控釋肥不同用量對水稻產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分含量的影響

蔡玉金，郭新松

(1.莒縣農(nóng)業(yè)局 山東莒縣 276599； 2.山東省腐植酸高效利用工程技術(shù)研究中心/山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司 山東泰安 271000)

水稻是我國三大糧食作物之一，化肥在水稻栽培中具有重要作用。傳統(tǒng)的水稻施肥模式是基肥與追肥相結(jié)合，追肥次數(shù)一般為1～3次(返青肥、分蘗肥和穗肥等)，此種施肥模式不僅費時、費力，而且造成肥料的無效利用和資源浪費，還會引起土壤和水體環(huán)境污染[1- 2]。普通化學肥料養(yǎng)分釋放速率快，且養(yǎng)分釋放速率與植物吸收養(yǎng)分規(guī)律不同步，造成化肥利用率低[3]。

緩/控釋肥具有養(yǎng)分有效供應期長、利用率高、省肥等效果，其在玉米、小麥等旱田糧食作物中的應用研究較多，而水稻種植環(huán)境復雜，推廣應用緩/控釋肥存在較大難度[4]。鄭圣先、陳建生等研究表明[5- 6]，緩/控釋肥處理在水稻整個生育期的供氮水平較高，為水稻旺盛生長提供了良好的營養(yǎng)環(huán)境。Shen A.L.等研究表明[7]，施用緩/控釋肥所形成的龐大、分布深廣的根系為水稻健壯、旺盛生長及形成高產(chǎn)群體奠定了良好基礎(chǔ)。唐栓虎等研究表明[8]，施用控釋肥的水稻莖基部粗度顯著大于普通施肥，同時莖根比降低、深層根增多、根深指數(shù)增大，且地上部和地下部生長協(xié)調(diào)，植株重心降低，抗倒伏能力明顯增強。針對控釋肥增產(chǎn)機理已有較多研究報道，而針對水稻種植過程中控釋肥的用量探索尚未見相關(guān)的研究。為探索化肥和農(nóng)藥雙減模式下的水稻控釋肥的應用，采用不同用量控釋肥基施與常規(guī)施肥方式進行對比試驗，以期為水稻控釋肥的大面積推廣應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省莒縣閻莊鎮(zhèn)徐家當門村，該區(qū)位屬溫帶半濕潤季風氣候，常年平均降雨量789 mm，60%以上的降雨集中在6月至9月，雨熱同季；年平均氣溫14.5 ℃，年平均≥0 ℃的積溫4 659 ℃，年日照數(shù)2 439 h，光熱資源豐富；全年無霜期240 d。供試土壤堿解氮69.5 mg/kg、有效磷59.2 mg/kg、速效鉀26.9 mg/kg。

1.2 試驗方法及設計

供試水稻為臨稻16，播種前用石灰水浸種。2016年5月2日開始育苗，6月13日灌水泡田，6月14日插秧和井灌。各處理畝(1畝=666.67m2，下同)墩數(shù)19 000，墩苗數(shù)5.6，基本苗100 000。田間管理：7月7日開始晾田，7月8日用吡蟲啉+高氯·甲維鹽+苯甲·多菌靈葉面噴施防病治蟲，7月16日用高氯·甲維鹽+苯甲·多菌靈+氨基酸葉面肥葉面噴施，7月25日噴菌核凈，8月3日噴井崗霉素，抽穗前噴施三環(huán)唑以預防穗頸瘟病。

供試肥料：控釋肥(27- 8- 10)由山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司提供，控氮比70%，w(腐殖酸)=3%；生物有機肥由六國化工有限公司提供，w(有機質(zhì))=60%，有效活菌數(shù)2億/g，w(N+P2O5+K2O)=10%。

試驗共設4個處理：CK，對照，習慣施肥，普通復合肥(27- 8- 10)55.0 kg/畝+生物有機肥(15.0 kg/畝)+尿素(14.5 kg/畝)，其中5.5 kg/畝尿素于插秧前撒施，9.0 kg/畝尿素于2016年6月22日撒施；K1，控釋肥60.0 kg/畝+生物有機肥15.0 kg/畝，插秧前撒施；K2，控釋肥70.0 kg/畝+生物有機肥15.0 kg/畝，插秧前撒施；K3，控釋肥80.0 kg/畝+生物有機肥15.0 kg/畝，插秧前撒施。各處理在7月16日結(jié)合防病治蟲噴施氨基酸葉面肥，其他時間未追肥。每個處理的種植面積為1.01畝。

1.3 測定指標與分析

分蘗消長變化調(diào)查：各處理插秧后固定點位，同一行上連續(xù)數(shù)10墩計總莖蘗數(shù)，每隔4～5 d調(diào)查1次，重復2次。

產(chǎn)量計算：機械收獲，實打計產(chǎn)，雜質(zhì)和損耗不計，稱重時用日本進口谷物水分測試儀測試水分，并按14.5%折實計算畝產(chǎn)量。

節(jié)間長度測量：收獲前各處理取2墩，室內(nèi)結(jié)合考種進行。

數(shù)據(jù)采用Excel和SAS軟件進行計算與統(tǒng)計分析，運用LSD法檢驗差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對水稻產(chǎn)量的影響

不同處理對水稻產(chǎn)量的影響如表1所示。

表1 不同處理對水稻產(chǎn)量的影響

處理畝產(chǎn)量/kg增產(chǎn)率/%K1626．06．0K2622．15．4K3638．28．1CK590．3

從表1可看出：控釋肥處理的水稻產(chǎn)量均高于對照處理，水稻增產(chǎn)幅度在5.4%～8.1%，其中以控釋肥80 kg/畝用量水平下的水稻產(chǎn)量最高，增產(chǎn)幅度為8.1%；在該地塊地力水平下，控釋肥用量60～80 kg/畝范圍內(nèi)，控釋肥減少用量對水稻產(chǎn)量的影響并不明顯。

2.2 不同處理對水稻分蘗消長變化的影響

不同處理對水稻分蘗消長的觀測記錄如表2所示。

表2 不同處理對水稻分蘗消長的觀測記錄 株

注：1)觀測記錄為10墩的莖蘗數(shù)

從表2可以看出：控釋肥處理的最高分蘗期基本集中在7月9日前后，而對照處理則出現(xiàn)在7月14日，即控釋肥處理的水稻最高分蘗期較對照處理提前5 d左右；不同控釋肥處理間分蘗高峰期出現(xiàn)的時間差別并不明顯。對照處理分蘗高峰期延遲，說明對照處理追施尿素后，延長了分蘗期，使其最高分蘗期延后。

符建榮研究指出[9]，緩/控釋肥料養(yǎng)分釋放緩慢、均衡，水稻分蘗期植株得到的營養(yǎng)較少，特別是氮素營養(yǎng)相對較少，因此分蘗不快，分蘗勢不強，高峰苗比對照處理少，有效穗數(shù)比對照處理略少，但成穗率比對照處理高。本研究從分蘗成穗率上看，K3處理分蘗成穗率73.6%，K2處理分蘗成穗率75.5%，K1處理分蘗成穗率74.6%，對照處理分蘗成穗率71.4%，不同處理之間并無明顯差別，但控釋肥處理的分蘗成穗率均高于對照處理，說明施用控釋肥有利于提高水稻的分蘗成穗率。

稻株抗倒伏性能對水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有至關(guān)重要的影響[10]。如圖1所示：與對照處理相比，不同控釋肥處理對稻株莖節(jié)的影響各有不同，穗下莖節(jié)和倒二莖節(jié)長度整體高于對照處理，表明控釋肥肥效穩(wěn)長；不同控釋肥處理的稻株倒五和倒六莖節(jié)長度均低于對照處理，說明控釋肥能縮短稻株基部節(jié)間長度，從而有利于提高稻株抗倒伏性能。

圖1 不同控釋肥處理對稻株節(jié)間長度的影響

2.3 不同處理對土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響

高水平氮素養(yǎng)分供應是水稻增產(chǎn)的營養(yǎng)基礎(chǔ)。采集水稻生長中期土壤樣品進行土壤無機態(tài)氮含量分析化驗，結(jié)果(圖2)顯示除K1處理的土壤無機態(tài)氮含量稍低于對照處理(原因是K1處理的氮素投入量比對照少約25%)外，K2以及K3處理的土壤無機態(tài)氮含量分別比對照處理高3.12%和10.89%。試驗結(jié)果表明，等量氮素投入或減少12%氮素投入的情況下，均能提高土壤無機態(tài)氮含量，從而形成比較穩(wěn)定、均衡的氮素供應狀態(tài)，有助于水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

圖2 不同處理對土壤無機態(tài)氮含量的影響

綜上說明：控釋肥在水稻開花孕穗及灌漿期間實現(xiàn)了較好的氮素供應，為增產(chǎn)提供了養(yǎng)分條件；在水稻生長中后期，土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量高于對照處理，保證了水稻籽粒灌漿，滿足水稻對氮素的吸收利用，從而提高了水稻產(chǎn)量。

2.4 不同處理對土壤有效磷含量的影響

氮、磷、鉀中任何一種元素不足都將導致作物生長發(fā)育異常和產(chǎn)量降低。由最小養(yǎng)分定律可知，這種虧缺的元素便成為生產(chǎn)中的障礙因子，是施肥時首要解決的問題。水稻施用磷肥后，稻株生育良好，分孽正常，提早成熟，產(chǎn)量提高。近年來的研究表明，植物葉片細胞質(zhì)中的無機磷酸鹽通過葉綠體膜上的“磷酸運轉(zhuǎn)器”控制著光合初產(chǎn)物，但磷肥容易沉淀，這些因素都會造成肥效期短、肥料利用率低，對生態(tài)環(huán)境影響較大。

如圖3所示，與對照處理相比，不同用量控釋肥處理的土壤速效磷含量在水稻拔節(jié)期分別提高4.32%，5.16%和10.23%，而在水稻成熟期分別提高2.52%，2.78%和6.57%?？蒯尫实目氐饔脤ν寥懒姿氐谋Ｓ姓?，表明適量控氮有利于促進水稻對磷的吸收和積累。

圖3 不同處理對土壤有效磷含量的影響

2.5 不同處理對土壤速效鉀含量的影響

鉀對增進水稻代謝功能及增強水稻抗逆性都十分重要，特別是在增施氮肥和磷肥時，施用鉀肥的作用更顯得重要。但隨著產(chǎn)量的不斷提高，水稻從土壤中所攝取的養(yǎng)分也隨之增加。在水稻種植過程中，往往只重視氮肥和磷肥的施用，而輕視鉀肥的施用，以致大多數(shù)地區(qū)土壤中的鉀已不能滿足水稻高產(chǎn)的需求，成為水稻高產(chǎn)的限制因素。

如圖4所示，在水稻拔節(jié)期，不同用量控釋肥處理的土壤速效鉀含量較對照處理分別提高4.89%，10.17%和23.56%；在水稻成熟期，不同用量控釋肥處理的土壤速效鉀含量分別比對照處理提高3.44%，6.23%和13.21%。結(jié)果表明，控釋肥能協(xié)同提高土壤速效鉀的含量，可為水稻對鉀素的需求提供保障。

圖4 不同處理對土壤速效鉀含量的影響

2.6 不同處理對土壤電導率的影響

肥料本身就是一種鹽分離子，如果在作物生長初期養(yǎng)分濃度過大，會引起燒苗。土壤電導率是反映土壤養(yǎng)分的重要指標，通過檢測土壤電導率大小，即可判斷土壤鹽分含量。李方敏等的研究表明[11]，控釋尿素的氮素初期養(yǎng)分釋放量較少，氮養(yǎng)分濃度較低，不會超過水稻的耐鹽閾值，從而保證水稻幼苗正常生長。焦曉光的研究表明，控釋尿素基本不會影響水稻幼苗的正常生長，反而可促進水稻的分蘗。

圖5 不同處理對土壤電導率的影響

如圖5所示：在水稻苗期，不同用量控釋肥處理的土壤電導率均小于對照處理，這是由于控釋肥對養(yǎng)分的控釋作用，在水稻生長初期養(yǎng)分濃度較低，土壤電導率較小，降低幅度達到15.5%～32.9%，表明氮素的控釋效應能降低土壤電導率；在抽穗期，對照處理的土壤電導率與不同用量控釋肥處理的差異不大，這是由于在水稻抽穗期，對照處理增施尿素，土壤中的養(yǎng)分濃度有一定升高，而控釋肥的氮素養(yǎng)分釋放達到一定值，此時土壤中的養(yǎng)分濃度則有利于促進水稻生長。

3 結(jié)語

(1) 不同控釋肥用量處理的水稻產(chǎn)量均高于對照處理，增產(chǎn)幅度在5.4%～8.1%，其中以控釋肥用量80 kg/畝的產(chǎn)量最高。

(2) 控釋肥處理的水稻整體最高分蘗期較對照處理提前5 d左右，同時能縮短稻株基部節(jié)間長度，有利于提高抗倒伏性能。

(3) 控釋肥料既有控氮又有保氮作用，在等量氮素與減量12%氮素投入條件下，土壤無機態(tài)氮含量仍分別增加10.89%和3.12%。

(4) 與對照處理相比，不同用量控釋肥處理的土壤速效磷含量提高4.32%～10.23%(拔節(jié)期)和2.52%～6.57%(成熟期)，土壤速效鉀含量提高4.89%～23.56%(拔節(jié)期)和3.44%～13.21%(成熟期)，即控氮作用對土壤磷素和鉀素的保育有正效應。

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