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   氮肥用量对水稻产量之影响





    
    
    
    摘 要
    
    本试验在探讨五种氮肥用量(0、90、150、210及270 kg N ha-1)对水稻产量之影响,找出最高产量90%之氮肥用量,并以回归分析求得氮肥施用量与最高产量的关系,期能降低化学肥料之用量。试验第一期作于台中市大雅区进行,为砂页岩非石灰性老冲积土,水稻供试品种为台农71号;第二期作于大雅区红壤土进行,水稻供试品种为台南11号。经二次式回归分析结果显示,最高产量90%之氮肥用量,以130 kg N ha-1 (125-139 kg N ha-1范围),可生产稻谷7,000 kg ha-1,足够水稻全生育期之养分(r值为0.62**, P ≦ 0.05, n = 20),故本地区水稻氮肥推荐量为每公顷130 kg。糙米之氮含量随着氮肥用量而增加,钾含量则相反,随着氮肥用量增加而减少,显示氮肥用量会影响糙米品质。
    
    关键字:水稻、氮肥、产量。
    
    前 言
    
    水稻生产者需要将品种、栽培技术及气候条件等三因素作良好的配合,才能获得最高的单位面积产量,同时在相同的人力、物力投资下,稻谷的生产量愈多,则利润愈高(4)。三要素肥料之投入以氮肥为促进水稻生育最有效之肥料,多施氮肥会使水稻株高伸长及分蘖数增多。栽培水稻的最终产物是稻谷,施用高量氮肥致使水稻分蘖数增多而植株抽穗成熟期参差不齐,形成米的淀粉不足,使谷粒充实度下降,空谷粒增加,稔实率降低,对产量、米质都有不利影响,并且增施氮肥量提高水稻植株易倒伏及诱病之风险(10)。现今水稻肥培管理之氮用量为满足水稻生育期养分所需,且水稻不倒伏及不诱发病虫害发生范围内,自行加以调整,均有施用量过多的现象。为获得高产、米质佳与收益,应加强水稻合理化施肥,减少氮肥施用量。台湾各地区土壤普遍缺乏氮,在相同水稻品种条件,对于氮肥效应最大,一般稻田氮用量约在100~210 kg ha-1之间(19)。据黄等人(11)之研究显示,不同土壤需要不同氮用量,而底土质地不同,则氮肥用量亦异,底土质地愈粗,需氮量愈大。台湾地区一、二期作水稻产量差异悬殊,除与气象条件及品种有关,在营养管理上,显示氮肥之施用过量及施用时期不当情形。水稻施肥技术之关键在氮肥之施用,而氮肥之需要性,受土壤间差异之影响很大(14)。本试验之目的为探讨台中地区水稻稻谷生产水准下之氮肥用量,做为水稻栽培氮用量推荐依据,并提供农民栽培水稻施肥之参考。
    
    材料与方法
    
    田间设计及肥培管理
    
    针对水稻氮需要用量分为五级处理(表一),2011年第一期作于台中市大雅区上枫里进行田间试验,其土壤为砂页岩非石灰性冲积土上枫树系(TSg)(13);第二期作于大雅区红壤土陈厝寮系(CCe)(13),两个试区土壤均为坋质壤土(1),试验前之土壤肥力性质如表二所示。试验采用逢机完全区集设计,五处理,四重复,计20小区,小区面积3 m × 10 m = 30 m2。种植之水稻品种第一期作为台农71号,第二期作为台南11号。化学氮肥用量分五级,分别为0、90、150、210及270 kg N ha-1。磷、钾用量依照当地条件及土壤速测结果推荐,磷肥用量为30 kg P2O5ha-1、钾肥用量为30 kg K2O ha-1。肥料施用法依作物施肥手册(2)推荐法行之。氮肥以硫酸铵分别于基肥25%、插秧后一期作15天,二期作10天施第一次追肥20%、插秧后一期作30天,二期作20天施第二次追肥30%及穗肥25%施用,磷肥全量于基肥以过磷酸钙施用,钾肥以氯化钾分别于第一次追肥40%、第二次追肥60%予以施用。
    
    调查及分析项目
    
    水稻植株样本系于成熟期以逢机方式每小区采取二株,清洗后以70℃烘干磨粉,分析水稻植体要素含量。氮之定量以浓硫酸消化分解后,用微量扩散法测定,磷、钾、钙、镁之测定则先用硝酸、硫酸与过氯酸(4:1:1)等三酸混合液分解,磷用钼黄法定量,钾用焰光分析法,钙及镁则用原子吸光法测定(3,8)。土壤样本于种植前及收获时以随机分别采取表土(0~20 cm),氮肥用量对水稻产量之影响37风干、碎土、过筛(2 mm)。 pH值以玻璃电极法测定水:土(v : w) = 1 : 1(7)、有机质以Walkley-Black法测定(18)、有效性磷以白雷氏第1法(Bray P1 Method)测定(18)、交换性钾、钙、镁以1 M中性醋酸铵萃取,再以原子吸收光谱仪或火焰光度计测定(17)。水稻生育期及成熟期分别调查农艺性状及产量等资料先做变方分析后,再以Duncan 最小显著变域法比较处理之变异性(12)。
    
    结果与讨论
    
    氮肥用量对土壤性质之影响
    
    第一期作于台中市大雅区上枫里砂页岩冲积土之稻田,增施氮肥(硫酸铵)后,土壤电导度(EC值)较无氮区提高0.19~0.34 dS m-1 (表三);施用氮肥后土壤pH值下降0.06~0.14单位;土壤有机质含量亦减少0.1~0.7 g kg-1;土壤钾含量降低13~26 mg kg-1;土壤镁含量降低2~14 mgkg-1;而土壤交换性钙含量则增加44~77 mg kg-1,但各处理间并未达显著差异。第二期作于台中市大雅区大肚山脉水田化红壤土之稻田施用氮肥后,显示增施氮肥之N210及N270之处理,较对照区之土壤pH值降低0.21~0.25单位;土壤电导度则提高0.02~0.05 dS m-1,土壤钾含量亦降低9~10 mg kg-1;土壤镁含量降低7~8 mg kg-1。显示施用不同量之氮肥后,除提供水稻生育所需之氮外,对土壤肥力反应会降低养分有效性,使土壤酸碱度(pH值)呈下降趋势,但此差异未达显著水准。据罗等(16)研究指出于强酸性土壤,凡不施穗肥者均使水稻减产,而施穗肥者,则产量随着施用量多少而增减。
    
    氮肥用量对水稻生育之效果
    
    水稻生育期分蘖数及穗数调查结果(表四)显示,第一期作插秧后40天之生育调查显示,以N270及N210两处理较对照处理之分蘖数增加较多,其次为施用N150及N90之处理,且处理间差异显著。成熟期(110天)与插秧后40天时之分蘖数(穗数)分布有相同趋势。第二期作插秧后30天时显示,以施N270处理分蘖数较对照处理增加最多,其次为N210及N150两处理,而以N90处理增加的程度较小,处理间显著差异。成熟期(100天)调查以施N270处理穗数较对照处理增加的数量最多,其次施N210及N150处理,而以N90处理的增加量较少,且处理间有显著差异。据宋(4)之研究,施肥量增加,可增加水稻穗数或一穗粒数。林(5)之研究显示,施氮肥量120 kg ha-1之一期作水稻分蘖数比施氮肥量60 kg ha-1者多10%,可见提高氮肥用量有提高水稻分蘖数之效果。
    
    水稻之有效分蘖率(成熟期穗数/插秧后40天之分蘖数),施氮肥处理之平均值(72%)较对照组(84%)低甚多。可能与本试区土壤肥力之状况佳,又因临近上枫社区,当污水放流时,不慎之引灌造成对照处理的水稻,在插秧40天之分蘖数就高达20支以上,且增施不同用量氮肥之处理,亦徒增水稻无效分蘖数高达7.5~11.6支。第二期作水稻有效分蘖率(成熟期穗数/插秧后第二期作30天分蘖数)以施氮肥处理之平均(97%)较对照处理(93%)高。显示第二期作试验田区之灌溉水(地下水)的肥分较低,而不至于影响水稻植株之生育及分蘖数,各处理之有效分蘖率高达九成以上。罗等人(15)之研究指出,在水稻初期生长对氮肥反应敏感之土壤,应少施氮肥以降低无效分蘖,而保持适当分蘖数,在生长后期给予适当养分管理。氮肥用量对水稻产量之影响 39不同生育期株高调查结果显示(表四),第一期作插秧后40天生育调查以施N270及N210处理株高较高,其次为N150及N90处理均显著较对照(N0)高。成熟期之株高以N270处理者最高,其次为N210和N150处理,而以N90和N0的株高较低。施用氮肥之处理的水稻平均株高(108 cm)较对照处理增高约10 cm;显示增施氮肥促进水稻对氮吸收,致株高增高,惟收获前因受气候影响而造成N210及N270之处理的水稻植株倒伏产量降低。本地区种植之水稻氮肥施用量在90~150 kg N ha-1间,即足够生育所需。第二期作在插秧后30天生育调查结果显示,氮肥施用可使水稻增高,但不同氮肥用量与水稻株高间并无显著相关。成熟期之株高以施N270、N210及N150处理显著较高,而施N90处理之株高次之,但亦显著高于对照组者。由此可知,施不同量氮肥使二期作水稻株高之增加,若逢圣婴年气候异常时,可减少氮肥用量以避免倒伏所造成稻谷产量及稻米品质的下降。
    
    氮肥用量对水稻产量之影响
    
    各处理之稻谷产量,其中第一期作以N90、N150和N210处理之产量显著高于未施氮肥之对照组,但三处理之水稻产量间无显著差异。施用N270处理之水稻产量反而较低,而与对照组相近。由此推知,本试验地之第一期作台农71号水稻的氮肥施用量介于90~150 kg即可达较高产量。第二期作之稻谷产量以施N270及N210处理显著较高,再依次为N150、N90和N0,且各处理间呈显著差异。显示本试验区第二期作台南11号之稻谷产量随氮肥用量的增加而增高。
    
    第一期作N210及N270 (重氮)处理之稻草产量较对照组平均增产29%,N90 (低氮)处理之稻草产量则较对照组增产约16%。第二期作稻草产量以N270及N210处理较对照组分别40 台中区农业改良场研究汇报第一一四期增产50及49%,而N90则较对照处理增产27%,各处理间有显著差异;显示氮肥用量对稻草增产效果与稻谷相似。
    
    台中地区砂页岩冲积土之稻田氮肥需要量,第一期作以每公顷氮90~150 kg之用量足可提供台农71号水稻生育所需之养分。 90~150 kg N ha-1用量即可产出7,267 kg ha-1之稻谷,且较N0处理增产10%;其稻草平均产量(6,045 kg ha-1)则较N0处理增产10%。第二期作于红壤水田,每公顷氮高达200 kg时,台南11号水稻产量高达7,500 kg,显示第二期作因雨量减少,若增加氮肥用量,则有助稻谷增产。因此,水稻的氮肥施用,宜随气候变化、水稻植株生长所需与叶片姿态灵活调整用量。


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