大麥秸稈還田旱整機(jī)插水稻氮肥用量與運(yùn)籌試驗(yàn)

孫亞龍，李步群，周克明，王　升，葉仁宏，徐年龍，宗愛國(guó)，周娜娜，于洪喜*

(1.江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司新洋分公司，江蘇射陽224314；2.江蘇省鹽城農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇射陽224314)

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大麥秸稈還田旱整機(jī)插水稻氮肥用量與運(yùn)籌試驗(yàn)

孫亞龍1，李步群1，周克明1，王升2，葉仁宏2，徐年龍2，宗愛國(guó)2，周娜娜2，于洪喜2*

(1.江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司新洋分公司，江蘇射陽224314；2.江蘇省鹽城農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇射陽224314)

在大麥秸稈還田與水田旱整的基礎(chǔ)上，為探討氮肥用量對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)等的影響，進(jìn)行了與旱整措施配套的氮肥用量與運(yùn)籌試驗(yàn)。結(jié)果表明：水稻生育期施純氮21 kg/667 m2，且基肥、蘗肥與穗肥質(zhì)量運(yùn)籌比例分別為40%、20%與40%時(shí)，其群體莖蘗變化平穩(wěn)，穗粒結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)合理，小區(qū)產(chǎn)量達(dá)到最高，可為秸稈還田條件下指導(dǎo)水稻生產(chǎn)提供依據(jù)。

水稻；秸稈還田；旱整；產(chǎn)量；氮肥運(yùn)籌

江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司新洋分公司近年來的種植方式以稻麥(大麥)輪作為主，收獲后秸稈全部還田。水田旱整這項(xiàng)技術(shù)于2014年開始在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了小面積示范，即將水田平整由帶水整田改為旱整，并開好溝系，最后上水栽插水稻。水田旱整在改善土壤理化性狀、促進(jìn)秧苗早生快發(fā)、提高水稻產(chǎn)量等方面優(yōu)于水整[1-3]，同時(shí)相對(duì)疏松的土壤環(huán)境也有利于秸稈的腐熟。

對(duì)于秸稈還田作為肥料的研究報(bào)道較多[4-7]，以旱整為基礎(chǔ)的大麥秸稈全量還田下，該地區(qū)水稻最佳施氮量及運(yùn)籌比例仍未見相關(guān)報(bào)道。本試驗(yàn)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，探討了氮肥用量及不同運(yùn)籌比例對(duì)水稻植株農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，為大面積推廣秸稈全量機(jī)械還田旱整施氮技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)情況

試驗(yàn)地前茬為大麥，土壤有機(jī)質(zhì)為22.0 g/kg，全氮1.45 g/kg，速效磷17.5 mg/kg，速效鉀97 mg/kg，土壤pH值為7.9。5月12日硬盤育秧，6月9日機(jī)插秧，品種為9424，由江蘇省大華種業(yè)集團(tuán)有限公司新洋分公司提供。水稻行株距為30 cm×12 cm，栽植密度為1.85萬穴/667 m2，每穴3～5株，基本苗在8.7萬/667 m2左右。移栽后7 d施第1次分蘗肥，移栽后14 d施第2次分蘗肥，倒4葉期施促花肥，倒2葉期施保花肥。采用大田機(jī)械操作大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，大區(qū)面積324 m2(27 m×12 m)，水漿管理與病蟲害防治同其它大田。成熟后采用隨機(jī)割方的方法進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，每個(gè)處理3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)面積為4 m2。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：A為空白對(duì)照(CK)，即不施肥；B、C、D、E、F分別為施氮量15、18、21、24、27 kg/667 m2，其中基肥、分蘗肥、穗肥運(yùn)籌比例分別為40%、20%、40%，各處理設(shè)計(jì)見表1。供試肥料潤(rùn)墾尿素(總氮≥46.4%)由江蘇雙多化工有限公司生產(chǎn)，中東復(fù)合肥(質(zhì)量比：N ∶P2O5∶K2O=12 ∶18 ∶15)由江蘇中東化肥股份有限公司生產(chǎn)。復(fù)合肥全部做基肥施用，蘗肥和穗肥全部為潤(rùn)墾尿素。

表1　各處理氮肥用量及各期氮肥所占比例

1.3數(shù)據(jù)計(jì)算

肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率(%)=

肥料利用率(%)=

作物吸收養(yǎng)分量=作物產(chǎn)量×水稻需肥量/100 kg

注：以上產(chǎn)量與施用量等指標(biāo)單位皆為kg/667 m2。

2　結(jié)果與分析

2.1不同氮肥用量處理對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

由表2可知，施用氮肥均能提高高峰苗和有效穗，但在不同用量下表現(xiàn)不同。隨氮肥用量的增加，高峰苗和分蘗率呈遞增趨勢(shì)，有效穗和成穗率呈先增后減趨勢(shì)。施純氮27 kg/667 m2時(shí)，分蘗率最高，為462.0%，而成穗率為55.5%，表現(xiàn)最低。說明氮肥的過多施用會(huì)增加無效分蘗，降低了最終的成穗率。氮肥用量為21 kg/667 m2時(shí)有效穗為最高，但成穗率不是最高。

表2　不同氮肥用量處理對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

2.2不同氮肥用量處理對(duì)水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

由表3可知，氮肥能有效增加水稻產(chǎn)量，產(chǎn)量隨氮肥用量的增加呈先增后減趨勢(shì)，在氮肥用量為21 kg/667 m2時(shí)達(dá)最高，較空白增產(chǎn)30.9%，在繼續(xù)增加用量后，產(chǎn)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)，在施氮肥27 kg/667 m2達(dá)最低，較空白增產(chǎn)25.3%，較處理D減產(chǎn)5.6%。分析產(chǎn)量結(jié)構(gòu)可知，氮肥主要是通過增加有效穗、結(jié)實(shí)率來增產(chǎn)，但會(huì)降低穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，與陸旭等[8]研究結(jié)果相似。穗長(zhǎng)也有隨氮肥用量的增加呈先增后減的趨勢(shì)，在施氮肥18 kg/667 m2時(shí)達(dá)最長(zhǎng)。

表3　不同氮肥用量處理對(duì)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

圖1　不同氮肥用量處理對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率

圖2　水稻單位面積產(chǎn)量與氮肥施肥量關(guān)系的擬合曲線

處理總氮量(kg/667m2)產(chǎn)量(kg/667m2)增產(chǎn)(kg/667m2)增效(元/667m2)肥料投入(元/667m2)凈效益(元/667m2)A(CK)0564.4B15689.5125.1375.3110.5264.8C18725.5161.1483.3122.1361.2D21739.0174.6523.8133.8390.0E24718.2153.8461.4145.4316.0F27707.2142.8428.4157.0271.4

注：稻谷3元/kg，復(fù)合肥2.8元/kg，尿素1.7元/kg。

圖3　不同氮肥用量處理的肥料利用率

結(jié)合各氮肥用量處理的產(chǎn)量計(jì)算肥料對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率(圖1)，處理D肥料對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)率最高，為23.6%，其次是處理C，為22.2%，處理F最低，為20.2%。將各處理的氮肥用量和產(chǎn)量進(jìn)行擬合，如圖2，得擬合曲線y=-0.340 8x2+14.8x+562.49。由此可以算出，最高產(chǎn)量施氮量為21.7 kg/667 m2，產(chǎn)量為723.2 kg/667 m2，與處理D較為接近，但其肥料利用率不是最高(圖3)。

氮肥用量投入過多，肥料利用率低，作物產(chǎn)量反而會(huì)下降，不能帶來相對(duì)等的產(chǎn)量增加值，除了被植株吸收的那一部分外，多余的部分都通過淋溶、固定、揮發(fā)等途徑損失掉，過高的養(yǎng)分供應(yīng)還會(huì)伴隨高呼吸消耗、病蟲危害加劇、倒伏，造成作物對(duì)肥料的奢侈吸收而不能有效地轉(zhuǎn)化到籽粒中[9-10]。試驗(yàn)中大麥秸稈還田，會(huì)消耗部分氮素，也會(huì)在一定程度上降低氮肥利用率。

2.3秸稈還田旱整機(jī)插稻氮肥用量經(jīng)濟(jì)參數(shù)分析

在水稻生產(chǎn)中，肥料投入是制約效益的關(guān)鍵。對(duì)不同氮肥用量處理的產(chǎn)量、肥料投入、經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(表4)，處理D凈效益最高，為390.0元/667 m2，與肥料對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率最高相一致。從成本看，以處理F以157.0元/667 m2投入為最多，處理F較處理D多投入尿素13.7 kg/667 m2，成本增加15.4元/667 m2。

3　結(jié)論與討論

高氮雖然有利于提高分蘗率、有效穗、結(jié)實(shí)率，但由于水稻生長(zhǎng)過于旺盛、植株徒長(zhǎng)、貪青晚熟、倒伏嚴(yán)重等原因，造成穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量下降，不能獲得高產(chǎn)[11]。而低氮處理下雖穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量高，但因有效穗不足，也得不到高產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻產(chǎn)量在純氮用量0～21 kg/667 m2范圍內(nèi)，隨施肥量的增加而提高，超過21 kg/667 m2則呈下降趨勢(shì)。結(jié)合產(chǎn)量與施氮量的回歸方程，施氮量為21.7 kg/667 m2，最大產(chǎn)量為723.2 kg/667 m2。

在全量秸稈還田、水田旱整新耕作措施基礎(chǔ)上掌握肥料施用量尤為重要。結(jié)合產(chǎn)量和凈效益綜合來看，處理D表現(xiàn)最優(yōu)，雖處理E和F產(chǎn)均超過700 kg/667 m2，但因其較處理D分別增加了6.8 kg/667 m2和20.5 kg/667 m2的肥料用量，提高了施肥機(jī)械和人工成本，增加了面源污染，在實(shí)際生產(chǎn)中并不可取。

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Nitrogen Fertilizer Application Rate and Management Strategy for Mechanically Transplanted Rice in a Field with Barley Straw Incorporated into Soil and Prepared under the Dried Condition

SUN Ya-long,LI Bu-qun,ZHOU Ke-ming,WANG Sheng,YE Ren-hong,XU Nian-long,ZONG Ai-guo,ZHOU Na-na,YU Hong-xi

(1.Xinyang Branch of Jiangsu Provincial Agricultural Reclamation and Development Corporation,Sheyang 224314,China; 2.Jiangsu Provincial Yancheng Reclamation and Institute of Agricultural Sciences,Sheyang 224314,China)

The present study assessed the effects of nitrogen fertilizer application rate and management strategy on tiller development and yield components of mechanically transplanted rice in a paddy field with barley straw fully incorporated into the soil and prepared under the dried condition.Rice tillers developed steadily and grain was reasonable in the treatment with nitrogen fertilizers applied at 21kg/667m2and the following management strategy:the proportions of N-fertilization at basal,tillering,and panicle stages were 40%,20%,and40%,respectively.Consequently,this treatment resulted in a high plot yield.Thus,the present study provides a scientific reference for rice production in the field with barley straw fully incorporated into soil.

Rice;Incorporation of straw into soil;Field prepared under the dried condition;Yield;Nitrogen fertilizer management strategy

2016-04-06

江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司2015年度農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目(2015-01)。

孫亞龍(1967—)，男，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理工作。E-mail:957851925@qq.com。

于洪喜(1982—)，男，碩士，助理農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣和研究工作。E-mail:286680722@qq.com。

S143.1+4；S147

A

1673-6486-20160171

孫亞龍,李步群,周克明,王升,葉仁宏,徐年龍,宗愛國(guó),周娜娜,于洪喜.大麥秸稈還田旱整機(jī)插水稻氮肥用量與運(yùn)籌試驗(yàn)[J/OL].大麥與谷類科學(xué),2016，33(3)：45-47，54[2016-09-07]. http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1769.S.20160907.1011.004.html