氮在水稻生长发育及产量形成中发挥着极其重要的作用。氮肥的合理施用不但有利于高产高效也利于农业可持续发展^[1]。黑龙江省水稻常年种植面积在400万hm²（6000万亩）左右，生产中常采用基肥加一次、二次或三次追肥的方式，其中以一次到两次追肥形式较多^[2]。由于稻田追肥费时费力，且劳动力成本增加，人们积极探索水稻轻简化施肥技术及效果。控释尿素的生产和应用为节能高效农业生产提供了可能^[3]。施用控释尿素能够增加水稻氮素吸收量，提高产量和氮肥利用率^[4⇓-6]。张迪等^[7]以一次基肥结合两次追肥的常规处理为对照，研究了寒地粳稻一次性侧深施用不同控释肥的效果，结果表明，48%日本氮控释掺混肥（T1）和52%树脂包膜控释肥（T3）在寒地粳稻免追侧深施肥下是可行的。马昕等^[8]于2013-2015年在黑龙江农垦大兴农场进行田间试验，在肥料总量和底肥用量相同的条件下，以常规尿素一基两追为对照，研究结果表明，机械插秧的同时侧深施控释期为50 d和80 d的控释尿素，能保证水稻整个生育期对氮素的需求，成熟期氮积累、干物质积累、产量和氮效率显著增加，以控释期长的控释尿素效果更好。研究^[9]证明，寒地水稻采用侧深施控释肥能够增加水稻产量和氮肥利用率。然而，由于农机技术等原因，黑龙江省侧深施肥推广面积有限，大部分地区没有侧深施肥机械，因此，开展不同控释尿素施用对水稻农艺性状、产量、氮肥利用率的影响研究，明确在没有侧深施肥的条件下，不同控释期控释尿素一次性基施的效果，以期为寒地水稻简化高效施肥提供数据支撑。

供试土壤类型为草甸土型水稻土，供试土壤基本化学性质见表1。

供试水稻品种：2019年水稻品种为龙稻18；2020年水稻品种为绥粳18。

供试肥料：氮肥（BU）为普通尿素（N 46%）；控释尿素（CRU）为山东金正大生产树脂包膜尿素（控释期60 d含N 43%；控释期90 d含N 42%）；磷肥为重过磷酸钙（P₂O₅ 46%），钾肥为氯化钾（K₂O 60%）。根据欧洲标准委员会规定：缓控释肥料在水中（25 ℃）1 d的养分释放速率≤15%，28 d的≤75%，在规定的时间内>75%被释放。本试验所用控释期60和90 d的控释尿素，25 ℃时，1 d养分释放率分别为0.98%和4.50%；在28 d时溶出率分别为34.9%和48.7%（图1和图2）；在规定的时间内溶出率均超过75%。

2019和2020年在黑龙江省方正县和哈尔滨阿城区连续进行2年试验。方正县属于第二积温带，有效积温2500~2700 ℃，阿城区属第一积温带，有效积温2700 ℃以上。试验设5个处理，分别为不施氮肥（N₀）、常规施肥（CF，尿素一次基施两次追施）、尿素一次性基施（BU）、控释期60 d尿素一次性基施（CRU₆₀）、控释期90 d尿素一次性基施（CRU₉₀）；3次重复，随机区组排列，小区面积39 m²。除N₀外，其他处理施氮量相同，氮肥用量为N 165 kg/hm²。CF处理：基肥占40%、分蘖肥占40%、穗肥占20%；各处理磷肥（P₂O₅75 kg/hm²）和钾肥（K₂O 75 kg/hm²）均作基肥一次性施入，小区单排单灌，5月20日插秧，9月30日收获。

试验前采集0~20 cm土层土壤样品（S点取样法），采用常规方法分析土壤基本化学性质^[10]。

每小区收获时取2 m²水稻考种、测产；水稻秸秆和籽粒105 ℃杀青0.5 h，70 ℃烘干，称重，采用凯氏定氮法测定全氮含量。

采用Excel 2007和SPSS 13.0进行数据统计分析，采用Duncan新复极差法进行差异显著性分析。

氮肥利用率（NRE，%）=（施氮区植株地上部吸氮量-不施氮区植株地上部吸氮量）/施氮量× 100。

不同施肥处理显著影响水稻农艺性状。2年试验结果（表2）表明，与N₀相比，施氮处理显著增加水稻株高、穗长、有效分蘖数、穗数、穗粒数和穗实粒数，显著降低千粒重，结实率差异不显著，说明施肥通过增加水稻有效分蘖数和穗实粒数提高水稻产量。与BU处理相比，CRU₆₀、CRU₉₀处理水稻有效分蘖数和穗数差异不显著，千粒重显著增加（P<0.05），CRU₉₀处理显著增加了穗实粒数，平均增加6.23，而CRU₆₀处理穗实粒数未表现出增加趋势。在不同施氮次数条件下，与CF处理相比，CRU₆₀和CRU₉₀显著增加水稻千粒重（P<0.05），其中CRU₆₀处理显著降低穗实粒数，平均降低11.40，CRU₉₀处理有效分蘖数、有效穗数、穗粒数和穗实粒数虽有降低，但未达显著差异水平。

不同施肥处理对水稻产量具有显著影响。2019和2020年试验结果（图3）表明，与N₀处理相比，施氮处理显著增加水稻产量。与BU处理相比，CRU₉₀处理水稻籽粒产量呈增加趋势，2020年方正试验区水稻增产567 kg/hm²，增产率为6.3%，差异达显著水平；CRU₆₀处理水稻产量未表现出增加趋势。在不同施氮次数条件下，与CF处理相比，BU处理产量显著降低。

不同施肥处理对水稻氮肥利用率具有显著影响（表3）。与BU处理相比，CRU₉₀处理显著提高水稻氮素吸收量及氮肥利用率，2019年方正和阿城试验点分别增加4.1和7.4个百分点，2020年分别增加5.4和13.2个百分点，2年平均增加7.5个百分点；而CRU₆₀处理水稻氮肥利用率未表现出增加趋势。在不同施氮次数条件下，与CF处理相比，BU处理水稻氮肥利用率显著降低。从方正和阿城两地比较来看，2年均表现为阿城试验点氮肥利用率高于方正试验点，这可能与两地的基础肥力差异有关（表1），阿城试验点较方正试验点基础肥力稍低，N₀处理下，植株养分吸收量也低于方正试验点，因此表现为氮肥利用率较高。

效益分析结果（表4）显示，CRU₉₀处理经济效益明显高于BU处理，低于CF处理，其中2019年方正试验点和2020年阿城试验点差异显著。

水稻有效分蘖数、有效穗数、千粒重与产量密切相关。本研究结果表明，与一次性基施普通尿素相比，基施控释尿素水稻有效分蘖数差异不显著，千粒重显著提高，该结果与马晓明等^[9]在黑龙江省宝泉岭农场水稻试验结果一致。氮素供应促进了水稻快速返青，有利于争取早生分蘖，进而增加最高分蘖数。尿素是速效养分，持效性短，因此，即使尿素一次性基施前期养分供应充足，但难以维持后期幼穗分化及籽粒灌浆对养分的需求，通常最高分蘖数多，氮素养分等竞争加剧，如果养分缺乏反而会造成分蘖死亡，分蘖成穗率会降低^[11]。控释尿素的施用能够保证氮素养分的持续稳定供应^[8]，因此控释尿素基施与普通尿素基施保持相似分蘖数的同时增加了千粒重。本研究结果还表明，与CF处理相比，CRU₉₀处理水稻有效分蘖数和穗数差异不显著，而CRU₆₀处理则显著降低（方正试验点），这主要是由于拔节期以后适宜的氮素供应有助于分蘖成穗^[8]，CF与CRU₉₀处理拔节期后适宜的氮素更有利于增加水稻有效分蘖和穗数，进而为产量形成奠定基础。

不同种类控释肥由于养分释放特征不同，其控释效果亦不相同^[12-13]。本研究表明，CRU₉₀处理水稻产量、氮肥利用率均与CF处理相差不多，而CRU₆₀处理水稻产量及氮肥利用率显著低于CF处理。彭显龙等^[14]对基蘖肥氮量与寒地水稻产量和氮效率的关系研究表明，适宜的基蘖肥氮量是水稻高产和氮素高效利用的关键。本试验采用90 d的控释尿素在25 ℃培养14 d时溶出率为36.2%，控释期60 d的控释尿素，在25 ℃培养14 d时的溶出率为10.5%，可见，控释期90 d的控释尿素前期养分释放量高于控释期60 d的控释尿素。由于寒地水稻插秧后1周温度仍然偏低，土壤养分释放缓慢，而控释尿素养分溶出率过低，基蘖肥不足，因此，表现为CRU₆₀处理水稻产量显著低于CF；另外本试验地点为黑龙江省第一积温带的阿城及第二积温带的方正，属于寒地水稻中有效积温较高的地区，水稻生育期较长，因此若控释尿素一次性基施时，应优先选择控释期较长（90 d）的控释尿素。

许多研究^[15-16]表明，不同基因型水稻品种，植株养分吸收量不同。本试验中选择了不同的水稻品种主要原因如下：（1）本试验中2个水稻品种虽然养分吸收量不同，但差异不大（表3），且本试验中每年各处理的品种是一致的，不会影响施肥处理间效果的比较；（2）试验地在水稻品种选择上以每年该地区或该农户主栽品种来选择，其中龙稻18是国家审定的一级优质稻，绥粳18是目前黑龙江省年推广面积超过66.67万hm²（1000万亩）的水稻品种，因此，在品种选择上具有代表性；（3）本文中2年各施肥处理间水稻农艺性状及产量效果趋势相似，间接说明了在这2个水稻品种种植条件下，均可按本试验结果选择肥料种类及施肥方式，对实际生产更具指导意义。

孙磊^[17]在黑龙江省中部黑土区，研究了硫磺和树脂双层包膜控释尿素（含氮量34%，控释期120 d）在水稻生产上的应用效果，结果表明，在水稻上一般不宜单独施用控释尿素，以免前期供氮不足，后期贪青晚熟，应提倡与普通尿素配合施用。魏海燕等^[18]研究表明，与常规分次施肥对比（一基一蘖），缓控释肥一次性基施处理没有增加甬优2640的产量，原因在于其前中期肥力相对集中，后期无法满足水稻生长所需，叶面积指数低，光合弱，干物质生产少，同时甬优2640群体颖花过大、穗大粒多的特点也是重要因素。蒋伟勤等^[19]将2种不同缓释期的控释肥组配成控混肥，并与常规氮肥掺混进行一次性基施，结果表明，100 d+80 d、100 d+ 120 d的处理在关键生育时期释放的养分更能满足南粳9108和丰粳1606的需要，100 d+80 d处理2个品种较对照分别增产4.66%和4.29%。本试验也表明，与常规水稻一基两追相比，一次性施用控释尿素虽然水稻千粒重有所增加，但产量及氮肥利用率均有所降低，尤其是施用控释期为60 d的树脂包膜尿素，水稻产量性状及肥料利用率效果不佳。经济效益分析表明，CRU₉₀处理经济效益显著高于BU处理，低于CF处理，其中2019年方正试验点和2020年阿城试验点差异显著，这一结果也孙磊^[17]和魏海燕等^[18]研究结果相似，说明寒地水稻单独施用控释尿素经济效益不佳。结合以往研究分析，寒地水稻简化施肥可以进行侧深施肥^[7-8]或控释尿素与普通尿素按一定比例混合搭配^[17,20-21]，适时施用调节肥，另外在控释尿素的选择上也要充分考虑控释尿素种类、土壤养分状况、控释尿素养分释放特征、气象因子等因素，这也为进一步深入研究寒地水稻简化高效施肥提供了新的思路。

与BU处理相比，施用CRU₉₀控释尿素，水稻千粒重和氮肥利用率显著增加，2020年方正试验点水稻产量显著增加。与CF处理相比，CRU₆₀处理显著降低水稻穗粒数、产量和氮肥利用率，CRU₉₀处理各项指标差异不显著。

综合考虑水稻农艺性状、产量、氮肥利用率等相关指标，在没有侧深施肥条件下，若采用一次性施肥，施用控释期90 d的控释尿素效果好于控释期60 d的控释尿素。