全 文 ：收稿日期：!""#$%"$"& 接受日期：!""#$%!$!’
基金项目：国家重点基础研究发展规划“’()”项目（!""(*+%"’)"#）；国家科技支撑计划项目（!""&+,-".+"’、!""&+,-"!,%/、’&$""/$")$")）；
中$日合作项目“环境保护型农业技术的开发与评价”资助。
作者简介：徐明岗（%’&%—），男，陕西杨凌人，博士，研究员，主要从事土壤肥力与培育方面的研究。012："%"$#!%"#&&%，345672：589:;<66=> 6<> 控释氮肥对双季水稻生长及氮肥利用率的影响
徐明岗，李菊梅，李冬初，丛日环，秦道珠，申华平
（农业部作物营养与施肥重点开放实验室，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 %"""#%）
摘要：为阐明控释氮肥的产量和生态效应，选用 @ (.和 %." A8 B C5!两种不同用量的控释氮肥（日本 D17=E1F系列）和
尿素对比，在南方典型双季稻区第四纪红壤发育的水稻土上进行早稻和晚稻田间试验，观测控释肥氮素田间释放
规律及水稻的生长、产量和氮肥利用率。结果表明，控释氮肥 G’ 和 HI("（/"J）K HIG%""（&"J）的氮释放规律分别与
早稻、晚稻氮吸收的规律基本一致，且氮累积吸收量与控释肥氮释放率均成显著正相关（相关方程的决定系数 L! M
"N’(&/和 "N’’&#）。与 @ (. A8 B C5!用量的尿素相比，早、晚稻施用相同量的控释氮肥分别增产 )N&J和 ’N)J；有效
分蘖数和有效穗数明显增加，氮肥利用率分别提高了 !’N’个百分点和 %"N/个百分点。施用高氮（@ %." A8 B C5!）尿
素的水稻产量与低氮（@ (. A8 B C5!）控释肥相比，差异不显著。因此，施用控释氮肥 @ (. A8 B C5!时，水稻氮肥利用率
显著提高，为我国南方双季稻生产中一种高产高环境效益的施肥方式。
关键词：控释氮肥；早稻；晚稻；生长；氮肥利用率
中图分类号：G.%%N/ K !N&!；G%/.N& 文献标识码：, 文章编号：%""#$.".O（!""’）".$%"%"$"&
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A8 B C6 S[ :F16 6?Z @ (. A8 B C6 S[
8#4 1&(*-：
施用氮肥促进了水稻产量的大幅度提高，也导致氮
肥利用率降低。!"".年我国氮肥用量达 !!"" 多万
（纯 @）［%］，占世界总用量的近 % B )，而我国氮肥的当
植物营养与肥料学报 !""’，%.（.）：%"%"$%"%.
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I26?E @:EF7E7S? 6?Z ‘1FE727W1F G<71?<1
季利用率仅为 !"#!!$#，损失却高达 %"#!$"#，
造成了氮肥的严重损失和环境污染［&’%］。因此，减
少稻田氮素损失，提高氮肥利用率成为近年来土壤
学和植物营养学研究的热点课题。
减少稻田氮素损失，提高氮肥利用率的途径和
措施较多，其中对肥料本身进行改型改性，减缓、控
制肥料的溶解和释放速度，开发出符合作物养分吸
收动态的新型肥料，已成为国内外众多研究者关注
的热点。日本、美国等国家研制生产的包膜可控释
放肥料，其氮肥利用率可达到 ("#!)"#，较传统化
肥利用率提高一倍多，被称为“施肥技术的一次革
命”、“&* 世纪的肥料”等，是施肥技术的发展方
向［$’+］。由于不同控释氮肥的氮素控制和释放特性
不同，其施用效果和氮肥利用率也有差异［,’*"］。目
前，在南方双季稻田，对日本生产的 -./01.2类型控
释肥料的养分释放特性、施肥效应及施肥技术等的
研究不多。为此，我们以 !种 -./01.2类型控释氮肥
为材料，在南方红壤丘陵区典型双季稻田开展研究，
以期为控释氮肥的经济合理施用提供依据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
试验在湖南祁阳中国农科院红壤站进行（&(3%$4
!(56，***3$&4*&57），供试稻田为第四纪红土发育的
红黄泥，质地为粘质土，肥力中等。耕层土壤容重
*8&!*8! 9 : ;有效氮、磷、钾分别为 *!$、+8(和 +%8, <9 : =9，>?为
(8+（水 @土 A *@*）。
试验于 &""* 年分别在早稻和晚稻上进行。根
据不同氮肥类型及用量设 $个处理：*）对照（BC），
不施氮；&）尿素 6 )$ =9 : D<&（E*）；!）尿素 6 *$" =9
: D<&（E&）；%）控释肥 6 )$ =9 : D<&（B*）；$、控释肥 6
*$" =9 : D<&（B&）。各处理磷钾肥用量相同，F&G$、
C&G分别为 *""、**" =9 : D<&，肥料分别为过磷酸钙和
氯化钾，于水稻移栽（早稻为抛秧）前一次性施入土
壤耕层。尿素按照当地农民的习惯施用方法，分基
肥和追肥两次施入，基追比为 ) @!；基肥于移栽前撒
施土壤耕层，施入后耙田，追肥作穗肥，于水稻幼穗
分化时撒施，施入后灌水。
供试控释氮肥采用的 -./01.2 类型 H,、IF)"和
IFH*""（日本氮素公司提供）。三种控释肥均为包膜
尿素，含氮量均为 %*#。IF)"为线型（I型）释放日
型控释肥，在水中释放养分没有后滞期；H,和 IFH*""
为后滞型（H型）释放日型控释肥，需要 !"!%" J的
后滞期。-./01.2控释肥料在田间养分释放的影响因
素主要是温度。&"K下，控释肥 H,、IF)"、IFH*"" +"#
的养分释放分别需要 (" J、*"" J和 *"$ J［+］。
根据前期试验结果，早稻控释肥选用 H,，采用
秧盘施入，施肥时间提前到与播种同时进行。具体
操作为：在秧盘孔内（孔穴容积 !
再用少量细土覆盖；然后将抛秧盘放入秧田，用地
膜覆盖。晚稻控释肥选用 IF)"（%"#）L IFH*""
（("#）混合，移栽前作基肥一次施入土壤耕层，施入
后耙田。
供试水稻品种：早稻为培两优 &++，晚稻为金优
&")。早稻移栽方式为秧盘秧苗抛秧，晚稻采用大田
移栽。小区面积 %< M !<，随机区组排列，!次重复。
早稻于 !月 !*日播种，%月 &(日抛秧，)月 &%日收
获，晚稻于 (月 &+日播种，+月 *日移栽，*"月 &"日
收获。早、晚稻移栽密度为 &" ;< M &" ;<。其他田
间管理措施均相同。
!"# 样品采集及分析测定方法
水稻生育期性状调查：主要调查水稻各生育期
时间、分蘖数、有效穗数、每穗粒数、实粒数和千粒重
等，分区收获水稻产量，单晒、单称，统计产量。
土壤基本性质测定：每季水稻插秧前、收获后
采集耕层（"—&" ;<）土样，风干后，根据分析需要进
行粉碎处理，测定有机质、全氮、有效氮、磷、钾含量。
有机质测定方法为重铬酸钾滴定法，全氮测定用蒸
馏法，有效氮测定采用扩散法，有效磷测定用钼锑抗
比色法，有效钾测定用火焰光度法，>?采用电位计
测定（水 @土 A *@*）［**］。
控释肥氮田间释放动态测定：用 "8& <<尼龙
袋（$ ;< M $ ;<）称取控释肥，*8" 9 :袋，每种 !" 袋，
在水稻播种期（早稻）或移栽期（晚稻）埋入稻田耕层
$ ;<处，每 *" J取样一次，每次 !袋，将肥料颗粒表
面的土壤用蒸馏水冲洗干净、烘干（*""K）称重，根
据差减法求出养分释放量［*&］。
水稻生育期氮素吸收动态测定：水稻移栽后，
分别在返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期、成熟期采取
植株样品，烘干称重，测定干物质产量和 6 含量。
植株全氮用 ?&HG% ’?&G&消解，靛酚兰比色测定。
采用如下方法计算氮肥利用效率：
氮肥农学利用率（N92OPO=9 : =9）A（施氮处理产量 ’不施氮处理产量）:施氮
量；
氮肥利用率（6 S0. .QQ/;/.P;R，6E7，#）A（施氮
**"*$期 徐明岗，等：控释氮肥对双季水稻生长及氮肥利用率的影响
处理植株吸氮量 !不施氮处理植株吸氮量）"施氮量
# $%%［$&］。
所有试验结果采用 ’()*+,+-. /0)12 3%%&软件和
4544$&6% 软件进行计算和统计分析。
! 结果分析
!"# 控释氮肥在水田的释放动态
田间观察结果表明，早稻施入 47 控释肥后 &% 8
内，即从播种期（& " &%）至抛秧期（9 " 3:），氮素释放率
为 367;，施肥 <% 8（分蘖期）47 的氮素释放率为
$=6&;，施肥 =% 8（拔节期）氮素释放率达到 9>6<;，
施肥 7% 8（抽穗期）47 的氮素释放率累计为 7>63;
（图 $）。该比例对作物需要来说有点偏大，如果使
用高用量的肥料，则有可能造成水稻后期氮素过剩，
容易引起水稻贪青晚熟。说明控释氮肥释放速率的
快慢对水稻生长发育有明显影响，筛选与水稻各生
育阶段对氮素养分的需求速度较为同步的控释氮肥
是施肥技术的关键［$9］。
晚稻施用的两种控释肥料在水稻生长前期释放
速度较后期快，晚稻施用控释肥 &% 8氮的累积释放
率达 =&;以上（图 $），其中施肥 3% 8（即水稻分蘖
期），氮 素 累 积 释 放 率 ?5:%（ 9767;）@ ?54$%%
（3:6&;）；施肥 9% 8（孕穗期），氮素累积释放率 ?5:%
图 # 不同控释氮肥在水田的氮素释放过程
$%&’# ()*+,+-.+ /*01+.. 02 1034*0,,+5)*+,+-.+ ( 2+*4%,%6+*.
%3 47+ /-558 2%+,5
（:<6&;）@ ?54$%%（=&6%;）；施肥 =% 8（抽穗期），氮
素累积释放率 ?5:%（7=6$;）@ ?54$%%（>>69;）。
!"! 水稻吸收氮素动态与控释肥释放养分的关系
控释肥氮的释放和水稻氮吸收的关系（图 3）表
明，控释肥氮释放规律与水稻生育期内对氮的吸收
基本一致，其中早稻氮的累积吸收量与控释肥 47氮
累积释放率成正相关（A3 B %67:=9），晚稻氮累积吸
收量与控释肥 ?5:%（9%;）C ?54$%%（=%;）氮释放率
也成正相关（A3 B %677=>），表明以 ?5:%（9%;）C
?54$%%（=%;）配比方式和比例对晚稻生长发育有益。
图 ! 水稻吸氮量与控释肥氮释放量的关系
$%&’! 9+,-4%03.7%/ :+4;++3 ( 1034*0,,+5)*+,+-.+ 2+*4%,%6+*.
3$%$ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 $<卷
!"# 控释氮肥对水稻生长发育进程的影响
对不同氮肥处理的水稻生长发育期调查结果，
随肥料用量的增加，水稻的成熟期后移，生育期有所
延长，这与控释氮肥后期释氮量大，水稻生育中、后
期吸收氮量较多有关。
早稻控释肥处理 !"、!# 的有效穗数比对照平
均高 #$%"&，比尿素处理平均高 "’%(&（表 "），且控
释肥处理 !"、!#的有效穗数与尿素高氮处理 )#相
比无显著差异。施用 *$ 控释肥，早稻成熟期推迟 ’
!( +，施用量为 , "(- ./ 0 12#时，易发生贪青晚熟。
表 "还看出，与对照相比，晚稻控释肥 !"、!#处
理的成熟期推迟 (! 3 +，其有效穗数分别提高
’3%4&和 35%"&，尿素 )"、)#处理的有效穗数分别
提高 "6%6&和 ’$%6&，控释肥处理平均有效穗比尿
素多 #4%(&，且差异显著。
表 $ 不同施肥处理早、晚稻的生长发育期及分蘖数
%&’() $ *+,-./ &01 1)2)(,34)0.，.5(()+ 064’)+ ,7 )&+(8 &01 (&.) +59) 601)+ 1577)+)0. 7)+.5(5:&.5,0;
处理
789:;29<;
生育期（月 0日）=8>?@EFF9G;@H9 I:<@GJ9K
（,>B 0 2#）
生育期
=8>?;1 I98@>+
（+）
分蘖
7@JJ@拔节
L>@<;@抽穗
E:8@齐穗
MNJJ 19:+@成熟
A:;N89
早稻 E:8JD 8@G9
!O ( 0 "- ( 0 #4 3 0 " 3 0 5 3 0 #5 "3’%’ : ""(
)" ( 0 "- ( 0 #4 3 0 " 3 0 5 3 0 #5 "$(%6 P ""(
)# ( 0 "- ( 0 #( 4 0 ’- 3 0 ’ 3 0 #3 "$6%’ PG ""6
!" ( 0 "- ( 0 #4 4 0 ’- 3 0 ’ 3 0 #3 #"(%- PG ""6
!# ( 0 "- ( 0 #4 4 0 #6 3 0 " 3 0 #$ #’#%( PG "#-
晚稻 Q:;9 8@G9
!O 6 0 6 6 0 #4 $ 0 "# $ 0 "3 "- 0 "’ "(-%6 : "-3
)" 6 0 "- 6 0 #$ $ 0 "( $ 0 "$ "- 0 "6 "3$%# : ""#
)# 6 0 "- 6 0 #$ $ 0 "( $ 0 "$ "- 0 "6 #"-%6 :P ""#
!" 6 0 "- 6 0 #$ $ 0 "( $ 0 "$ "- 0 #- #-3%( :P ""5
!# 6 0 "- 6 0 #$ $ 0 "( $ 0 "$ "- 0 #- #4#%( P ""5
注：抛秧 3+调查立苗率，(月 "(日调查分蘖后总苗数（早稻）；"-月 ""日调查有效穗数（晚稻）。同列数值后不同字母表示差异达 (&显著
水平，表 #同。
,>;9：E298/9
I:<@GJ9K :; "" RG; B（J:;9 8@G9）B C@FF989<; J9;;98K ?@;1@< : G>JN2< 29:
!"< 控释氮肥对水稻产量及氮肥利用率的影响
试验结果（表 #）表明，各施肥均比对照显著增
产，各施肥处理的增产幅度随施肥量的增加而提高，
其中早稻增产幅度为 #6%$&!(4%"&，晚稻增产幅
度为 5#%$&!36%"&。
早稻子粒产量以控释肥 , "(- ./ 0 12#（!#）最
高，为 3(5# ./ 0 12#。相同施肥量的控释氮肥均比尿
素增产明显，增产幅度为 ’%4&!4%4&，其中控释肥
, 3( ./ 0 12#（!"）的产量能够达到尿素 , "(- ./ 0 12#
（)#）的产量水平。晚稻各处理产量高低顺序分别
为高量控释肥 !#、低量控释肥 !"、高量尿素 )# S低
量尿素 )"，施用控释氮肥比尿素增产 $%’&!
##%(&；其中，低量控释氮肥 !" 与高量尿素 )# 相
比仍然增产 3%5&。
氮肥利用率的各种指标（农学利用率、吸收利用
率）均有随施氮量的增加而逐渐降低的趋势（表 #）。
与尿素相比，早稻施用控释氮肥的氮肥利用率分别
提高了 "(%5&、#$%$&；晚稻施用控释氮肥的氮肥
利用率分别提高了 "-%5&、"#%"&。控释肥用量为
, 3( ./ 0 12# 时，早、晚稻的农学利用率达到最大值
（#5%#和 #$%# ./ 0 ./），氮肥吸收利用效率也达到最
大值（(6%’(&和 5’%3"&）。与同用量的尿素相比，
早、晚稻氮肥利用率分别提高了 #$%$ 个百分点和
"-%5个百分点。表明，在本试验条件下，控释肥最
佳施肥量为 , 3( ./ 0 12#，有利于水稻生产的高产和
高利用率。
’"-"(期 徐明岗，等：控释氮肥对双季水稻生长及氮肥利用率的影响
表 ! 不同施肥处理水稻产量、吸氮量及氮肥利用率
"#$%& ! ’(#)* +)&%,，(#-& ./ *)-(.0&* 12-#3& $+ ()4& #*, *)-(.0&* 15& &//)4)&*4+ #6.*0 -(&#-6&*-5
处理
!"#$%&#’%
产量 ()#*+
（,- . /&0）
增产 ()#*+ )’1"#$2#
（3）
吸氮量 4 56%$,#
（,- . /&0）
农学利用率 78
（,- . ,-）
氮肥利用率 498
（3）
早稻
8$"*: ")1#
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晚稻
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;0 FCE= 1 B>AC E0A>B CFAC> ?@A=?
7 讨论
日本研制的控释肥料 I#)2%#"主要应用于免耕
直播和水稻育苗盘一次性施肥方面。研究证明，控
释肥料养分利用率均得到了显著的提高［CF］，控释氮
肥深施促进大豆生长并提高了产量［C@］。国内研究
发现，氮肥提高了叶片干物质的积累［CB］，加入尿素
或 <4J?能够改变水稻土无机氮的转化过程或强
度［C>］；适宜的氮素用量可以提高氮肥利用率。但
是氮肥用量对氨挥发和氮淋失有明显影响，采用涂
层包膜处理可以减少氮肥淋失和氨挥发，并且降低
环境污染［CEK00］。因此合理施用控释氮肥能够减少
氮肥用量、提高稻谷产量，控释氮肥提高了氮素生理
效率和农学效率是高产的主要原因［0?K0=］。同时稻
谷产量随着控释肥料用量的增加而增加［0F］。
水田中氮肥主要是通过氨挥发、淋溶、径流等途
径而损失［0=，0@］，而这些过程都与表面水的养分浓度
有直接或间接的关系。先前的研究发现，控释氮肥
的施用，使表面水的 4LM= N4浓度显著降低，使通过
氨挥发损失的氮素显著减少［C=］，而且通过径流等途
径可能损失的数量也很小，从而减少肥料氮的损失
及农业面源污染［0=］，同时也减少了由于氮肥的施
用引起的生态环境问题。
本研究证明，I#)2%#"类型控释肥在我国南方红
壤地区双季稻种植区域施用，能显著提高氮素利用
率，且控释肥及其搭配可以满足水稻生育期内对氮
的需求。控释肥用量 4 BF ,- . /&0 可以达到常规生
产中施用尿素 4 CFG ,- . /&0 的产量水平，即可在氮
肥用量减少一半的情况下，保持高产和低的环境负
效应。因此，施用控释肥能够实现高产和良好的环
境效益，这对控释肥的进一步推广应用具有重要的
意义。当然，目前控释肥的价格还比较高，日本
I#)2%#"控释肥的价格是普通尿素的 ?!=倍，从经济
效益上分析，I#)2%#" 控释肥并不占有明显的优势。
但是可以确信，随着控释肥生产技术的改进和成本
的降低，以及人们对于氮肥资源及其环境效应的广
泛重视［>KCG，C?KC=，0?K0F］，施用控释肥必将成为未来农
业生产中一种可能的、客观的选择。
8 结论
C）控释氮肥 OE、HPBG（=G3）M HPOCGG（@G3）在土
壤中氮的释放规律与水稻氮素吸收规律基本一致，
其氮素累积释放率分别与早、晚稻氮素累积吸收量
成正相关，表明供试的控释肥及其配比方式和比例
能够满足水稻生育期内对氮的需要。控释氮肥的施
用使水稻各生育期时期对氮素的吸收分配合理。
0）施用控释氮肥，水稻成熟期推迟 ?!B +，有
效穗数比常规尿素增加 0EAC3!FFA>3。相同施肥
量的控释氮肥均比尿素增产明显，增产幅度为
?A@3!@A@3。控释氮肥用量为 4 BF ,- . /&0 时，早
稻产量与尿素 4 CFG ,- . /&0处理无明显差异；而晚
稻 4 BF ,- . /&0 控释氮肥处理仍比 4 CFG ,- . /&0 尿
素处理增产 BA=3。
?）控释肥用量为 4 BF ,- . /&0时，早、晚稻的农
学利用率和氮肥利用率均达到最大值；与同用量的
尿素相比，早、晚稻氮肥利用率分别提高了 0EAE 和
CGA=个百分点。因此，在我国南方双季稻生产中，
控释氮肥用量为 4 BF ,- . /&0，可获得高的水稻产量
和良好的环境效益。
参 考 文 献：
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=CGC 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 CF卷
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W-(8’ )* Q,(Z8，[18,) ,2’ +(58 (2 )18 K*+)1 01(2,［L］; K6)+ ; 0<5- ;
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56-)6+8［L］; LW2; L; 0+*W N5( ;，%AAE，#!（E）：T"DCT%E$
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