優(yōu)質(zhì)食味粳稻控混肥一次性基施效應(yīng)

蔣偉勤，胡群，俞航，馬會珍，任高磊，馬中濤，朱盈，魏海燕，張洪程，劉國棟，胡雅杰，郭保衛(wèi)

揚州大學(xué)/江蘇省作物栽培生理重點實驗室/江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心/農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心，江蘇揚州 225009

0 引言

【研究意義】隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的改善，我國粳米消費地區(qū)和人數(shù)不斷增加，加之對品質(zhì)要求的提升，尤其是食味品質(zhì)，粳米供求矛盾日益突出[1-2]。氮肥運籌是提高水稻產(chǎn)量和改善品質(zhì)的重要方式，一般認為分次施肥能夠滿足水稻生長發(fā)育各階段的養(yǎng)分需求，增加產(chǎn)量[3]；中后期增施氮肥能夠顯著提高稻米蛋白質(zhì)含量，改善營養(yǎng)品質(zhì)，而食味品質(zhì)、外觀品質(zhì)劣化[4-6]。但隨著農(nóng)村勞動力的減少和人力成本的增加，分次施肥將難以為繼，水稻生產(chǎn)亟需施肥簡化的機械化高產(chǎn)栽培技術(shù)?？蒯尫适且活惸芏靠刂起B(yǎng)分釋放數(shù)量和釋放期的聚合物包膜肥料，室內(nèi)25℃時養(yǎng)分釋放75%的天數(shù)即為釋放期，一般呈S型釋放，養(yǎng)分釋放穩(wěn)定，不易受溫度外的因素影響[7-9]。目前我國對控釋肥產(chǎn)品的需求量逐年增加，控釋肥相關(guān)行業(yè)標準業(yè)已頒布和實施，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)相對成熟，部分產(chǎn)品已實現(xiàn)養(yǎng)分釋放和水稻養(yǎng)分吸收相匹配，故控釋肥被認為是實現(xiàn)水稻簡化施肥的重要依托[10]?！厩叭搜芯窟M展】YE等[11]和李玥等[12]均研究發(fā)現(xiàn)，樹脂包膜尿素單一基施較常規(guī)分次施肥可實現(xiàn)顯著增產(chǎn)，增幅達5.54%—11.5%，同時氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生產(chǎn)力均顯著增加。但也有研究發(fā)現(xiàn)，一次性基施樹脂包膜尿素 4年平均產(chǎn)量較常規(guī)分次施肥下降5%[13]，這可能是因為該控釋肥單一施用下，受釋放特點及環(huán)境影響未能較好地滿足水稻不同生育階段差異化的養(yǎng)分需求。控釋肥的包膜材料一般是高分子聚合物[7]，施用后養(yǎng)分釋放相對滯緩，尤其是移栽后平均溫度較低的年份，而這不利于分蘗的發(fā)生，易使最終穗數(shù)下降[14-15]。同時控釋肥價格較貴，全量使用會降低生產(chǎn)效益，控釋肥基施后分蘗期追施尿素成為較實用的運籌方式。邢曉鳴等[14]研究發(fā)現(xiàn)，樹脂包膜尿素基施后分蘗期施用尿素比一次性基施控釋肥更有利于分蘗的發(fā)生，成熟期具有更多的有效穗數(shù)，產(chǎn)量顯著增加。魏海燕等[16]研究發(fā)現(xiàn)，和樹脂包膜尿素與尿素配比基施相比，樹脂包膜尿素基施后分蘗期施用尿素處理能有效增加植株莖蘗數(shù)，提高成穗率和最終穗數(shù)，擴大葉面積指數(shù)，增強光合勢，增加干物質(zhì)和氮素的積累，獲得高產(chǎn)。但此類控釋肥結(jié)合尿素分次施用方式無疑會增加生產(chǎn)成本。同時，另有研究關(guān)注控釋肥的養(yǎng)分釋放天數(shù)，認為水稻上施用不同釋放期的控釋肥可產(chǎn)生不同的產(chǎn)量效應(yīng)[17]?！颈狙芯壳腥朦c】綜觀前人研究發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究較少關(guān)注不同釋放期的控釋肥和常規(guī)氮肥摻混后一次性施用對某特定類型水稻生長的影響，同時水稻缽苗機插條件下應(yīng)用控釋肥的研究也較少。缽苗機插是一種新型水稻機插方式，采用專門的缽體秧盤育秧，秧齡30 d左右，移栽時苗體健壯，活棵快，具有明顯的生長優(yōu)勢和更高的產(chǎn)量潛力[3,18]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究探索在缽苗機插條件下如何將不同釋放期的控釋肥與常規(guī)氮肥摻混后一次性基施，使其釋放的養(yǎng)分兼顧水稻生長中期與長期的需求，保證水稻各生育階段的生長發(fā)育；探討缽苗機插條件下不同控混肥配比方式對優(yōu)質(zhì)食味遲熟中粳稻產(chǎn)量形成和氮素吸收利用的影響，明確與其養(yǎng)分吸收相匹配的最優(yōu)控混肥處理，以期為缽苗機插下優(yōu)質(zhì)食味遲熟中粳稻高產(chǎn)簡化施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于 2018—2019年在揚州大學(xué)海安試驗基地進行，土壤類型為砂壤土，地力中等，土壤0—20 cm耕層有機質(zhì)含量28.2 g·kg-1、全氮1.63 g·kg-1、速效磷33.9 mg·kg-1、速效鉀 84.7 mg·kg-1。2 年氣象資料如表 1所示，數(shù)據(jù)由海安市氣象局提供。

表1 水稻生長季氣象資料Table 1 Meteorological data of rice growing season

供試品種為優(yōu)質(zhì)食味粳稻南粳9108和豐粳1606，兩者均屬遲熟中粳多穗型品種，生育期一般 150—155 d。

供試控釋氮肥為樹脂包膜尿素PCU（N 43.5%），由山東茂施肥料有限公司提供，共分5種控釋期，分別為 40、60、80、100、120 d。

1.2 試驗設(shè)計

本研究采用兩因素裂區(qū)設(shè)計，以品種為主區(qū)因素，控混肥配比方式為副區(qū)因素。試驗純氮用量270 kg·hm-2，控混肥和常規(guī)氮肥各占比50%，其中50%控混肥由2種不同釋放期的樹脂包膜尿素以4∶1的比例組成，共設(shè)置6種配比方式，分別為60 d+40 d、60 d+80 d、80 d+60 d、80 d+100 d、100 d+80 d、100 d+120 d；50%常規(guī)氮肥由25%復(fù)合肥（N∶P∶K =15%∶15%∶15%）和25%尿素（N 46.4%）組成。同時設(shè)置不施氮肥處理（作為空白）和常規(guī)分次施肥處理（CK）。CK氮肥分作基肥（移栽前1 d施入）、分蘗肥（移栽后7 d施入）、穗肥（促花肥移栽后36—38 d、?；ǚ?8—49 d施用），純氮比例為35%∶35%∶15%∶15%，而所有控混肥處理的氮肥均作基肥，在移栽前1 d施入，具體氮肥種類、純氮用量和施用時間見表 2。磷肥（P2O5）和鉀肥（K2O）施用量分別為 135 kg·hm-2、216 kg·hm-2，除復(fù)合肥外所用磷肥為過磷酸鈣（含P2O5，12.5%）、鉀肥為氯化鉀（含K2O，57%），其中磷肥作基肥1次施入，鉀肥分基肥和倒4葉2次等量施用。試驗共分3個區(qū)組，即重復(fù)3次，其中每個主區(qū)144 m2，每個副區(qū)面積18 m2，共48個小區(qū)。各小區(qū)四周作土埂相互隔離，并用塑料薄膜覆蓋，以避免小區(qū)間的相互影響。

表2 各處理氮肥類型、用量（純氮）與施用時間Table 2 Nitrogen fertilizer types, dosages (pure nitrogen) and application time of each treatment (kg·hm-2)

試驗于2018年5月15日和2019年5月16日進行，采用亞美柯公司生產(chǎn)的LSPE-40AM型播種機播種，利用D448P型水稻缽苗育秧硬盤育秧，每孔4—5粒，6月18日人工模擬亞美柯公司生產(chǎn)的RXA-60TK型寬窄行缽苗插秧機進行插秧，秧齡分別為34 d和33 d。2個品種均采用寬窄行栽插，株距12.4 cm，行距33 cm和23 cm相間，密度為28.8萬穴/hm2，每穴4苗，基本苗115.2萬株/ hm2。移栽后田間水分管理遵循薄水活棵、淺水分蘗、適時曬田、拔節(jié)至成熟期濕潤灌溉、干干濕濕、適時斷水原則進行。病蟲草害防治按照當?shù)厣a(chǎn)實際統(tǒng)一進行。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 莖蘗動態(tài) 移栽后第5天，每小區(qū)定2個觀察點，每點10穴，每隔5 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)，直至抽穗期，形成莖蘗動態(tài)，重點記錄分蘗盛期、拔節(jié)期和抽穗期的莖蘗數(shù)。

1.3.2 葉面積指數(shù)、干物質(zhì)重和含氮率 分別于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，根據(jù)各小區(qū)的每穴平均莖蘗數(shù)取有代表性的植株3穴，采用比重法測定葉面積（從每穴隨機取20 張葉片，統(tǒng)一剪取0.1 m作為比重葉，用直尺量出每張葉片寬度并求取總和w，烘干稱量比重葉干物質(zhì)重和每穴葉片總干物質(zhì)重，每穴葉面積=每穴葉片總干物質(zhì)重×0.1×w/比重葉干物質(zhì)重），進而計算出葉面積指數(shù)。將所取植株樣品在室內(nèi)分為葉、莖鞘和穗3個部分（拔節(jié)期僅分為葉和莖鞘），于105℃殺青 30 min，80℃烘至恒重后測定干物質(zhì)重。樣品粉碎后采用H2SO4-H2O2消化，半微量凱氏定氮法測定植株含氮率。

1.3.3 產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu) 成熟期時，每小區(qū)隨機選取5個點（每點15穴），調(diào)查有效穗數(shù)，按各小區(qū)每穴平均穗數(shù)取 5穴以考查每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重（取1 000粒稱重，重復(fù)3次，誤差不超過0.05 g）。每小區(qū)割取100穴，脫粒、去雜后晾曬2 d，測水分、稱重后換算成 14.5%含水量時的籽粒重量，計算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

葉面積衰減率（LAI·d-1）=（LAI2-LAI1）/（t2-t1），式中，LAI1和LAI2為前后2次測定的葉面積指數(shù)，t1和t2為前后2次測定的時間；

凈同化率（g·m-2·d-1）=[(ln LAI2-ln LAI1)/(LAI2-LAI1)]×[(W2-W1)/(t2-t1)]，式中，LAI1和 LAI2為前后2次測定的葉面積指數(shù)，W1和W2為前后2次測定的干物質(zhì)重，t1和t2為前后兩次測定的時間；

氮素積累量（kg·hm-2）=全株干物質(zhì)積累量×全株含氮率；

氮肥偏生產(chǎn)力（kg·kg-1）= 稻谷產(chǎn)量/施氮量；

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率（kg·kg-1）= 成熟期干物質(zhì)積累量/氮素積累量；

氮素籽粒生產(chǎn)效率（kg·kg-1）= 稻谷產(chǎn)量/氮素積累總量；

氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg·kg-1）=（施氮區(qū)稻谷產(chǎn)量-空白區(qū)稻谷產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥表觀利用率（%）=（施氮區(qū)植株氮素積累量-空白區(qū)植株氮素積累量）/施氮量×100。

采用 Microsoft Excel 2016進行數(shù)據(jù)的錄入和計算，運用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，用新復(fù)極差法SSR進行多重比較（P＜0.05）。

2 結(jié)果

2.1 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻主要生育階段的天數(shù)及全生育期

控混肥配比方式（以CRU代替）并未影響2個粳稻品種的主要生育階段天數(shù)和全生育期（表 3）。南粳9108的全生育期2年均為156 d，豐粳1606為160 d。2個品種2年的移栽期均為6月18日。移栽至拔節(jié)，南粳9108 2年分別經(jīng)歷了38、39 d，豐粳1606為42、41 d；拔節(jié)至抽穗分別為32、31 d和33、33 d；抽穗至成熟則為52、53 d和51、53 d。

表3 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻主要生育階段的天數(shù)及全生育期Table 3 Days of main growth stages and full growth period of japonica rice with good taste quality under different combination of controlled-release fertilizers

2.2 不同控混肥配比方式對優(yōu)質(zhì)食味粳稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

控混肥配比方式能夠顯著影響2個粳稻品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素（表4）。100 d+80 d、100 d+120 d處理的產(chǎn)量同處于最高水平，和常規(guī)分次施肥（CK）相比，100 d+80 d處理2年平均顯著增產(chǎn)4.47%，其中南粳 9108 2年平均增產(chǎn) 4.66%，豐粳 1606增產(chǎn)4.29%。而對于100 d+120 d處理，除2019年的南粳9108外，其產(chǎn)量均僅次于100 d+80 d處理，并在2019年較CK顯著增產(chǎn)。80 d+60 d、80 d+100 d處理的產(chǎn)量較CK 2年均無顯著差異，60 d+40 d、60 d+80 d處理則顯著下降。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素，和CK相比，100+80 d和100 d+120 d處理增產(chǎn)的原因是有效穗數(shù)多、群體穎花量大，而結(jié)實率、每穗粒數(shù)均無顯著差異。不同控混肥處理間，產(chǎn)量表現(xiàn)為100 d+80 d、100 d+120 d＞80 d+100 d、80 d+60 d＞60 d+40 d、60 d+80 d，其中與60 d+40 d和60 d+80 d處理相比，100 d+80 d和100 d+120 d處理的每穗粒數(shù)和群體穎花量顯著增加。值得注意的是，2019年千粒重較2018年增加1—2 g，這可能和水稻灌漿結(jié)實期的氣象條件相關(guān)，2019年9月和10月前15 d的平均溫度僅相差3.2℃，低于2018年的6.1℃，這表明2019年水稻灌漿期內(nèi)日平均溫度波動較小，且進入10月后溫度偏高（前15 d內(nèi)平均溫度較2018年提高1.8℃），而這有利于水稻光合作用的持續(xù)、穩(wěn)定，促進強、弱勢粒充分灌漿。另外2018年10月初遭遇寒潮最低溫度僅為12.6℃，較低的溫度不利于喜溫作物水稻的生長，甚至可能使其遭受冷害，作物生長受抑，影響后期灌漿。

表4 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的差異Table 4 Differences in yield and yield components of japonica rice with good taste quality under different combination of controlled-release fertilizers

2.3 不同控混肥配比方式對優(yōu)質(zhì)食味粳稻莖蘗形成的影響

控混肥配比施用顯著影響了2個粳稻品種不同生育期的莖蘗數(shù)（表 5）。分蘗盛期和拔節(jié)期時，各控混肥處理的莖蘗數(shù)均顯著高于 CK，增加 6.13%—18.98%；抽穗期時，80 d+100 d、100 d+80 d、100 d+120 d處理較CK顯著增加4.74%—7.66%；控混肥處理的成穗率則均較CK顯著降低，降幅達4.00—9.77個百分點。不同控混肥處理間，在分蘗盛期時，僅2018年豐粳1606的60 d+40 d和100 d+80 d處理間未表現(xiàn)出顯著差異，其他均以60 d+40 d、60 d+80 d處理的高峰苗數(shù)顯著高于100 d+80 d、100 d+120 d處理；拔節(jié)期時，處理間的莖蘗數(shù)無顯著差異；抽穗期時，以100 d+80 d、100 d+120 d處理高于其他處理，且和60 d+40 d、60 d+80 d處理差異達顯著水平，相較平均增加5.36%。

表5 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻莖蘗動態(tài)和成穗率的差異Table 5 Differences in tillers dynamic and percentage of productive tiller of japonica rice with good taste quality under different combination of controlled-release fertilizers

2.4 不同控混肥配比方式對優(yōu)質(zhì)食味粳稻光合生產(chǎn)特征的影響

2.4.1 主要生育期葉面積指數(shù) 由表6可知，2個粳稻品種各生育期的葉面積指數(shù)在控混肥配比方式間差異顯著。拔節(jié)期時，相較于CK，僅2019年南粳9108的100 d+120 d處理的葉面積指數(shù)未表現(xiàn)出顯著差異，其他情況下控混肥處理均較 CK顯著增加，平均增幅達 9.73%。而不同控混肥處理中，以60 d+40 d、60 d+80 d處理的葉面積指數(shù)顯著高于100 d+80 d、100 d+120 d處理，增加了 6.00%—10.52%。在抽穗期和成熟期時，100 d+80 d和100 d+120 d處理葉面積指數(shù)最高，較CK在抽穗期、成熟期分別平均增加 4.70%、14.13%。各處理抽穗后的葉面積衰減率并無顯著差異。

表6 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻葉面積指數(shù)的差異Table 6 Differences in LAI of japonica rice with good taste quality under different combination of controlled-release fertilizer

2.4.2 主要生育階段凈同化率 主要生育階段的凈同化率在2年2個粳稻品種處理間的變化規(guī)律基本相一致（表7）。播種至拔節(jié)階段，60 d+40 d、60 d+80 d和80 d+60 d處理2年的凈同化率同處最高水平，較CK顯著增加6.65%—13.72%；控混肥處理中以100 d+80 d、100 d+120 d處理最低。拔節(jié)至抽穗階段，以CK處理凈同化率最高，其中2018年的豐粳1606、2019年的南粳9108的全部控混肥處理均較CK顯著降低。

抽穗至成熟階段，控混肥處理的凈同化率也低于CK，但僅在2018年，控混肥處理較CK全部表現(xiàn)為顯著降低。拔節(jié)至抽穗和抽穗至成熟2個階段，在不同控混肥處理中，均以100 d+120 d、100 d+80 d處理凈同化率較高，60 d+40 d、60 d+80 d處理較低。

表7 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻各生育階段凈同化率的差異Table 7 Differences in net assimilation rate of japonica rice with good taste quality at different growth stages under different combination of controlled-release fertilizers (g·m-2·d-1)

2.5 不同控混肥配比方式對優(yōu)質(zhì)食味粳稻主要生育階段干物質(zhì)積累的影響

控混肥配比方式能夠顯著影響2個粳稻品種主要生育階段干物質(zhì)積累量和比例（表 8）。播種至拔節(jié)階段，與CK相比，僅2018年南粳9108的100 d+80 d、100 d+120 d處理與之無顯著差異，其他情況下控混肥處理的干物質(zhì)積累量均較之顯著增加，增幅達 5.26%—18.92%；不同控混肥處理中，以60 d+40 d、60 d+80 d處理的干物質(zhì)積累量和比例最高，其中較最低的100 d+120 d處理干物質(zhì)積累增加9.72%—12.14%。拔節(jié)至抽穗階段，100 d+80 d、100 d+120 d處理和CK的干物質(zhì)積累量同處于最高水平，且無顯著差異，較最低的60 d+40 d處理顯著增加14.52%—18.15%，而干物質(zhì)積累比例均以CK最高，100 d+80 d和100 d+120 d處理的積累比例次之。抽穗至成熟階段，以100 d+80 d、100 d+120 d處理干物質(zhì)積累最多，相較CK顯著增加5.44%—8.58%，僅2018年南粳9108的100 d+120 d處理和CK無顯著差異；60 d+40 d、60 d+80 d處理則顯著低于CK，降低5.25%—9.83%，而較100 d+80 d、100 d+120 d處理降低9.97%—14.52%。

表8 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻各生育階段干物質(zhì)積累及比例的差異Table 8 Differences in dry matter accumulation and ratio of japonica rice with good taste quality at different growth stages under different combination of controlled-release fertilizers

2.6 不同控混肥配比方式對優(yōu)質(zhì)食味粳稻各生育階段氮素積累的影響

2個粳稻品種各生育階段的氮素積累及比例在控混肥配比方式間差異顯著（表 9）。播種至拔節(jié)階段，與CK相比，僅2018年豐粳1606的100 d+120 d處理未表現(xiàn)出顯著差異，其他情況下各控混肥處理的氮素積累量均較之顯著增加，平均增幅達14.86%，積累比例則以100 d+80 d、100 d+120 d處理和CK同處于最低水平，僅2019年的南粳9108在100 d+80 d處理和CK表現(xiàn)出顯著差異；不同控混肥處理中，以60 d+40 d、60 d+80 d處理的氮素積累量和比例最高。拔節(jié)至抽穗階段，以100 d+80 d、100 d+120 d處理氮素積累量和CK處于最高水平，且無顯著差異，較最低的 60 d+40 d處理顯著增加47.02%—55.01%，而積累比例均以CK最高；不同控混肥處理中，氮素積累量和積累比例均表現(xiàn)為100 d+80 d、100 d+120 d、80 d+100 d＞80 d+60 d＞60 d+80 d、60 d+40 d。抽穗至成熟階段，除2018年南粳9108的100 d+120 d處理外，均以100 d+120 d處理氮素積累量及比例顯著高于其他處理，其中氮素積累量較CK增加9.23%—22.03%，較最低的60 d+40 d處理增加39.65%—52.73%。

表9 不同控混肥配比方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻各生育階段氮素積累及比例的差異Table 9 Differences in N accumulation and ratio of japonica rice with good taste quality at different growth stages under different combination of controlled-release fertilizers

2.7 不同控混肥配比方式對優(yōu)質(zhì)食味粳稻氮素利用的影響

氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥表觀利用率均以100 d+80 d、100 d+120 d處理處于較高水平，具體表現(xiàn)為100 d+80 d、100 d+120 d＞80 d+100 d、CK＞80 d+60 d＞60 d+80 d＞60 d+40 d（表10）。結(jié)合2年數(shù)據(jù)來看，相較CK，100 d+80 d處理的氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別顯著增加 3.90%—4.92%、9.42%—11.93%，而60 d+40 d處理則分別顯著降低3.74%—4.82%、8.65%—11.66%，另外在2019年中100 d+120 d處理也較之顯著增加。從2年氮肥表觀利用率的數(shù)據(jù)來看，100 d+80 d、100 d+120 d處理均較 CK顯著增加，增幅分別達 5.29%—7.21%、5.79%—8.51%，60 d+40 d、60 d+80 d處理則較CK分別顯著降低了11.76%—14.88%和9.41%—13.13%?？鼗旆侍幚碇?，100 d+80 d和100 d+120 d處理的氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥表觀利用率較最低的60 d+40 d處理分別顯著增加7.10%—10.18%、18.17%—26.70%、21.49%—26.96%。氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素籽粒生產(chǎn)效率均以60 d+40 d和60 d+80 d處理較高，而80 d+100 d和100 d+120 d處理相對較低，具體表現(xiàn)為60 d+40 d＞60 d+80 d＞80 d+60 d、CK＞100 d+80 d＞100 d+120 d、80 d+100 d，其中100 d+80 d處理2年2個品種均較100 d+120 d和80 d+100 d處理有所提高，并在2019年南粳9108的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率上表現(xiàn)出了差異。

表10 不同控混肥方式下優(yōu)質(zhì)食味粳稻氮素利用的差異Table 10 Differences in nitrogen use of japonica rice with good taste quality under different combination of controlled-release fertilizers

3 討論

3.1 不同控混肥配比方式對產(chǎn)量和群體質(zhì)量指標形成的影響

施用控釋肥使水稻增產(chǎn)，其根本原因在于肥料養(yǎng)分釋放和水稻養(yǎng)分吸收能夠較大程度地匹配，使得水稻生長發(fā)育符合高產(chǎn)形成規(guī)律[10]。本研究中，100 d+80 d、100 d+120 d處理各生育階段氮素吸收積累特征和常規(guī)分次施肥處理（CK）最為一致，且產(chǎn)量形成和干物質(zhì)積累均較之具有明顯優(yōu)勢，尤其是2019年，這表明2個處理的養(yǎng)分釋放和遲熟中粳稻南粳9108、豐粳 1606養(yǎng)分吸收最為匹配。產(chǎn)量由多個因素共同決定，包括群體穎花量（單位面積穗數(shù)×每穗粒數(shù)）、結(jié)實率和千粒重。一般認為群體穎花量和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系[18-20]。邢曉鳴等[14]研究發(fā)現(xiàn)，摻混肥（包括60 d、120 d的控釋肥和磷酸銨）基施后分蘗期施用尿素能夠顯著增加有效穗數(shù)和群體穎花量，從而獲得高產(chǎn)。本研究結(jié)果也表明，100 d+80 d、100 d+120 d處理相較CK增產(chǎn)的原因是在較多穗數(shù)的基礎(chǔ)上穩(wěn)定了穗粒數(shù)，群體穎花量顯著增加，同時結(jié)實率較為穩(wěn)定。

關(guān)于水稻獲得高產(chǎn)的途徑，一般認為常規(guī)施肥通過分次施用在前期促進分蘗發(fā)生，中期保證足穗、促大穗以形成更大的“庫容”，同時通過改善中后期光合生產(chǎn)特征以促進干物質(zhì)的生產(chǎn)與積累，在前期適宜的干物質(zhì)生產(chǎn)基礎(chǔ)上增加中后期干物質(zhì)積累是增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)[20-22]。本試驗中控混肥處理的速效氮肥部分滿足了缽苗機插粳稻移栽后前期生長的養(yǎng)分需求，而后控釋肥部分持續(xù)緩慢的養(yǎng)分供應(yīng)則使得群體較快構(gòu)建。因此，各處理在播種至拔節(jié)階段較多氮素吸收的基礎(chǔ)上，拔節(jié)期的莖蘗數(shù)、葉面積、干物質(zhì)積累量均較CK顯著增加，同時更多較早發(fā)生的分蘗為有效穗數(shù)的增加奠定了基礎(chǔ)。拔節(jié)至抽穗階段，控混肥處理中以100 d+80 d、100 d+120 d處理氮素積累量最多、比例較合理，使得群體穎花量（有效穗數(shù)增加×穩(wěn)定的穗粒數(shù)）及葉面積提高，維持了較高的凈同化率，群體光合生產(chǎn)能力及干物質(zhì)積累增加，而其他處理的氮素積累難以協(xié)同提高葉面積和凈同化率，致群體光合生產(chǎn)能力相對不足，同時群體穎花量也相對下降。2個品種在移栽至拔節(jié)、移栽至抽穗階段分別經(jīng)歷了38—42 d、69—75 d，從不同階段水稻氮素積累量判斷各處理氮素在稻田中的大致釋放情況，其中40% 60 d的控混肥處理在移栽后38 d內(nèi)氮素過多釋放，100 d的在移栽后38—75 d氮素釋放較多，而80 d的在各時間段均介于其間。對于控混肥中僅占 10%的次要控釋肥，是對主要控釋肥（40%）氮素釋放的補充，其造成的差異最為顯著的是除2018年的南粳9108外，100 d+120 d處理在抽穗至成熟階段氮素積累量均較其他處理顯著提高，這表明100 d+120 d處理在抽穗后的氮素供應(yīng)仍相對較多。同時，值得注意的是100 d+120 d和100 d+80 d處理此階段的干物質(zhì)積累同處最高水平且無顯著差異。因此，從優(yōu)質(zhì)氮高效角度考慮，控混肥在抽穗后的氮素供應(yīng)量應(yīng)相對適宜，以保證光合生產(chǎn)能力不降低，使水稻在較少的或同等的氮素積累下生產(chǎn)更多的干物質(zhì)，從而有利于降低植株含氮率及籽粒蛋白質(zhì)含量[23]。

較高的成穗率是高產(chǎn)群體的顯著特征[24]，但控混肥處理的有效穗數(shù)增加，成穗率卻顯著下降，其中以南粳9108的60 d+40 d處理最低，僅為59.12%。各控混肥處理的高峰苗較 CK增多，而這也意味著無效分蘗在分蘗期消耗了較多的養(yǎng)分，對高產(chǎn)群體的構(gòu)建產(chǎn)生一定的影響。因此，今后可探索適當調(diào)整基施控混肥配方中速效類氮肥的比例；同時，鑒于以往研究認為多穗型常規(guī)粳稻隨密度增加而導(dǎo)致成穗率下降和產(chǎn)量增加的問題[25-27]，需注意加強栽插密度與基施控混肥（不同配比方式）的互作效應(yīng)研究。

3.2 不同控混肥配比方式的施用途徑探究

從本研究結(jié)果來看，100 d+80 d、100 d+120 d處理為最優(yōu)控混肥處理，但對于生育期不同的水稻品種而言，其各生育階段時間跨度不一，該配比方式下的氮素釋放可能會和其養(yǎng)分吸收不一，故需做到因品種選擇相應(yīng)釋放期類型的控混肥。前人研究發(fā)現(xiàn)在短生育期的雙季秈稻上施用 60 d型緩釋尿素的產(chǎn)量效果優(yōu)于90 d型，且90 d型因釋放期過長造成了水稻的貪青遲熟，降低了千粒重[17]。此外，本研究所選用的是遲熟中粳多穗型品種，并在100 d+80 d、100 d+120 d處理下獲得高產(chǎn)高效。但對于不同穗型的水稻植株來說，其群體特征、氮素吸收規(guī)律存在較大差異，如多穗型品種可以通過提高有效穗數(shù)獲得高產(chǎn)，其氮素吸收主要集中于前中期，而大穗型品種在中后期具有生長優(yōu)勢，且此階段需氮量較大以維持中后期光合生產(chǎn)[16]。因此生產(chǎn)上還需注意品種的穗型特征。

本研究栽插方式為缽苗機插種植，所育秧苗苗體健壯、移栽后活棵期短、返青快，使得分蘗具有早生快發(fā)的特點[18,28]。生產(chǎn)中最為常見的水稻毯苗機插方式，其全生育期雖較缽苗機插縮短約10 d（僅因秧齡較短），但兩者大田生育期基本一致[28]。因此，此配施方法理論上可用于毯苗機插，但應(yīng)注意控混肥在分蘗前期的氮素釋放量是否適于秧苗快速活棵返青?？傊瑢τ诙嗨胄瓦t熟中粳品種，在缽苗機插條件下控釋肥和常規(guī)氮肥配比施用獲得高產(chǎn)的途徑是前期適當促進分蘗較多發(fā)生、提高干物質(zhì)積累，中期爭取較多的穗數(shù)及適宜的穗粒數(shù)以獲得足夠的穎花量，同時確保中后期光合生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定，增加干物質(zhì)積累量，提高庫容充實度。這和前人的觀點相近，前人發(fā)現(xiàn)控釋肥和尿素配施有利于提高分蘗發(fā)生量，而能否穩(wěn)產(chǎn)甚至增產(chǎn)則取決于水稻穗分化階段的養(yǎng)分供應(yīng)，如果其能協(xié)調(diào)增加穗數(shù)和穗粒數(shù)以擴大庫容，同時后期養(yǎng)分適宜，以免造成貪青遲熟或早衰致影響千粒重和結(jié)實率，則可獲得穩(wěn)產(chǎn)甚至增產(chǎn)[14,16,29-31]。

3.3 不同控混肥配比施用下的氮素利用狀況

本研究中，不同處理各生育階段氮素積累和干物質(zhì)生產(chǎn)存在顯著差異，這也間接表明處理間的氮素利用存在一定差異。MI等[32]研究發(fā)現(xiàn)相較常規(guī)分次施肥，控釋肥和尿素摻混后基施的氮肥表觀利用率在早稻上提高4.8%—32.9%，晚稻為29.2%—67.6%，一季中稻則為13.1%—21.2%，而氮肥農(nóng)學(xué)利用率增幅相對較小。符建榮[33]研究認為樹脂包膜氮肥無論是單施還是和尿素合理配施，不僅實現(xiàn)了一次施肥滿足水稻全生育期養(yǎng)分需求的目標，還相較常規(guī)分次施肥提高了氮肥表觀利用率、氮素生理效率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率。本研究表明，相較CK，除2018年100 d+120 d處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力與之無顯著差異外，其他情況下100 d+80 d、100 d+120 d處理均顯著提高了氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥表觀利用率，而60 d+40 d、60 d+80 d處理相對提高了氮素干物質(zhì)效率和氮素籽粒生產(chǎn)效率。值得注意的是，相較CK，60 d+40 d、60 d+80 d處理氮肥表觀利用率均顯著下降，這可能是因為其養(yǎng)分釋放相對集中在水稻拔節(jié)前，此階段水稻氮素吸收利用有限，導(dǎo)致氮素出現(xiàn)盈余損失，而拔節(jié)至抽穗階段的水稻穗分化發(fā)育關(guān)鍵期，卻養(yǎng)分供應(yīng)相對不足，未能形成較大群體，最終全生育期氮素積累量下降；相較與之氮素積累相近的80 d+100 d、100 d+120 d處理，100 d+80 d處理的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮素籽粒生產(chǎn)效率具有潛在的增長趨勢，這說明此種配比方式既能實現(xiàn)高產(chǎn)也具有潛在的協(xié)調(diào)水稻碳氮代謝的能力，但具體原因有待進一步試驗以探尋。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，控混肥處理中以100 d+80 d處理的產(chǎn)量效應(yīng)最優(yōu)，100 d+120 d處理僅次之，且二者的產(chǎn)量效應(yīng)均相對優(yōu)于CK。播種至拔節(jié)階段，各控混肥處理中水稻群體的各項生長指標均優(yōu)于CK。拔節(jié)至抽穗階段，所有控混肥處理中，100 d+ 80 d、100 d+120 d 處理的氮素積累量較高，與CK無顯著差異，但這2個控混肥處理較CK形成了更大的葉面積和群體穎花量。在抽穗后，此二者的氮素積累量也相對適宜，群體光合生產(chǎn)能力穩(wěn)定且較高，干物質(zhì)積累較其他處理顯著增加。2年2個品種的100 d+80 d和100 d+120 d處理的氮肥表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力均相對高于CK。因此，100 d+80 d、100 d+ 120 d處理的養(yǎng)分釋放有利于缽苗機插條件下遲熟中粳品種南粳 9108、豐粳1606形成高產(chǎn)群體并高效吸收利用氮素，其可作為缽苗機插下優(yōu)質(zhì)食味遲熟中粳稻高產(chǎn)簡化施肥的氮肥運籌方式。