氮肥分次施用改善低肥力砂壤土水稻（Oryza sativa L. cv. RD49）籽粒产量与氮肥偏因子生产率

《Agronomy》：Split Nitrogen Application Improves Yield and Partial Factor Productivity of Nitrogen in Rice (cv. RD49) Under Low-Fertility Sandy Loam Soil

　　

氮（N）管理对提高水稻生产力至关重要，但在籽粒产量未按比例增加时，增加氮输入可能降低氮利用生产力。研究人员在可控温室盆栽条件下，评价了尿素施用量和施用方法对低肥力砂壤土上水稻（Oryza sativa L. cv. RD49）籽粒重和氮肥偏因子生产率（partial factor productivity of N, PFPN）的影响。设3个尿素水平（0.53、1.07、1.60 g pot?1）与2种方法——基施（basal application, BD）和基施加追施（basal plus topdressing, BTD），跨两个生长季。籽粒重受尿素量、施用方法及交互作用显著影响。最低尿素量（N1；0.53 g pot?1）籽粒重与最高量（N3；1.60 g pot?1）相当，但收获指数最高、PFPN 大幅提高。籽粒重对尿素量呈显著二次响应；PFPN 按总施氮量计算，呈显著线性和二次响应，并随尿素量增加明显下降。BTD 平均籽粒重和 PFPN 均高于 BD。结果表明，在所评条件下最低测试尿素量在籽粒生产与化肥氮输入间取得较好平衡，BTD 凸显协调氮量与施用时期的重要性，为低肥力粗质土 RD49 水稻的田间验证提供依据。

研究背景方面，水稻是全球过半人口主粮，泰国 RD49 籼稻适应灌溉低地、产量稳定，氮（N）是调控生长、产量形成和氮利用效率（nitrogen use efficiency, NUE）的关键养分。现实问题是：低效氮管理导致 NUE 低、环境损失高；砂壤土有机质与速效养分低、保肥弱，单靠基肥难与作物需求同步；虽分次施氮益处广有报道，但低肥力砂壤土下尿素速率与时期如何互作、能否以较低氮输入维持产量并提升 PFPN 仍不清楚。因此研究人员以 RD49 为材料，在低肥力砂壤土盆栽中评估尿素速率与施用时期对产量和 PFPN 的影响，论文发表于《Agronomy》。

主要技术方法上，研究人员采用 3×2 因子设计：3 个尿素量（0.53、1.07、1.60 g pot^?1）与 BD、BTD 两种方法，所有盆统一基施 16–16–8 复合肥；土壤为泰国 Yang Talat 系列砂壤土（68% sand、20% silt、12% clay）；盆栽随机区组、5 重复、两季干季栽培；指标含 SPAD 叶绿素、叶氮、分蘖、株高、秸秆干重、穗数、粒数、籽粒重、千粒重、收获指数（harvest index, HI）与 PFPN；统计用 Statistix 10 做单季方差分析，R 拟合线性混合模型把季节和区组作随机效应，并用 Tukey 多重比较、正交多项式对比，以及 Pearson 相关和主成分分析（principal component analysis, PCA）解释性状关联。

3.1 移植前土壤性质：初始 pH 5.97、有机质保 0.68%、全氮 0.04%、有效磷 4.29 mg kg^?1、交换钾 1.89 mg kg^?1，证实试验在低肥力砂壤土进行。

3.2 跨生长季的施用方法与尿素量效应：混合模型显示方法、尿素量及 M×U 对叶绿素、叶氮、分蘖、秸秆干重、籽粒重、HI、穗数和 PFPN 等显著影响；季节交互不显著，说明两季反应一致。

3.3 植株生长响应：BTD 在分蘖期和孕穗期 SPAD 高于 BD，但 BD 分蘖数更高；株高在 N1 最高，分蘖数在 N2 最低；BTD×N1 叶绿素最高，BD×N1 与 BD×N3 分蘖最多。

3.4 叶氮、秸秆干重与收获指数：BTD 叶氮和秸秆干重更高，BD 的 HI 更高；秸秆干重随尿素量上升并趋平，HI 在 N1 最高；BD×N1 秸秆最低但 HI 最高，BTD×N2 秸秆最大但未伴 HI 提升。

3.5 产量构成与籽粒重：BD 穗数多、BTD 籽粒重高；籽粒重对尿素量无显著线性但有显著二次响应，N1 与 N3 籽粒重相当、N2 最低；M×U 在籽粒重、每穗粒数、千粒重和穗长显著，说明氮量与时期需联合考虑。

3.6 生长、生理、生物量与产量性状关系：叶绿素与叶氮强正相关，但与穗数、分蘖、每穴粒数负相关；秸秆干重与 HI 强负相关（r = ?0.90）；PCA 中 PC1、PC2 共解释 51.67%，籽粒重与产量构件聚于正 PC1/PC2 区，叶绿素和叶氮偏负区，说明高产更关联生殖性状而非单纯氮态。

3.7 PFPN：N1 处理 PFPN 最高，BTD×N1 与 BD×N1 分别为 100.6 与 94.0 g grain g^?1 fertilizer N applied；随尿素量上升 PFPN 线性与二次均显著下降；BTD 平均 PFPN 高于 BD，反映分次施氮提升单位化肥氮的籽粒生产力。

讨论部分总结：低肥力砂壤土保肥弱，氮管理效果取决于供应与需求同步；BTD 在生育中期提高叶绿素和叶氮，但不可直接等同于吸氮或减损。较高氮促营养体生物量却不按比例转籽粒，故 HI 在 N1 最高。BD 利早期分蘖和穗数，BTD 改善后期氮供需匹配因而籽粒重更高。相关与 PCA 仅描述协变，不证明高叶绿素抑制生殖；PFPN 下降说明增氮未带来比例增产。研究人员强调无零氮对照、无成熟植株氮吸收数据，PFPN 只是单位施氮籽粒产出，不是完整 NUE；盆栽根域和小气候限制外推，需田间补零氮、多品种、多土壤验证。

结论部分翻译：尿素速率与氮施用方法影响低肥力砂壤土可控盆栽中广栽水稻品种 RD49 的籽粒生产和 PFPN。最低测试尿素量（N1；0.53 g urea pot^?1）维持与最高量（N3；1.60 g urea pot^?1）相当的籽粒重，同时获得更高 PFPN，表明籽粒生产与新施化肥氮输入间平衡较好。基施加追施（BTD）比基施（BD）籽粒重和 PFPN 更高，凸显协调氮速率与施用时期的重要。该研究聚焦广栽品种与低肥力粗质土，为该类土壤 RD49 水稻的氮速率和时期田间验证及施肥建议提供依据。