硝化抑制剂对水稻秧苗生长及土壤养分变化的影响_董玉兵.pdf

董玉兵，董青君，纪力，等 硝化抑制剂对水稻秧苗生长及土壤养分变化的影响J 江苏农业科学，2023，51(4):58 64doi:10 15889/j issn1002 1302 2023 04009硝化抑制剂对水稻秧苗生长及土壤养分变化的影响硝化抑制剂对水稻秧苗生长及土壤养分变化的影响董玉兵1，2，董青君1，纪力1，李卫红1，陈川1，庄春1，章安康1(1 江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，江苏淮安 223001;2 南京农业大学资源与环境科学学院，江苏南京 210095)摘要:为解决传统育秧肥料后期供肥不足现象，通过 2 年的水稻育秧试验，探究不同用量硝化抑制剂(双氰胺，DCD)对水稻育秧肥料养分释放的影响。试验于 2019 年设 3 个处理:CK(不添加 DCD)、NI1(添加 0 05%DCD)、NI2(添加0 1%DCD);2020 年额外增加1 个处理:NI3(添加0 2%DCD)。结果表明，与 CK 相比，NI1 处理和 NI2 处理总体提高了水稻育秧后期(28 35 d)秧苗素质(株高、叶龄、叶长、茎基宽);而 NI3 处理水稻秧苗素质则和 CK 无显著差异。添加硝化抑制剂可以明显提高水稻叶绿素含量(SPAD 值)，随着育秧时间延长和硝化抑制剂用量增加，对 SPAD值提升效果越明显。添加硝化抑制剂会减少水稻育秧前期(10 d)土壤铵态氮(NH+4 N)含量，但是会增加育秧后期(25 35 d)土壤 NH+4 N 含量，并在育秧结束时显著提高土壤全氮含量。因此，添加硝化抑制剂在水稻育秧后期能够明显增加土壤氮素残留，低用量硝化抑制剂在一定程度上还可以提高水稻秧苗素质。但是，在实际应用中需要注意高用量硝化抑制剂对水稻秧苗素质的负面效果。关键词:水稻育秧;硝化抑制剂;秧苗素质;养分变化;双氰胺中图分类号:S511 06文献标志码:A文章编号:1002 1302(2023)04 0058 06收稿日期:2022 05 17基金项目:江苏省重点研发(现代农业)重点及面上项目(编号:BE2019334);淮安 市 农 业 科 学 研 究 院 科 研 发 展 基 金(编 号:HNY201914、HNY202015)。作者简介:董玉兵(1992)，男，山东济宁人，博士研究生，助理研究员，主要从事土壤肥料方面的研究。E mali:dongyubing178 163 com。通信作者:陈川，研究员，主要从事作物栽培和土壤肥料方面的研究。E mail:chenchuan3174 sina com。随着农业机械化种植方式的发展，机插秧技术已经成为我国水稻种植的主要栽培方式之一。相比于传统手工移栽，水稻机插秧技术在保证秧苗素质的同时极大地节省了劳动力。因此，在当前农村劳动力短缺的背景下，水稻机插秧技术已经逐渐替代了传统的手工移栽方式1 2。而相比于直播稻种植，水稻机插秧技术可以显著提升秧苗素质，减少病虫害，促进水稻苗期生长，并有效解决轮作时间冲突，避免直播稻种植自生稻问题3 4。因此，目前水稻种植方式仍然以机插秧为主。随着农村土地流转的加速，水稻种植也由传统的家庭种植逐渐向大户、农场等大规模机械化方式转变。在以往家庭式的水稻机插秧育秧过程中，为保证秧苗快速生根、返青，水稻秧龄一般控制在18 20 d5 6。而随着水稻大规模种植的推广，水稻育秧也不再具备传统家庭种植模式育秧精细化管理的条件。并且由于人力、物力投入的限制，对于大规模种植模式，把水稻机插秧工作控制在 2 3 d 完成也无法实现。因此，在水稻大规模种植模式下，为保障秧苗质量，水稻育秧期一般会延长到25 30 d。但是，随着水稻育秧期的延长，水稻秧苗往往会出现后期缺肥现象，造成秧苗叶片发黄、长势较弱，成为水稻大壮苗育秧的一项限制因素7。若前期增大施肥量，则会引起秧苗烧种烧芽，后期补肥虽然有一定的改善，但补肥不当则会出现烧苗、烧根、旺长、秧苗参差不齐、盘根不好等现象，而且造成肥料极大浪费，这无疑会增加育秧成本。因此，如何延长育秧肥料的养分释放时间，且又能保证肥料在水稻育秧期内充分释放成为研究水稻育秧缓控释肥的重要突破点。因此，本试验以水稻机插秧专用肥 育秧绿为对象，通过添加不同比例的硝化抑制剂，旨在研究硝化抑制剂对水稻机插秧专用肥的养分释放以及水稻秧苗生长的影响。1材料与方法1 1试验概况试验分别于 2019 年和 2020 年在江苏省淮安市清江浦区黄码镇杨庙村秧田内进行，供试水稻品种为南粳 9108(NanJing 9108)。水稻播种前使用江苏85江苏农业科学2023 年第 51 卷第 4 期徐淮地区淮阴农业科学研究所生产的咪鲜甲霜灵拌种剂，按照药种比 1 100 拌种。秧盘选用常规28 cm 58 cm 的硬盘，装盘前先用酒精燃烧法8 测定育秧土的含水量，然后称取 24 kg 土壤(相当于干土质量)与相应的试验肥料混匀，随后将混匀的土装入秧盘，每盘称取 3 kg 土壤(相当于干土质量)铺盘，用播种器播种 120 g 水稻种，然后覆盖 1 kg 土壤(相当于干土质量)。2 年试验分别于 2019 年 6 月14 日落谷，暗化4 d，6 月18 日将秧盘平铺于露天秧田;2020 年 5 月 26 日落谷，暗化 4 d，5 月 30 日将秧盘平铺于露天秧田。1 2试验处理试验于2019 年设置3 个处理，分别为 CK(每盘20 g 育秧绿)、NI1 处理(每盘 20 g 育秧绿+0 05%硝化抑制剂)、NI2 处理(每盘 20 g 育秧绿+0 1%硝化抑制剂)，并初步取得较好的试验结果;因此，2020 年进行了重复试验，并在原有基础上增加了NI3 处理(每盘 20 g 育秧绿+0 2%硝化抑制剂)，以探究增加硝化抑制剂用量对秧苗素质及养分变化的影响。每个处理育 6 盘秧苗。试验用硝化抑制剂为双氰胺(DCD，C2H4N4)，试验用机插秧专用肥为淮安市农业科学研究院生产的育秧绿，养分含量为氮 12%(以 N 计)、磷 7%(以 P2O5计)、钾 6%(以 K2O 计)，氮磷钾养分类型分别为硫酸铵、磷酸一铵和氯化钾。为研究硝化抑制剂对肥料养分释放以及秧苗后期生长的影响，试验秧苗秧龄由 28 d延长到35 d。其余田间管理措施按照当地秧田常规管理，育秧期间 1 2 d 喷灌 1 次，使秧盘一直处于湿润状态。1 3试验方法2019 年分别于 18、23、28、35 d 测定秧苗素质;2020 年分别于 15、20、25、30、35 d 测定秧苗素质。测定当天早晨，选取长势均匀一致的秧盘秧苗切取10 cm 10 cm 方块，带回实验室先用清水冲洗根部泥土并立即测定相关指标。(1)成苗率测定:剔除弱苗死苗(叶片数不足正常秧苗 1/2)，记录苗数，计算成苗率。成苗率=苗数/种子数 100%。(2)秧苗素质测定:取回的秧苗中选取 20 株代表性植株，分别测定叶龄、株高、茎基宽、叶鞘高和叶长。根据秧苗叶片展开程度，记录叶龄;株高为茎基部至最长叶高度;茎基宽测定:取 20 株植株减去根部，以茎基部一字排列测定长度;叶鞘高为茎基部至该叶叶鞘位置长度;叶长为该叶叶鞘至叶尖长度。(3)生物量测定:将所有秧苗分为地上部和地下部放置于烘箱，以 90 杀青 2 h，然后将温度调至60 烘干至恒质量，称量植株生物量。(4)叶绿素SPAD 值测定:在每次采样时，用叶绿素仪(KONICASPAD 502 PLUS)测量植株 SPAD 值，每个处理选取3 盘，每盘选取 10 株，均选取倒 2 叶中部位置测量。(5)土壤中全氮含量测定:在最后一次采样时取土壤样品，土壤全氮含量采用 H2SO4消煮凯氏定氮仪测定8。(6)土壤样品 NH+4 N 含量测定:2020 年分别于 10、15、20、25、30、35 d 取土壤样品测定，土壤 NH+4N 含量采用 KCl 浸提 靛酚蓝比色法 8 测定。1 4数据处理和分析采用 Excel 2010 软件进行数据计算;采用Origin Lab 软件进行作图。采用 SPSS 25 0 软件进行方差分析及多重比较(SNK 法，=0 05)。2结果与分析2 1秧苗素质2 1 1硝化抑制剂对秧苗叶龄和株高的影响从表 1 可以看出，随着时间的推移，秧苗的叶龄和株高逐渐增加。2019 年 NI2 处理在不同时间段秧苗的叶龄和株高均为最高值，NI1 处理和 CK 在 28 d 秧龄期以外的秧苗叶龄上差异不显著，而在 28 d 和35 d，NI1 处理秧苗株高显著高于 CK。2020 年 NI2处理相比于 CK 和 NI1 处理秧苗叶龄和株高并未表现出明显优势，仅 25 d 的秧苗叶龄显著高于 CK。NI3 处理 20 35 d 秧龄期的叶龄明显低于 NI1 和NI2 处理，25 35 d 秧龄期的株高明显低于 NI2 处理，但差异不显著。2 1 2硝化抑制剂对秧苗叶长的影响由图 1 可知，随着时间推移，秧苗叶长逐渐增加。2019 年18 d 秧龄期 NI2 处理已经出现第4 叶，而 CK 和 NI1处理仅有 3 叶，23 d 时 CK 和 NI1 处理才普遍长出第 4 叶;28 d 秧龄期 NI2 处理已出现第 5 叶，而 CK和 NI1 处理仅有 4 叶，至 35 d 时 CK 和 NI1 处理才普遍长出第 5 叶;不同秧龄期最大叶叶长表现为NI2 处理最高(35 d 秧龄期除外)。2020 年不同处理之间叶片总体表现为同步生长，叶片发育没有明显的滞后效应;最长叶叶长总体表现为 NI2 处理最高。2 1 3硝化抑制剂对秧苗成苗率和茎基宽的影响从表 2 可以看出，随着时间推移，秧苗成苗率逐渐下降。2019 年 18 28 d 秧龄期 3 个处理秧苗成苗95江苏农业科学2023 年第 51 卷第 4 期表 12019 年和 2020 年不同处理秧苗叶龄、株高变化处理叶龄2019 年2020 年18 d23 d28 d35 d15 d20 d25 d30 d35 dCK 296 008a338 0 37a348 0 34c4 44 036a290 016a332 033a340 051b378 047a410 033aNI1 295 013a326 0 35a374 0 36b4 40 038a295 012a331 042a375 039a399 025a414 034aNI2 302 004a344 0 31a401 0 31a4 55 035a293 020a336 015a376 033a398 026a423 029aNI3293 023a322 031b356 045ab 396 040a409 017a处理株高(cm)2019 年2020 年18 d23 d28 d35 d15 d20 d25 d30 d35 dCK 11 08 067b 13 55 128b 14 91 1 36b 19 25 205b 882 089ab 1256 065a 1567 337a 1860 5 14a 2265 471aNI1 11 53 123b 1395 1 32b 16 90 2 87a 21 44 244a 847 076bc 1126 087c 1521 335a 1912 383a 2182 4 41aNI2 12 34 124a 1482 1 09a 18 38 2 73a 22 44 285a 918 096a1162 113bc1586 297a 1930 328a 2269 3 14aNI3796 086d1212 130ab1557 336a 18 17 040a 2140 3 31a注:同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(n=20，P 005)。下表同。06江苏农业科学2023 年第 51 卷第 4 期率差异并不明显，总体为 NI2 处理最高，35 d 秧龄期秧苗成苗率比 28 d 明显下降，平均下降 3 88 百分点，其中 CK 降幅最大。2020 年整个育秧期 NI2 处理成苗率均高于其他处理;在秧苗生长前期(15 20 d)，NI3 处理秧苗成苗率明显低于其他处