 15.99 | 27.15 | 1.22 | 31.73 | 1.29 | 33.27 | 1.30 |
| E | 97.28 | 16.17 | 27.38 | 1.27 | 36.27 | 1.32 | 34.53 | 1.28 |
2.3 对水稻产量及其构成因素的影响
由表3可知，与CK相比，处理B～E的水稻产量提升31.4%～52.2%。在施氮量相同的条件下，处理E的产量最高，为10 453.58 kg/hm2，较处理B增产2.2%，处理间差异无统计学意义（P>0.05）。从产量构成因素分析，处理E的有效穗数、每穗总粒数均最高，分别为400.95万穗/hm2、121.57粒；各处理结实率在91.26%～95.36%，以CK最高；处理B～E的千粒重在23.5～23.6 g，处理间差异无统计学意义（P>0.05）。
表3 缓控释肥配比对水稻产量及其构成因素的影响 |
| 处理 | 有效穗数/（万穗/hm2） | 每穗总粒数/粒 | 结实率/% | 千粒重/g | 产量/（kg/hm2） |
|---|---|---|---|---|---|
| A（CK） | 280.05 e | 102.68 d | 95.36 a | 25.0 a | 6 866.29 d |
| B | 394.95 ab | 120.39 a | 91.54 c | 23.5 b | 10 228.48 a |
| C | 372.90 c | 108.78 c | 94.25 a | 23.6 b | 9 022.66 c |
| D | 387.90 b | 113.39 b | 93.25 b | 23.6 b | 9 679.55 b |
| E | 400.95 a | 121.57 a | 91.26 c | 23.5 b | 10 453.58 a |
2.4 对水稻干物质积累的影响
由表4可知，与CK相比，B～E处理的水稻播种至拔节、拔节至抽穗和抽穗至成熟的干物质积累量分别提高了47.0%～81.6%、17.4%～25.0%和9.2%～33.8%。在施氮量相同的情况下，播种至拔节阶段以处理C的干物质积累量最高，为7 411.47 kg/hm2，较处理B、D、E分别提高17.6%、8.3%、23.5%（P<0.05）；拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段的干物质积累量均以处理E最高，分别为6 738.09、8 543.20 kg/hm2；从积累比例分析，处理C在播种至拔节和拔节至抽穗阶段积累比例最高，分别为30.66%和32.99%，处理E在抽穗至成熟阶段积累比例最高，为41.41%。各处理收获比例在43.58%～50.67%，以处理E最高。
表4 缓控释肥配比对水稻物质积累的影响 |
| 处理 | 播种至拔节 | 拔节至抽穗 | 抽穗至成熟 | 收获 指数/% | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 积累量/（kg/hm2） | 积累比例/% | 积累量/（kg/hm2） | 积累比例/% | 积累量/（kg/hm2） | 积累比例/% | ||
| A（CK） | 4 080.70 e | 25.27 d | 5 390.44 c | 34.21 a | 6 384.45 c | 40.52 a | 43.58 c |
| B | 6 301.11 c | 26.61 c | 6 680.93 a | 32.42 b | 8 440.42 a | 40.96 a | 49.64 a |
| C | 7 411.47 a | 30.66 a | 6 327.55 b | 32.99 b | 6 971.81 b | 36.35 b | 47.04 b |
| D | 6 846.51 b | 28.03 b | 6 422.53 b | 31.56 c | 8 225.19 a | 40.41 a | 47.56 b |
| E | 5 999.41 d | 25.93 d | 6 738.09 a | 32.66 b | 8 543.20 a | 41.41 a | 50.67 a |
2.5 对水稻氮素吸收利用的影响
由表5可知，水稻氮素吸收利用各指标均表现为处理E>处理B>处理D>处理C。处理E的氮素回收利用率、氮素农学利用率分别为41.85%和13.29 kg/kg，与其他处理差异具有统计学意义（P<0.05）。处理E的氮素生理利用率、氮肥偏生产力和氮素籽粒生产效率分别为29.16%、38.72 kg/kg、50.26 kg/kg，与B处理均无统计学意义（P>0.05）。
表5 缓控释肥配比对水稻氮素吸收利用的影响 |
| 处理 | 氮肥回收利用率/% | 氮素农学利用率/（kg/kg） | 氮素生理利用率/（kg/kg） | 氮肥偏生产力/（kg/kg） | 氮素籽粒生产效率/（kg/kg） |
|---|---|---|---|---|---|
| B | 40.37 b | 12.45 b | 28.25 a | 37.88 a | 50.14 a |
| C | 34.44 d | 7.99 d | 20.94 c | 33.42 c | 47.99 b |
| D | 37.78 c | 10.42 c | 25.12 b | 35.85 b | 49.13 a |
| E | 41.85 a | 13.29 a | 29.16 a | 38.72 a | 50.26 a |
3 结论与讨论
缓控释肥与速效肥配施是水稻高产高效的一种肥料运筹方式[9]。本试验表明，在施氮量270 kg/hm2水平下，50%缓控释氮肥+50%速效氮肥处理的水稻产量最高，为10 453.58 kg/hm2，较常规施肥增产2.2%。从成穗率、农艺性状及干物质积累等因素分析，处理C以100%缓释肥基肥一次性投入，前期氮素供应量充足，水稻分蘖发生快，分蘖盛期群体大，拔节前所积累的干物质量较多，但水稻中后期氮素供应不足，分蘖消亡多，上3叶叶片长宽降低，生育后期的干物质积累量减少，不利于形成高产。与常规施肥相比，采用50%缓释肥+50%速效肥配方既保证了前期水稻分蘖生长所需的营养成分，同时在生育中后期，依靠缓释肥和速效肥养分供给，塑造较好的上3叶叶片配置，促进光合物质生产，在抽穗至成熟阶段积累了较多的生物量，为获得高产奠定了基础，这与张凯等[10]的研究结果基本一致。从氮素吸收利用指标分析，50%缓控释氮肥+50%速效氮肥处理的水稻氮素回收利用率、氮素农学利用率、氮素生理利用率、氮肥偏生产力、氮素籽粒生产效率均较高，可见50%缓控释氮肥+50%速效氮肥配方能够满足水稻全生育期生长发育的氮素供应，进而提高氮素吸收利用效率。
综上，在本试验条件下，水稻品种莹香1号采用50%缓控释氮肥+50%速效氮肥施肥配方能够获得更高的产量，氮素吸收利用率最高，能发挥该品种的产量潜能。