季雅嵐吳文革* 孫雪原 許有尊 周永進 習敏何超波 蔡海濤
(1安徽省農(nóng)科院水稻所,合肥230031;2安徽省農(nóng)機推廣總站,合肥 230006;第一作者:jiyalan626@163.com;*通訊作者:wuwenge@vip.sina.com)
水稻是我國重要的糧食作物之一。在實際生產(chǎn)中,水稻生產(chǎn)者為了實現(xiàn)產(chǎn)量最大化而大量施用化肥,不僅造成肥料利用率低下,也導致環(huán)境污染等問題[1-3]。因此,減少化肥用量,提高肥料利用率,成為當下水稻生產(chǎn)亟需解決的關鍵性問題。水稻機插秧同步側(cè)深施肥技術改變了傳統(tǒng)的栽培方式和施肥模式,是一種在插秧過程中同步水稻根側(cè)向距離精量施肥的技術,相對傳統(tǒng)人工插秧施肥技術,施肥量減少,肥料集中輸入土壤且微生物獲取養(yǎng)分量少,能夠較大程度的提高水稻對肥料的利用效率,減少肥料流失對周邊水環(huán)境造成的污染[4-5]。機插秧側(cè)深施肥技術對提高水稻產(chǎn)量具有重大意義,是近年來一種精確、可靠的水稻施肥技術[6-7]。但是,由于水田的特殊性和水稻生長與旱作作物的差異性,對稻田深施肥機械要求更高[8]。目前,針對機插秧同步側(cè)深施肥技術開展的研究較少。因此,本研究利用機插秧同步側(cè)深施肥,探討不同施肥量對水稻群體產(chǎn)量和肥料利用率的影響,以為水稻機插秧側(cè)深施肥技術的推廣應用提供依據(jù)。
本研究于2018年在安徽省合肥市肥東縣橋頭集鎮(zhèn)橋青村(A 區(qū),東經(jīng) 117°56′,北緯 31°76′)和廬江縣臺創(chuàng)園施灣種植基地(B區(qū),東經(jīng)117°16′,北緯31°43′)進行。試驗田地力中等,地表平整無殘茬,水田耕整地2遍。
本研究采用完全隨機試驗方法,每個試驗點共設5個處理,具體見表1。
A區(qū):選用N兩優(yōu)1998為參試材料,2018年5月16日流水線播種,工廠化育秧,6月4日移栽,秧齡18 d。B區(qū):選用萬象優(yōu)華占為參試材料,2018年5月14日流水線播種,工廠化育秧,6月12日移栽,秧齡27 d。肥料品種為尿素(含N 46%)、普通復合肥(N、P、K含量均為15%)、控釋型復合肥(N、P、K含量分別為28%、9%、13%)、中化緩釋肥(N、P、K含量分別為 26%、10%、12%)。
各處理間做田埂并用黑膜包實,每個處理區(qū)設進、出水口各1個。灌溉時,選擇清潔無污染的水源。按設計方案機插,栽插規(guī)格30 cm×14 cm、每穴插足3~4苗。各處理區(qū)肥料用量按試驗方案作業(yè)前目標稱量機施,作業(yè)后及時稱量實際機施量。成熟期用聯(lián)合收割機收獲并進行機械烘干。
各處理除施肥有差異外,其它大田管理措施基本一致。管水方面,各小區(qū)排灌管水,采取薄皮水栽插,淺水活棵、分蘗;當大田莖蘗數(shù)達到20萬/667 m2左右時或在供試品種主莖葉齡達到有效分蘗臨界葉齡的前5 d開始落水擱田,擱至田泥不陷腳,后上水保持濕潤,此后采取分次輕擱至拔節(jié)后結(jié)束。孕穗至灌漿期保持淺水層,高溫期間灌深水,灌漿期后保持田間濕潤至成熟。追肥方面,肥東、廬江兩地均施孕穗肥。除草方面,試驗田全生育期采取強化雜草防除,以農(nóng)業(yè)防治為主,擱田后灌水前1 d采取莖葉化學防治。病蟲害防治方面,全生育期間病蟲害防治3次,沒有發(fā)生重度危害。
表1不同處理施肥方式及用量
表2不同處理水稻生育進程(d)
1.3.1 生育進程
記錄各處理下水稻生育期時間。
1.3.2 莖蘗動態(tài)
水稻移栽后,采用定點定株方法,每次定點查10叢,計數(shù)單叢分蘗數(shù)。A 區(qū)于移栽后 7、13、28、35、48、64 d 調(diào)查,B 區(qū)于移栽后 15、38、47、68、95 d 調(diào)查。
1.3.3 產(chǎn)量及構(gòu)成因子
各小區(qū)于成熟期調(diào)查100株水稻,計算有效穗數(shù),按平均莖蘗法取6叢,測定每穗總粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率。同時,各小區(qū)實收測產(chǎn)。
1.3.4 肥料利用效率
偏生產(chǎn)力(kg/kg)=水稻產(chǎn)量/肥料施用量。
用Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。
圖1 A區(qū)不同處理水稻莖蘗數(shù)動態(tài)
從表2可見,移栽至水稻成熟,各處理間的生育期差異不顯著。A區(qū)T1和T2處理的生育期最長,比CK多2 d;T4處理的生育期最短,比CK少2 d;T3處理與CK基本相仿。而B區(qū)是T1和T2處理的生育期比CK短,T3處理比CK長1 d,T4處理與CK生育期相仿。
由圖1、圖2可以看出,A區(qū)水稻莖蘗數(shù)顯著少于B區(qū);隨著栽培時間的增加水稻莖蘗數(shù)增長到峰值后開始下降,其中A區(qū)處理水稻莖蘗數(shù)峰值出現(xiàn)在移栽后28 d,B區(qū)則比A區(qū)晚10 d出現(xiàn);移栽后13 d內(nèi)各處理水稻莖蘗數(shù)變化一致,之后A區(qū)T1、T2處理的水稻莖蘗數(shù)高于CK,在移栽后28 d時T2處理莖蘗數(shù)最高,T3和T4處理則低于CK;B區(qū)移栽后38 d前,各處理水稻莖蘗數(shù)均低于CK,之后T1與CK變化基本一致,其余處理顯著低于CK。
表3不同處理水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素和肥料利用率情況
圖2 B區(qū)不同處理水稻莖蘗數(shù)動態(tài)
從表3可見,A區(qū)的穗粒數(shù)相對高于B區(qū),同時A區(qū)4個側(cè)深施肥處理高于CK,而B區(qū)則相反;結(jié)實率方面,A區(qū)T1、T2處理高于CK,而B區(qū)則4個側(cè)深施肥處理普遍低于CK;兩個試點各側(cè)深施肥處理的千粒重均高于CK或與CK持平;與CK產(chǎn)量相比,T1、T2(A區(qū))及T3處理的可獲得增產(chǎn)效果,其中,T1處理增產(chǎn)幅度最大;T4處理產(chǎn)量顯著低于CK;4個側(cè)深施肥處理的肥料偏生產(chǎn)力普遍高于CK,B區(qū)T4處理的肥料偏生產(chǎn)力最高,其中T1、T2處理下A區(qū)的肥料偏生產(chǎn)力高于B區(qū),T3、T4處理下則是B區(qū)高于A區(qū)。
從表4可見,A、B區(qū)T1處理較CK增效,T2、T3處理間兩地區(qū)規(guī)律不一致。A區(qū),除T4處理外,其它側(cè)深施肥處理均有增效;B區(qū),減基蘗肥的3個處理均減效。
表4不同處理水稻經(jīng)濟效益情況 (元/667 m2)
表5不同處理理論施肥量與實際施肥量(kg/667 m)2
由表5可見,兩個試點螺旋推進式機插秧側(cè)深施肥方式肥料損耗量實際施肥量與理論施肥量差值低于風送式(B區(qū)T2處理除外);A區(qū)T1處理的實際施肥量與理論施肥量差值最大,具體表現(xiàn)為T1>T2>T3>T4,B區(qū)不同施肥方式間規(guī)律不一致。
相關研究發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)人工施肥技術相比,水稻同步側(cè)深施肥技術可以節(jié)肥30%以上,節(jié)省尿素65%,產(chǎn)量約提高10%[9-10]。本研究表明,在機插秧同步側(cè)深施肥并減基蘗肥 20%內(nèi)的處理(T1、T2、T3),水稻分蘗數(shù)增加,總體可達到減肥增效的效果。而減基蘗肥30%的處理水稻產(chǎn)量低于CK,主要是因為基蘗肥過少,雖然總穗數(shù)相差不大,但由于營養(yǎng)供給量過少導致水稻有效穗數(shù)降低,進而影響產(chǎn)量。
本研究結(jié)果表明,機插秧同步側(cè)深施肥技術可提高肥料利用率及經(jīng)濟效益。在肥料側(cè)深施入后由于肥料揮發(fā)量減少,從而增強了土壤對NH4+-N的吸附,避免肥料直接施入水田產(chǎn)生的流失,同時根系與肥料間的空隙避免了稻苗根系被肥料燒傷發(fā)生肥害這一問題[4,11]。不同處理間水稻生物性狀、產(chǎn)量、經(jīng)濟效益的不同,不全是因為肥料應用方式及實際肥料用量的不同造成,機插秧施肥方式的變化也導致實際施肥量與理論值有一定差異。本試驗結(jié)果表明,螺旋推進施用方式的實際肥料利用情況顯著好于風送式。
可見,機插秧同步側(cè)深施肥技術可使施肥量大大減少,在減基蘗肥20%內(nèi)可達到增產(chǎn)節(jié)肥效果,降低化肥施用過量對環(huán)境造成的污染。