水稻是我國主要糧食作物，其種植面積較大，氮肥用量多，近年來，因為稻田氮肥施用過量而導致的水體以及大氣污染等環境問題引起重視，針對提高水稻產量和氮肥利用率的研究也成為近年的熱點。尿素分次施用、緩控釋肥的施用、有機無機配合施用、脲酶抑制劑以及硝化抑制劑等措施均能有效降低氮肥的損失，提高氮肥利用率。氮肥在土壤中的移動具有一定的空間局限性，改變氮肥施用方式，將氮肥集中施入水稻根系下方合適的位置（根區施肥），可以有效提高水稻產量和氮肥利用率。一方面減少氮素的損失風險，另一方面肥料養分釋放與水稻吸收和利用相匹配。張朝等研究表明，即使是3倍于常規施氮水平，肥料氮素表面撒施后的遷移轉化也僅僅發生在5 cm土層內。筆者試驗也證明，將尿素一次性點施于水稻根下，相對尿素表面撒施處理，能顯著提高水稻產量和氮肥利用效率。氮肥用量能顯著影響水稻根系的生長，進而影響水稻的產量，氮肥集中施入根系周圍，存在養分高濃度毒害的風險。研究水稻不同生長時期對氮肥濃度的耐受能力，明確供氮濃度與水稻產量及養分吸收之間相互關系至關重要，本研究以水稻氮肥的根區施肥模式為出發點，主要研究水稻根系在不同生長時期對不同供氮濃度的反應，揭示水稻產量以及氮肥利用率與供氮濃度和供氮時期的關系，以期為提高肥料利用率的根區施肥模式提供理論支持。

結果與分析

供氮濃度與時期對水稻干物質積累及分配的影響

從圖1可以看出，不同時期施氮對水稻籽粒和秸稈產量均產生明顯的影響。

無論氮肥全部用作基肥、分蘗肥還是用作拔節肥，水稻籽粒產量均隨供氮濃度的增加而增加。氮肥全作基肥時，供氮濃度為210 mg/kg時產量最高，為91.5 g/穴，相對不施氮肥處理高78.7%。氮肥全作分蘗肥時水稻產量以供氮濃度210 mg/kg處理最高，為83.6 g/穴，明顯高于同期供氮的其他處理。拔節期供氮產量最高的為180 mg/kg處理，為79.2 g/穴，雖然拔節期施肥處理的水稻產量仍隨供氮濃度的增加而增加，但是產量增加幅度較小，氮肥全部作基肥施用時產量隨供氮濃度增加的增幅最大。從相同供氮濃度在不同生長時期施用的效果看，供氮濃度小于120 mg/kg時，相同供氮濃度在不同時期施用，水稻產量差異不大；但當供氮濃度超過120 mg/kg時，則表現為氮肥用作基肥時水稻產量的增幅最多，供氮濃度為210 mg/kg時，氮肥用作基肥比用作拔節肥水稻增產22.7%。水稻秸稈生物量變化趨勢與籽粒相同。氮肥全作基肥、分蘗肥、拔節肥的最大秸稈干物質量均為210 mg/kg處理，分別為113.3、100.3、76.7 g/穴，比不施氮肥處理分別增加76.2%、54.9%、18.4%。從不同時期供氮對秸稈生物量的影響看，低濃度供氮時以氮肥用作分蘗肥效果最好，高濃度供氮時仍以氮肥用作基肥秸稈生物量最大。

從圖2可以看出，不同時期供氮及供氮濃度對水稻干物質分配有明顯影響。

氮肥作基肥施用時，籽粒干物質分配比例隨供氮濃度的增加呈現先降低后平穩的變化，供氮濃度大于120 mg/kg時籽粒干物質分配基本保持不變。基肥30 mg/kg處理籽粒分配比例最大，達51.0%，明顯高于其他處理。氮肥用作分蘗肥時，籽粒干物質分配比例也有隨供氮濃度的增加而降低的趨勢，但是各處理間差異不明顯。氮肥用作拔節肥時，不同供氮濃度處理間并無明顯的變化規律，但是籽粒干物質分配比例均高于50%，明顯高于用作基肥和分蘗肥。從同一濃度不同時期施用的效果看，供氮濃度在30～60 mg/kg時，氮肥用作基肥、拔節肥時籽粒干物質分配比例相對較大。供氮濃度較高時，用作拔節肥時籽粒的干物質分配比例最大。

供氮濃度與時期對水稻氮含量及積累量的影響

從圖3可以看出，不同供氮濃度對水稻籽粒和秸稈氮含量有明顯影響。從同一時期不同供氮濃度結果看，氮肥全部作基肥施用時，水稻籽粒氮含量隨著施氮濃度的增加而增加，在150 mg/kg時達到最大值，為12.3 mg/g，之后隨氮濃度增加略有下降，但處理間差異不明顯。氮肥作分蘗肥時籽粒氮含量的變化趨勢與用作基肥類似，即在施肥濃度為150 mg/kg時最高。然而氮肥全作拔節肥處理時，籽粒氮濃度隨著施氮濃度的增加顯著增加，在供氮210 mg/kg時最大，為17.1 mg/g，比不施氮肥的處理高98.8%。而從相同供氮濃度不同供氮時期數據看，總體表現為氮肥用作拔節肥時籽粒氮含量明顯高于用作基肥、分蘗肥時的籽粒氮含量。供氮30 mg/kg時，拔節肥處理的籽粒氮含量為12.7 mg/g，比最低的基肥處理高38.0%；供氮210 mg/kg時，拔節肥處理的籽粒氮含量比最低的分蘗肥處理高36.8%，差異明顯。

秸稈氮含量的變化趨勢與籽粒氮含量一致，但變化幅度比籽粒小。氮肥作基肥時，秸稈氮含量隨供氮濃度增加而增加，在180 mg/kg時達最大值，為8.3 mg/g，比不施氮處理高90.9%，與210 mg/kg處理間差異不明顯。氮肥用作分蘗肥、拔節肥時，秸稈氮含量均在供氮210 mg/kg時達到最大值，分別為7.3、11.2 mg/g，比不施氮處理分別高65.9%、154.5%。從相同供氮濃度不同供氮時期看，供氮濃度在0～60 mg/kg時，不同時期供氮水稻秸稈氮含量差異不明顯；供氮濃度大于90 mg/kg時，氮肥用作拔節肥的秸稈氮含量顯著高于用作基肥和分蘗肥。

本試驗在大田條件下進行，供氮濃度210 mg/kg相當于472.5 kg/hm2的純氮用量，明顯高于常規氮肥用量，筆者在基肥施用20 d后，取樣測定了水稻的生長參數，數據顯示基肥供氮濃度大于90 mg/kg時會抑制水稻的生長，水稻干物質量明顯降低。但從整個生育期來看，這種毒害并未影響水稻產量，分蘗肥、拔節肥供氮濃度達到210 mg/kg時也不會有毒害的癥狀。可能為水稻前期根系相對弱小，對于高氮濃度相對敏感，隨著根系的逐漸強壯，其對高濃度氮素耐受力增強。所以，根區施肥技術要著重考慮和解決氮肥初期對水稻的影響。