Effects of controlled release fertilizer on growth and nutrient utilization efficiency of mid-season rice

LIU Jinping; XIE Yuanyang; LI Rong; DENG Xiaojuan; LIU Hongping

doi:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.17.007

Anhui Agricultural Science Bulletin >

2025 , Vol. 31 >Issue 17: 25 - 28

DOI: https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.17.007

Effects of controlled release fertilizer on growth and nutrient utilization efficiency of mid-season rice

LIU Jinping ¹ ,
XIE Yuanyang ¹ ,
LI Rong ² ,
DENG Xiaojuan ³ ,
LIU Hongping ¹

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¹Jiangxi Chongyi Agricultural Technology Extension Center, Chongyi 341300, China
²Jiangxi Chongyi Hengshui Convenience Service Center, Chongyi 341300, China
³Zhanggong Brigade, Jiangxi Ganzhou Agricultural Comprehensive Administrative Law Enforcement Detachment, Ganzhou 341000, China

Received date: 2025-01-15

Online published: 2025-09-16

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Abstract

To clarify the application of 48% controlled release fertilizer in mid-season rice production, the rice variety Pingliangyouyazhan was used as the material. 5 fertilizer treatments were established in Chongyi County, Ganzhou, Jiangxi Province (T1, nitrogen free zone, calcium, magnesium, phosphorus+potassium chloride; T2, phosphorus free zone, urea+potassium chloride; T3, potassium free zone, urea+calcium, magnesium, and phosphorus; T4, nitrogen phosphorus potassium zone, 48% controlled release fertilizer; T5, blank area). The effects of these treatments on rice growth period, main agronomic traits, yield, and fertilizer use efficiency were investigated. The results showed that the total growth period of rice under different treatments ranged from 129 to 133 days. The application of controlled-release fertilizer was found to accelerate seedling recovery and prolong the tillering and heading stages. In terms of main agronomic traits, plant height varied from 101.9 to 121.2 cm, and the seed setting rate ranged from 66.90% to 74.22%. The use of controlled release fertilizer increased the effective panicle number and seed-setting rate of mid-season rice. Both grain yield and straw yield were the highest in the T4 treatment, reaching 560.28 and 509.81 kg/667 m², respectively. The nitrogen, phosphorus, and potassium use efficiencies were 37.33%, 26.17%, and 52.56%, respectively, with potassium use efficiency being the highest. In conclusion, 48% controlled release fertilizer was beneficial for increasing mid-season rice yield. This study provides a reference for the promotion and application of controlled release fertilizer in agricultural production.

Key words： mid-season rice; controlled release fertilizer; fertilizer utilization rate; reduction and efficiency

Cite this article

LIU Jinping , XIE Yuanyang , LI Rong , DENG Xiaojuan , LIU Hongping . Effects of controlled release fertilizer on growth and nutrient utilization efficiency of mid-season rice[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(17) : 25 -28 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.17.007

新型控释肥料通过包膜等方式减缓了养分释放的速度，生长前期可控制水稻茎秆基部节间伸长，在生长中后期为水稻幼穗分化和生长发育提供了营养保障，实现稳产增效的同时节约成本^[1-2]。袁胜男^[3]研究指出，施用生物炭和乙基纤维素包膜控释肥能较好地改善土壤理化性质；解艳玲等^[4]研究指出，施用控释肥可提高水稻分蘖成穗率，进而提高稻米的粒重和结实率。赵俊滔等^[5]研究指出，缓控释肥和脲铵配施，可提高氮肥利用率，减少化肥损失，提高水稻产量和干物质积累量。为明晰控释肥料在研究区中稻生产中的利用率，本文在测土配方施肥技术成果的基础上，设置中稻控释肥料利用率试验，为实现化肥减量增效提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验地块位于江西赣州崇义县麟潭乡麟潭村（114.106564° E，25.695806° N），地块面积0.1 hm²。试验田肥力中等，pH 5.5，土壤有机质22.2 g/kg、碱解氮84.2 mg/kg、有效磷10.1 mg/kg、速效钾87.7 mg/kg、缓效钾158 mg/kg。前茬作物为水稻。

1.2 试验材料

供试水稻品种为萍两优雅占。供试肥料包括尿素（济南鑫冠化工产品有限公司，含N≥46%）、钙镁磷（济南飞越化工有限公司，含P₂O₅≥12%）、氯化钾（中国农业生产资料集团公司，含K₂O≥60%）。控释肥[山东农大肥业科技股份有限公司，总养分≥48%（N∶P₂O₅∶K₂O为22∶10∶16）]，控释养分为氮，控释养分量≥8%，15 ℃控释养分释放期为6个月；25 ℃控释养分释放期为3个月，初期养分释放率≤5%，7 d累积养分释放率≤20%，28 d累积养分释放率≤50%，释放期累积养分释放率≥80%；60 ℃控释养分释放率达到80%所需的时间为48 h。

1.3 试验设计

试验设5个处理，分别为无氮区（T1）、无磷区（T2）、无钾区（T3）、氮磷钾区（T4）和空白区（T5）。3次重复，共15个小区，随机排列如图1。各小区面积为30 m²，其间设置高30 cm的田埂隔离，并用薄膜包住防止小区间肥水相互渗透，各小区单排单灌，避免串排串灌。小区外设保护行。

图1 田间试验小区排列

T1	T2	T3	T4	T5
T3	T1	T5	T2	T4
T2	T5	T4	T3	T1

参考何跃华等^[6]、高媛媛^[7]的试验方法，结合当地中稻高产田施肥用量，确定试验施肥处理方案，具体见表1。磷肥和48%控释肥作基肥一次性施用，尿素及氯化钾50%作基肥，50%在移栽后10 d作追肥，具体见表2。

表1 田间试验肥料用量单位：（kg/667 m²）

处理	处理内容	施肥方案	N	P₂O₅	K₂O
T1	无氮区	钙镁磷+氯化钾		5.0	8.0
T2	无磷区	尿素+氯化钾	11.0		8.0
T3	无钾区	尿素+钙镁磷	11.0	5.0
T4	氮磷钾区	48%控释肥	11.0	5.0	8.0
T5	空白区	不施肥

表2 田间试验各小区施肥量单位：kg

处理	基肥	追肥
T1	钙镁磷（1.83）+氯化钾（0.30）	氯化钾（0.30）
T2	尿素（0.54）+氯化钾（0.30）	尿素（0.54）+氯化钾（0.30）
T3	尿素（0.54）+钙镁磷（1.83）	尿素（0.54）
T4	48%控释肥（2.25）
T5	不施肥

1.4 试验管理

2024年5月4日采用清水和强氯精1 000倍稀释液浸种消毒4 h后催芽，5月5日播种；5月23日整田，5月31日用薄膜加筑田埂做小区，并按照施肥方案的施肥量撒施基肥后与表土拌匀；6月1日移栽，株行距17.8 cm×20.0 cm，栽插密度1.875万丛/667 m²，每丛1粒谷苗；6月9日追肥，9月15日收获。

各处理除施肥量按试验方案外，其余生产管理完全一致且在同一天完成；除施肥外其他管理与大田生产基本一致。降水期间施撒肥料需特别关注天气，避免因大雨或暴雨导致肥料流失，同时特别关注田间水位，及时排水；整个试验期间，稻飞虱、二化螟、稻纵卷叶螟等虫害轻微发生，纹枯病、稻瘟病未发生，稻曲病等病害轻微发生，未发生其他影响水稻生长发育的自然灾害或外界干扰。

1.5 测定项目及方法

记录播种、移栽、返青、分蘖、孕穗、抽穗、齐穗和成熟等生育期，计算全生育期；从移栽后7 d开始，每隔3 d调查1次分蘖动态，直至抽穗，每个处理调查10 丛，2次重复。每小区定点选取10株，每7 d调查1次叶龄，直到最后1叶抽出；齐穗期测定各功能叶的长度；在收获前2 d调查有效穗数，每个处理调查10丛，2次重复。农艺及经济性状调查株高、穗长、穗总粒数、每穗实粒数、结实率和千粒重，2次重复，每个重复取样10丛；成熟时小区实收测产^[8]。

依据《基于田间试验的三大粮食作物化肥利用率测算规范（试行）》，采用凯氏定氮法测定各处理茎叶、籽粒全氮的含量；采用钼锑抗比色法测定各处理茎叶、籽粒全磷的含量；采用火焰光度计法测定各处理茎叶、籽粒全钾的含量，计算试验点化肥利用率。氮、磷、钾肥利用率计算如式（1）～（3）。

R E N (%) = U N P K - U P K F N × 100

（1）

R E P (%) = U N P K - U N K F P × 100

（2）

R E K (%) = U N P K - U N P F K × 100

（3）

式中，RE _N为氮肥利用率，U _NPK为氮磷钾区植株全氮含量，U _PK为无氮区植株全氮含量，F _N为氮肥投入量。RE _P为磷肥利用率，U _NPK为氮磷钾区植株全磷含量，U _NK为无磷区植株全磷含量，F _P为磷肥投入量。RE _K为钾肥利用率，U _NPK为氮磷钾区植株全钾含量，U _NP为无钾区植株全钾含量，F _K为钾肥投入量。

2 结果与分析

2.1 水稻生育期

如表3所示，各处理播种期、移栽期一致，以T4处理返青最早，其次是T2、T3处理，T5处理最迟。T5处理的分蘖期、抽穗期、成熟期均最早，其次是T1处理，T2、T3、T4处理间生育进程相差不大。各处理全生育期以T5处理最短，为129 d，T3、T4处理最长，为133 d，各处理全生育期天数由短到长依次为T5<T1<T2<T3=T4。综合来看，48%控释肥可加快水稻秧苗返青，延长分蘖和抽穗时间，促进植株营养物质积累。

表3 水稻生育进程及全生育期

处理	播种期（月-日）	秧龄/d	移栽期（月-日）	返青期（月-日）	分蘖期（月-日）	抽穗期（月-日）	成熟期（月-日）	全生育期/d
T1	05-05	26	06-01	06-08	06-14	07-18	09-13	131
T2	05-05	26	06-01	06-07	06-15	07-19	09-14	132
T3	05-05	26	06-01	06-07	06-15	07-20	09-15	133
T4	05-05	26	06-01	06-06	06-15	07-20	09-15	133
T5	05-05	26	06-01	06-09	06-12	07-16	09-11	129

2.2 水稻主要性状

如表4所示，水稻株高以T4处理最高，为121.2 cm；T5处理最矮，为101.9 cm；T1、T2、T3处理相差不大。穗长以T4处理最长，为25.3 cm；T5处理最短，为21.5 cm。T4处理的水稻有效穗数、穗总粒数、结实率均较高，分别为30.75万穗/667 m²、112.71粒、74.22%，高于其他处理；各处理间千粒重差异较小。由有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重计算理论产量，以T4处理最高，为586.45 kg/667 m²，T5处理最低，为171.3 kg/667 m²。综合来看，48%控释肥可有效提高中稻的有效穗数、穗粒数、结实率等经济性状，从而提高产量。

表4 水稻主要性状表现

处理	株高/cm	穗长/cm	有效穗数/（万穗/667 m²）	穗总粒数/粒	结实率/%	千粒重/g	理论产量/（kg/667 m²）
T1	116.3	22.8	23.06	125.79	67.80	22.8	448.45
T2	117.3	23.4	23.53	125.00	66.51	22.8	446.02
T3	117.4	23.7	23.34	124.27	68.78	22.7	452.89
T4	121.2	25.3	30.75	112.71	74.22	22.8	586.45
T5	101.9	21.5	9.56	119.00	66.90	22.5	171.30

2.3 水稻茎叶及籽粒产量

如表5所示，按籼稻稻谷标准含水量（13.5%）计算产量，T4处理产量560.28 kg/667 m²，较T1处理（429.10 kg/667 m²）增产131.18 kg/667 m²，增幅30.57%；较T2处理（432.88 kg/667 m²）增产127.40 kg/667 m²，增幅29.43%；较T3处理（433.99 kg/667 m²）增产126.29 kg/667 m²，增幅29.10%。综合来看，施用48%控释肥处理的籽粒增产效果较明显。

表5 水稻籽粒实收产量

处理	小区实测产量/（kg/30 m²）				实测含水率/%	产量/（kg/667 m²）
处理	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	平均	实测含水率/%	产量/（kg/667 m²）
T1	23.95	24.44	23.04	23.81	29.9	429.10
T2	23.17	24.95	23.99	24.04	29.9	432.88
T3	24.30	25.20	22.80	24.10	29.9	433.99
T4	31.40	29.85	32.35	31.20	30.1	560.28
T5	7.13	6.46	7.55	7.05	29.8	127.17

如表6所示，水稻茎叶平均产量以T4处理最高，为509.81 kg/667 m²，较T1处理（394.64 kg/667 m²）增产115.17 kg/667 m²，增幅29.18%；较T2处理（402.65 kg/667 m²）增产107.16 kg/667 m²，增幅26.62%；较T3处理（399.31 kg/667 m²）增产110.50 kg/667 m²，增幅27.67%。综合来看，施用48%控释肥处理的茎叶产量有所增加。

表6 水稻茎叶实收产量

处理	小区实测产量/（kg/30 m²）					产量/（kg/667 m²）
处理	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	平均	干稻草	产量/（kg/667 m²）
T1	37.59	38.45	36.29	37.44	17.75	394.64
T2	36.66	39.10	37.80	37.85	18.11	402.65
T3	38.30	39.71	36.05	38.02	17.96	399.31
T4	49.74	47.01	50.72	49.16	22.93	509.81
T5	11.18	10.15	11.88	11.07	5.27	117.17

2.4 水稻氮磷钾肥利用率

测定各处理水稻籽粒和茎叶N、P₂O₅、K₂O含量，结果如表7所示，以此计算各处理小区的N、P₂O₅、K₂O的吸收量及肥料利用率，结果如表8所示。此次中稻控释肥料利用率田间试验钾肥利用率最高，为52.56%，氮肥次之，为37.33%，磷肥最低，为26.17%。

表7 水稻籽粒和茎叶氮磷钾含量 (g/kg)

处理	N		P₂O₅		K₂O
处理	籽粒	茎叶	籽粒	茎叶	籽粒	茎叶
T1	9.41	6.24	2.84	1.28	5.22	25.01
T2	12.39	8.24	2.63	1.64	5.18	25.04
T3	12.01	7.86	2.09	1.67	3.44	25.02
T4	13.25	6.33	2.82	2.94	5.13	25.14
T5	9.39	8.24	2.11	1.49	2.43	21.72

表8 水稻养分吸收量及肥料利用率

养分	全肥区作物吸收养分量/g		缺素区作物吸收养分量/g		肥料投入量/g	肥料利用率/%
养分	稻谷	稻草	稻谷	稻草	肥料投入量/g	肥料利用率/%
N	333.90	145.15	181.61	110.76	500	37.33
P₂O₅	71.06	67.41	51.21	29.70	220	26.17
K₂O	129.28	576.46	67.15	449.36	360	52.56

注：作物吸收养分量及肥料投入量以30 m²计算。

3 结论与讨论

对比各处理间主要性状表现的差异以及籽粒和茎叶产量，以T4处理的水稻生长较好，T1、T2、T3处理的水稻在主要性状、产量方面均优于不施肥处理，与陈良兴等^[9]试验结果一致。邱英东等^[10]研究指出，配方施肥的水稻株高、最高苗数、有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、籽粒产量和秸秆产量均高于缺肥处理和无肥区，缺素对水稻产量构成因子、籽粒产量和秸秆产量均有影响，其中以缺氮的影响较大。

本试验结果表明，在中稻生产中施用48%控释肥料可加快秧苗返青，延长分蘖和抽穗期，有效提高其有效穗数、穗粒数、结实率等经济性状；其氮、磷、钾肥利用率较高，增产明显；同时，控释肥一次施撒可满足全生育期营养供应，减少了田间施肥次数，有效节约了生产成本，达到了化肥减量增效的效果，可在水稻生产中大面积推广应用。

References

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