側(cè)深施肥對寒地水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

楊成林，王麗妍，趙紅玉

（1.黑龍江省農(nóng)墾總局建三江管理局大興農(nóng)場，黑龍江 佳木斯 156303；2.內(nèi)蒙古新巴爾虎右旗環(huán)境保護(hù)局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021300）

側(cè)深施肥對寒地水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

楊成林1，王麗妍1，趙紅玉2

（1.黑龍江省農(nóng)墾總局建三江管理局大興農(nóng)場，黑龍江 佳木斯 156303；2.內(nèi)蒙古新巴爾虎右旗環(huán)境保護(hù)局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021300）

為了確保水稻側(cè)深施肥技術(shù)在寒地水稻種植過程中發(fā)揮最佳的節(jié)肥節(jié)本增效效果，試驗(yàn)以龍粳31水稻品種為試驗(yàn)材料，通過大田隨機(jī)區(qū)組設(shè)計研究側(cè)深施肥不用施用量對寒地水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響。結(jié)果表明：除減量20%外，側(cè)深施肥方式均提高了水稻的產(chǎn)量，其中側(cè)深施肥常量處理由于有效穗數(shù)較多，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重均較高，產(chǎn)量高達(dá)9.97 t/hm2。肥料利用率則表現(xiàn)為，減量后水稻氮素籽粒生產(chǎn)效率、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮肥的偏生產(chǎn)力有所提高，而且氮素農(nóng)學(xué)利用率在減量5%后達(dá)到最大。說明減量5%～10%不僅減少了肥料的投入，提高了水稻的產(chǎn)量，同時也提高了肥料的利用效率，達(dá)到了最佳的施肥水平。

寒地；水稻；側(cè)深施肥；產(chǎn)量；肥料利用率

水稻生產(chǎn)在全球糧食作物生產(chǎn)中占據(jù)非常重要的地位。目前我國水稻平均單產(chǎn)水平已經(jīng)高出世界平均水平的65%，水稻產(chǎn)量的不斷增加更加突出地表現(xiàn)為化肥的使用特別是氮肥的施用量的不斷增加［1-2］。與此同時氮肥的平均利用率僅為30%～35%，低于世界平均水平，比發(fā)達(dá)國家低 15～20 個百分點(diǎn)［1，3］。目前，我國水稻種植過程中普遍存在施肥量過大、施肥方式不合理、肥料利用率低且施肥存在盲目性等現(xiàn)象?；实拇罅渴褂?，加上不合理的施肥方式都會帶來農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及品質(zhì)的下降、土壤板結(jié)及污染環(huán)境等問題。水稻側(cè)深施肥技術(shù)近年來在寒地稻作中大面積推廣，此技術(shù)可定量、精準(zhǔn)施肥，不僅可提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，同時有效提高了肥料利用率［4］，使水稻生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效。水稻側(cè)深施肥技術(shù)在黑龍江水稻生產(chǎn)中大面積應(yīng)用，并取得了良好的增產(chǎn)節(jié)本增效的效果［5-13］。為了進(jìn)一步研究側(cè)深施肥技術(shù)在寒地水稻上的應(yīng)用效果，全面研究側(cè)深施肥方式下側(cè)深專用肥不同施用量對水稻產(chǎn)量和肥料利用率的影響，為標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化開展側(cè)深施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種：龍粳31，主莖11葉水稻品種。

供試肥料：尿素（含氮46%）、磷酸二銨（含氮18%；含磷46%）、硫酸鉀（含鉀50%）、水稻側(cè)深專用肥（基蘗同施，N∶P∶K=21∶15∶16）。

主要機(jī)械：洋馬側(cè)深施肥插秧機(jī)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2014—2016年在黑龍江省農(nóng)墾大興農(nóng)場第九管理區(qū)示范戶水稻田進(jìn)行，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量和施肥方式為對照，選擇基蘗同施側(cè)深專業(yè)肥處理，進(jìn)行不同施肥量減量對比試驗(yàn)，如表2所示，試驗(yàn)設(shè)6個處理：

常規(guī)施肥（CK）：整個生育期施肥總量450 kg/hm2，其中尿素165 kg/hm2、磷酸二銨120 kg/hm2、鉀肥165 kg/hm2，基肥施用尿素66 kg/hm2、磷酸二銨120 kg/hm2、硫酸鉀99 kg/hm2，返青分蘗肥施用尿素66 kg/hm2，穗肥施用尿素33 kg/hm2、硫酸鉀66 kg/hm2。N∶P∶K=20∶11∶17，人工撒施，其中基肥在最后一遍水整地前施用，返青分蘗肥在水稻4葉期施用，穗肥在水稻10葉期施用。

氮空白區(qū)（N0）：整個生育期不施用氮肥處理，磷鉀肥用量和時期和常規(guī)施肥相同。

處理1（S1）：側(cè)深專用肥常量。側(cè)深專用肥作為基孽側(cè)深同施，用量為375 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為450 kg/hm2，穗肥施用時期同常規(guī)施肥。

處理2（S2）：側(cè)深專用肥減量5%。側(cè)深專用肥作為基孽側(cè)深同施，用量為356.25 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為431.25 kg/hm2，穗肥施用時期同常規(guī)施肥。

處理3（S3）：側(cè)深專用肥減量10%。側(cè)深專用肥作為基孽側(cè)深同施，用量為337.5 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為412.5 kg/hm2，穗肥施用時期同常規(guī)施肥。

處理4（S4）：側(cè)深專用肥減量20%。側(cè)深專用肥作為基孽側(cè)深同施，用量為300 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為375 kg/hm2，穗肥施用時期同常規(guī)施肥。

試驗(yàn)采取大田種植模式，采用小區(qū)對比法，每個處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積1 000 m2。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量測定 完熟期五點(diǎn)法取樣進(jìn)行產(chǎn)量測定及其構(gòu)成因素（有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重）的調(diào)查。

1.3.2 植株氮素測定 分別于幼穗分化期、抽穗期、灌漿期（齊穗后15 d）和成熟期（齊穗后35 d）五點(diǎn)法取樣，樣品各處理植株葉、莖鞘、穗各部分分開，置于105℃烘箱中殺青30 min，85℃烘干至恒重，降至室溫分別稱其干重，并將樣品粉碎過濾，采用凱氏定氮法測定水稻氮素含量。

1.3.3 氮效率計算 氮素積累總量（TNA）：單位面積植株氮素積累量的總和（kg）

氮素籽粒生產(chǎn)效率（NUEg）=水稻產(chǎn)量/植株氮素積累量的總和（kg/kg）

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率（NUEb）=植株干物質(zhì)總量/植株氮素積累量的總和（kg/kg）

氮素農(nóng)學(xué)利用率（AE）=（施氮處理水稻產(chǎn)量-氮空白區(qū)處理水稻產(chǎn)量）/施氮量（kg/kg）

氮肥偏生產(chǎn)力（PFP）=施氮區(qū)稻谷產(chǎn)量/施氮量（kg/kg）

1.3.4 效益分析 肥料成本：肥料按照市場價，其中尿素1 400元/t，磷酸二銨2 900元/t，硫酸鉀3200元/t，側(cè)深施肥2 950元/t。

人工成本：按照單戶20 hm2規(guī)模計算，高性能插秧機(jī)每臺日插秧面積平均3.3 hm2，由于側(cè)深施肥插秧機(jī)需要加肥，則側(cè)深施肥每天每臺插秧機(jī)平均插秧面積3 hm2，常規(guī)高性能插秧機(jī)插秧20 hm2時間約為6 d，側(cè)深施肥插秧機(jī)插秧時間6.5 d，插秧延時人力增加投入1 275元，每公頃增加63.75元，施肥作業(yè)減少人力投入2 100元，每公頃節(jié)約105元。

采用DPS7.05和SPSS13.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，利用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性測驗(yàn)，采用Excel 2003繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 側(cè)深施肥不同用量對水稻產(chǎn)量的影響

如表1所示，在產(chǎn)量構(gòu)成的幾個因素中，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重在各處理間差異均未達(dá)顯著水平，其中單位面積有效穗數(shù)表現(xiàn)為S1＞S2＞S3＞CK＞S4＞N0，其中S1、S2、S3處理極顯著高于S4處理及常規(guī)施肥和空白對照，S1、S2、S3處理間差異未達(dá)顯著水平，S4處理和對照間差異未達(dá)顯著水平。說明隨著側(cè)深施肥施用量的降低，有效穗數(shù)下降，當(dāng)施肥量低至20%時，側(cè)深施肥有效穗數(shù)低于常規(guī)施肥。其中氮空白處理均極顯著低于側(cè)深施肥處理和常規(guī)施肥。

表1 側(cè)深施肥處理對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

各處理產(chǎn)量表現(xiàn)為S1＞S2＞S3＞CK＞S4＞N0，其中S1處理由于有效穗數(shù)較多，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重較高，產(chǎn)量高達(dá)9.97 t/hm2，比對照高出9.2%，差異達(dá)顯著水平；在各處理中，S4處理產(chǎn)量低于對照，比對照低2.3%，比S1處理低11.3%，S4、S1處理相比差異達(dá)極顯著水平，與S2處理相比差異達(dá)顯著水平，空白對照極顯著低于側(cè)深施肥處理和常規(guī)施肥對照。說明側(cè)深施肥減量5%、10%雖然產(chǎn)量高于常規(guī)施肥對照，但增產(chǎn)率下降，減量達(dá)到20%后，不能保證后期水稻氮素的充足供應(yīng)，產(chǎn)量降低。

2.2 側(cè)深施肥不同用量對氮素積累吸收及利用率的影響

表2 側(cè)深施肥處理對水稻氮吸收的影響（kg/hm2）

2.2.1 側(cè)深施肥不同用量對水稻吸氮總積累量的影響 如表2所示，在幼穗分化期，側(cè)深施肥各處理水平均高于常規(guī)對照，其中S1處理水稻氮素吸收積累量高于其他處理和對照，但差異未達(dá)顯著水平；從穗分化期到抽穗期，S1處理氮積累量為106.7 kg/hm2、S2處理氮積累量為 105.8 kg/hm2、S3處理為 101.4 kg/hm2、S4處理為95.2kg/hm2、對照為98.4 kg/hm2，S1和對照相比增加7.8%，差異達(dá)顯著水平；S1與S4處理相比增加10.8%，差異達(dá)極顯著水平。從抽穗期到成熟期，S1處理氮積累量為9.9 kg/hm2、S2處理為6.2 kg/hm2、S3處理為6.1kg/hm2、S4處理為8.1kg/hm2、對照為7.8 kg/hm2，其中S1處理氮積累量較對照增加21.2%。成熟期S1處理氮素吸收積累量最高，S4處理最低，其中S1處理與對照和S4處理相比分別增加9.8%、11.9%，差異達(dá)到顯著水平。

2.2.2 側(cè)深施肥不同用量對水稻氮素利用率的影響 （1）對水稻氮素生產(chǎn)效率的影響：從表3可以看出，S1、S2、S3處理氮素籽粒生產(chǎn)效率高于對照和S4處理，但差異未達(dá)顯著水平，3個處理表現(xiàn)為S3＞S2＞S1，說明施肥量減量后氮素籽粒生產(chǎn)效率有小幅提高，減量達(dá)到20%后下降。在氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率上，表現(xiàn)為側(cè)深施肥方式氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率低于常規(guī)對照，其中S1、S2處理和對照相比顯著降低，其他2個處理差異未達(dá)顯著水平；各處理表現(xiàn)為S4＞S3＞S2＞S1，說明隨著施肥量的降低，氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率有升高的趨勢。

表3 側(cè)深施肥處理對水稻氮素生產(chǎn)效率的影響（kg/hm2）

（2）對水稻氮素利用效率的影響：如圖1所示，各處理氮素農(nóng)學(xué)利用率表現(xiàn)為S2＞S1＞S3＞S4＞CK，其中S2處理利用率達(dá)56.54%，各側(cè)深施肥處理氮素利用率均極顯著高于常規(guī)施肥，比對照分別高出21.8%、21.8%、20.4%和17.2%，各處理間差異未達(dá)顯著水平。說明側(cè)深施肥方式提高了水稻氮肥利用率，隨著施肥量的降低，肥料利用率下降。

圖1 側(cè)深施肥處理對水稻氮素農(nóng)學(xué)利用率的影響

氮肥偏生產(chǎn)力是反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的重要指標(biāo)。如圖2所示，S1處理氮肥偏生產(chǎn)力為107.73kg/kg、S2處理為110.03 kg/kg、S3處理為111.5 kg/kg、S4處理為115.1 kg/kg，偏生產(chǎn)力隨著減量依次遞增，各側(cè)深施肥處理均高于常規(guī)對照，比對照分別高出13.8%、15.6%、16.8%和19.4%，所有側(cè)深施肥處理均極顯著高于對照。說明側(cè)深施肥方式提高了水稻氮肥的偏生產(chǎn)力，減量后，偏生產(chǎn)力有上升的趨勢，但差異未達(dá)顯著水平。

圖2 側(cè)深施肥處理對水稻氮素偏生產(chǎn)力的影響

2.3 產(chǎn)出效益

由表4可知，由于施肥作業(yè)減少人力投入，人工按照市場價計算，每公頃節(jié)約作業(yè)成本41.25元；肥料按照市場價計算，由于側(cè)深專用肥是經(jīng)過特殊工藝加工，成本均有增加。側(cè)深施肥常量、減量5%和減量10%較常規(guī)施肥相比，由于產(chǎn)量的顯著提高，均增加效益值，每公頃增加純效益值1 097.25～2 527.65元，其中側(cè)深專業(yè)肥常量每公頃增加存效益最高。由于側(cè)深施肥減量20%后產(chǎn)量較對照降低，增加產(chǎn)量效益低于對照，雖然每公頃節(jié)約了肥料成本，但純效益低于常規(guī)對照。

3 結(jié)論與討論

側(cè)深施肥不同用量在水稻上的應(yīng)用研究報道較多［8-10］，研究發(fā)現(xiàn)減量處理均增加水稻產(chǎn)量，節(jié)本增效效果明顯，但研究結(jié)果存在差異。而本試驗(yàn)結(jié)果表明，側(cè)深施肥常規(guī)處理由于有效穗數(shù)較多，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重較高，所以產(chǎn)量高達(dá)9.97 t/hm2，顯著高于對照，與前人研究結(jié)果不盡相同。可能是各研究中選擇的側(cè)深專業(yè)肥料種類存在差異，造成減量試驗(yàn)結(jié)果存在差異性。研究說明側(cè)深施肥常量處理產(chǎn)量表現(xiàn)最高，減量5%～10%和常規(guī)施肥相比，產(chǎn)量也增加，但是增產(chǎn)率下降，當(dāng)減量到20%后，水稻在低肥料水平下已經(jīng)不能達(dá)到水稻正常生長發(fā)育的要求，已經(jīng)超出了減量的范圍，影響了水稻產(chǎn)量。

表4 側(cè)深施肥處理產(chǎn)出效益分析

有研究表明水稻產(chǎn)量的高低與成熟期氮素積累量的關(guān)系一般呈拋物線型曲線［14］，本試驗(yàn)結(jié)果表明，成熟期側(cè)深施肥常量處理氮素吸收積累量最高，減量20%最低，說明施肥方式和施肥量均影響水稻對氮肥的吸收積累，側(cè)深施肥方式提高了水稻氮肥的吸收量，減量20%后由于施氮水平的降低，對氮肥的吸收積累量相對降低。很多學(xué)者研究提出隨著氮素水平的提高氮素利用率不斷減少的研究結(jié)果［15］，本試驗(yàn)選擇氮素籽粒生產(chǎn)效率、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力作為表明肥料利用率的衡量指標(biāo)，結(jié)果表明，隨著側(cè)深施肥量的減少，水稻氮素籽粒生產(chǎn)效率、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮肥的偏生產(chǎn)力有所提高，而且氮素農(nóng)學(xué)利用率在減量5%達(dá)到最大值，說明減量后不僅減少了肥料的投入，提高了水稻的產(chǎn)量，同時也提高了肥料的利用效率，達(dá)到了最佳的施肥水平。

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Effects of different application rates of side deep fertilization on yield and fertilizer use efficiency of rice in cold region

YANG Cheng-lin1，WANG Li-yan1，ZHAO Hong-yu2
（1.Daxing Farm，Jiansanjiang Branch，General Farming Acclamation Bureau of Heilongjiang，Jiamusi 156303，China；2. Inner Mongolia Xin Barag Right Banner Environmental Protection Bureau，Hulunbeier 021300，China）

In order to ensure the effect of rice side deep fertilization in the process of rice cultivation in cold area，and the best effect of section saving and fertilizer saving，the experiment was carried out with Longjing 31 rice varieties as experimental materials，effects of fertilizer dosages on yield and fertilizer use efficiency of rice in cold region were studied. The results showed that the yield of rice was increased by the method of side depth fertilization，and the yield per panicle was higher than that of the spike number per panicle，seed setting rate and grain weight were higher，so the yield was 9.97 t·hm2. Fertilizer utilization rate showed that the nitrogen production efficiency，nitrogen dry matter production effiiency and nitrogen fertilizer partial productivity were improved after reducing the yield，and the nitrogen use efficiency was the highest after 5% reduction，ndicating that the reduction of 5% -10% not only reduced the input of fertilizer，increased the yield of rice，but also improved the efficiency of fertilizer use，to achieve the best level of fertilization.

cold region ；rice；side deep fertilizing；yield ；fertilizer use efficiency

S511.062

A

1004-874X（2017）08-0061-05

楊成林，王麗妍，趙紅玉. 側(cè)深施肥對寒地水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（8）：61-65.

2017-05-11

楊成林（1983-），男，碩士，農(nóng)藝師，E-mail：yangchenglin83@163.com

（責(zé)任編輯 楊賢智）