不同硫酸鋅肥施用量對(duì)蒼梧縣水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

林 忠，于 猛，莫炳貴，黃愛民，黎鐸華，廖妙娟，李建明

（1.蒼梧縣石橋鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，廣西梧州 543116；2.蒼梧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西梧州 543116；3.蒼梧縣獅寨鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，廣西梧州 543112；4.蒼梧縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心，廣西梧州 543116；5.蒼梧縣土壤肥料工作站，廣西梧州 543116）

蒼梧縣位于廣西東南部，與廣東省接壤，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，水稻是蒼梧縣主要的糧食作物之一，蒼梧縣為典型的農(nóng)業(yè)大縣，也是全國(guó)商品糧基地縣之一。常年水稻播種面積1.7萬(wàn)hm2，稻谷總產(chǎn)量達(dá)12萬(wàn)t。在穩(wěn)定播種面積不變的情況下提升水稻的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，對(duì)保障糧食安全和促進(jìn)人體營(yíng)養(yǎng)健康有重要作用。近年來(lái)，由于種糧效益較低，農(nóng)民種糧積極性出現(xiàn)下降，且有相當(dāng)一部分農(nóng)戶栽培水稻的施肥方案較為單一，以施氮、磷、鉀等大量營(yíng)養(yǎng)元素為主，忽視了微量元素的施用，導(dǎo)致土壤微量元素虧缺，大量元素富集，養(yǎng)分比例失調(diào)，土壤理化性質(zhì)發(fā)生惡化，影響水稻生長(zhǎng)并導(dǎo)致產(chǎn)量下降。鋅元素不僅是水稻生長(zhǎng)所必需的微量元素，也是人體生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素。土壤鋅對(duì)水稻植株長(zhǎng)勢(shì)、分蘗和根系活力等具有調(diào)控作用，大田缺鋅會(huì)導(dǎo)致水稻生長(zhǎng)參差不齊，影響產(chǎn)量[1]。人體缺鋅會(huì)出現(xiàn)智力發(fā)育遲緩和免疫力低下等一系列癥狀，而食物是人體補(bǔ)充鋅元素的主要途徑，因此發(fā)展富鋅食物是保障人體鋅來(lái)源的重要手段[2]。研究報(bào)道，鋅肥不僅可提升水稻產(chǎn)量，還能有效增加籽粒中的鋅含量[3]。因此，對(duì)于鋅相對(duì)缺乏的土壤，額外施加鋅肥是促進(jìn)水稻生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量、提升籽粒含鋅量和改善土壤理化狀態(tài)的有效措施。本試驗(yàn)在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上通過(guò)添加不同含量的鋅肥處理，以探討蒼梧縣水稻栽培鋅肥施用量對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，以期為改善蒼梧縣水稻栽培施肥配方提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試作物及肥料

本試驗(yàn)供試水稻品種為19香。供試氮素為尿素（達(dá)州市天然氣能源化工產(chǎn)業(yè)區(qū)，總氮≥46.2%）；磷元素為鈣鎂磷肥（貴州省甕安興農(nóng)磷化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)，有效P2O5≥12.0%）；鉀元素為氯化鉀（加拿大，氯化鉀≥60.0%）和鋅元素為硫酸鋅（天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)，ZnSO4·7H2O≥99.5%）。

1.2 試驗(yàn)土壤

本試驗(yàn)于2021年（早造）在梧州市蒼梧縣沙頭鎮(zhèn)思艾村（111°29′E，23°49′N）進(jìn)行，供試地點(diǎn)為遠(yuǎn)離道路和堆肥點(diǎn)、光照條件良好、水源充足、排水性好的壤土；前茬作物為馬鈴薯；常年施肥量為純氮 11 kg/667 m2、五氧化二磷3 kg/667 m2和氧化鉀 8 kg/667 m2；試驗(yàn)前測(cè)量0～20 cm土壤的理化參數(shù)，結(jié)果顯示土壤中含有較豐富的有效磷和速效鉀，土壤偏酸性（見表1）。

表1 試驗(yàn)前土壤理化狀況

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）本試驗(yàn)在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)3個(gè)鋅肥處理，分別為不施加鋅肥（處理1）及每667 m2施加鋅肥1.5 kg（處理2）和2.0 kg（處理3）；采用獨(dú)立隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)計(jì)3個(gè)重復(fù)。2）試驗(yàn)田四周設(shè)置1.2 m保護(hù)行，每個(gè)小區(qū)面積30 m2（7.5 m×4.0 m），小區(qū)間四周設(shè)高30 cm、寬30 cm的筑田埂并用薄膜包裹以防肥水滲透，各小區(qū)水源直排直灌。3）2021年3月11日播種，4月9日移栽，株行距16.7 cm×24.0 cm，每區(qū)31行，每行25蔸，每1小區(qū)共775蔸，每蔸2插苗，667 m2插植 17 223蔸。4）在水稻成熟期隨機(jī)選取30株進(jìn)行株高和穗長(zhǎng)等生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)量，并選取10蔸進(jìn)行有效穗數(shù)、千粒重和穗粒數(shù)等指標(biāo)的室內(nèi)考種。7月15日人工收割、分區(qū)稱重測(cè)產(chǎn)，隨機(jī)從每個(gè)小區(qū)中抽取約1 kg的生谷進(jìn)行曬干處理，獲得干谷樣品質(zhì)量，計(jì)算出每組處理的平均曬干率。5）水稻收割后，隨機(jī)選取每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)0～20 cm土壤的4個(gè)土樣，測(cè)定不同鋅肥處理后水稻栽培土壤的理化狀態(tài)，測(cè)定土壤pH值并測(cè)量有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀的含量，具體實(shí)驗(yàn)方法參考農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（見表2）。

表2 土壤肥力指標(biāo)測(cè)定方法

1.4 施肥管理

本試驗(yàn)的鋅肥為硫酸鋅（七水），于整地時(shí)作為基肥一次性施入。常規(guī)施肥方法的時(shí)間和用量見表3。水稻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中各處理間的管理措施完全 相同。

表3 施肥管理方案

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel軟件整理，方差分析采用SPSS 19.0軟件中的Duncan法，差異水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 鋅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由表4可知，鋅元素對(duì)供試水稻19香的株高生長(zhǎng)具有一定的調(diào)控作用，在常規(guī)施肥條件下不斷增施鋅肥可促進(jìn)水稻株高生長(zhǎng)。處理3的水稻株高較處理1高5.07 cm，雖未達(dá)到顯著水平，但株高增長(zhǎng)了5.16%。鋅肥處理對(duì)稻穗生長(zhǎng)具有顯著的調(diào)控作用，隨著土壤鋅含量的增加，水稻成熟期的穗長(zhǎng)逐漸增加，處理3穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，較處理1長(zhǎng)1.11 cm，增幅為4.74%，達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。以上試驗(yàn)結(jié)果表明，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，添加鋅肥作為基肥對(duì)水稻生長(zhǎng)（株高和穗長(zhǎng)）具有促進(jìn)作用。

表4 鋅肥處理對(duì)水稻株高和穗長(zhǎng)的影響 單位：cm

2.2 鋅肥對(duì)水稻產(chǎn)量相關(guān)性狀及理論產(chǎn)量的影響

由表5可知，1）鋅肥處理使每667 m2有效穗數(shù)減少，鋅含量越高，每667 m2有效穗數(shù)越少。其中，處理3有效穗數(shù)最少，較處理1減少了2.77萬(wàn)穗/667 m2，降低了13.59%，但未達(dá)到差異顯著水平。2）與處理1相比，鋅肥對(duì)每穗實(shí)粒數(shù)具有明顯的促進(jìn)作用。處理2 和處理3每穗實(shí)粒數(shù)分別比處理1多16.03和36.34粒，增加了15.38%和34.86%，其中，處理3和處理1的差異達(dá)到了顯著水平。3）處理2每穗秕粒數(shù)最少，處理1和處理3間無(wú)顯著差異。不同處理間的每穗總粒數(shù)存在一定差異，表現(xiàn)為處理3＞處理2＞處理1。其中，處理3較處理1多36.49粒，提升了22.03%。表明鋅肥對(duì)每穗結(jié)籽數(shù)具有促進(jìn)作用。4）鋅肥對(duì)結(jié)實(shí)率的影響規(guī)律與每穗總粒數(shù)的規(guī)律趨勢(shì)相同，都是隨著鋅肥量的增施而不斷增加。處理3為最大結(jié)實(shí)率，處理3比處理1結(jié)實(shí)率高7.08%，增長(zhǎng)率為11.25%。不同處理組間的千粒重?zé)o顯著差異，表明鋅肥對(duì)千粒重?zé)o顯著的促進(jìn)作用。5）理論產(chǎn)量從高到低依次為處理3＞處理2＞處理1，其中，處理3可使每667 m2產(chǎn)量理論上增產(chǎn)67.19 kg，理論產(chǎn)量提高16.52%，表明在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施鋅肥可增加理論產(chǎn)量，鋅肥具有促進(jìn)水稻產(chǎn)量增加的潛能。

2.3 鋅肥對(duì)實(shí)際產(chǎn)量的影響

由表6可知，各處理之間的曬率差異較小，表明鋅肥不能提高曬谷率，說(shuō)明鋅肥可能不影響稻粒干物質(zhì)含量。不同鋅肥處理小區(qū)實(shí)收生谷質(zhì)量和干谷質(zhì)量變化明顯，分別為處理3＞處理2＞處理1，說(shuō)明在常規(guī)施肥下增施鋅肥對(duì)水稻19香的產(chǎn)量有明顯的促進(jìn)作用，處理3的每667 m2實(shí)際產(chǎn)量比處理1高61.33 kg，增長(zhǎng)15.28%。

表6 鋅肥對(duì)水稻實(shí)際產(chǎn)量的影響

2.4 鋅肥對(duì)試驗(yàn)后土壤理化性質(zhì)的影響

1）由表7可知，與試驗(yàn)前相比，處理1土壤有機(jī)質(zhì)含量下降了4.27%，處理2土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了3.70%，處理3的土壤有機(jī)質(zhì)含量幾乎保持不變；種植水稻后土壤全氮含量均有少量下降，各處理間無(wú)顯著差異。2）鋅肥對(duì)土壤有效磷和速效鉀含量具有明顯的影響作用。處理1土壤有效磷含量在試驗(yàn)后無(wú)明顯變化，但隨著施鋅量的增加，土壤有效磷含量不斷增加，處理3較試驗(yàn)前增加了11.94%，較處理1增加了13.42%，說(shuō)明施加鋅肥減少了水稻對(duì)磷肥的吸收量；而試驗(yàn)后土壤速效鉀含量變化趨勢(shì)與有效磷含量相反，土壤速效鉀在試驗(yàn)前含量最高，且處理2、處理3的速效鉀含量分別比處理1下降了11.88%、17.52%，分析可能是由于施鋅促進(jìn)了水稻對(duì)速效鉀的吸收利用。綜上所述，施加鋅肥會(huì)影響水稻對(duì)大量元素的利用效率，但該影響具有元素差異性，且鋅肥對(duì)土壤pH值影響較小。

表7 試驗(yàn)后各處理土壤肥力結(jié)果

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

1）鋅肥在一定程度上能促進(jìn)水稻生長(zhǎng)。水稻的株高和穗長(zhǎng)會(huì)隨著鋅肥施加量的增加而不斷生長(zhǎng)，其中，每667 m2施加2 kg鋅肥能顯著增加穗長(zhǎng)。

2）理論上鋅肥能提高水稻產(chǎn)量。雖然每667 m2有效穗數(shù)隨著鋅肥的增加而不斷下降，但每穗實(shí)粒數(shù)、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率3個(gè)重要的產(chǎn)量構(gòu)成因素都會(huì)隨鋅肥的施肥量增加而逐漸遞增，在綜合因素的疊加下，使每667 m2施加2 kg鋅肥具有最大的理論產(chǎn)值，比對(duì)照組產(chǎn)量提升了16.52%，說(shuō)明鋅肥具有提升水稻產(chǎn)量的巨大潛能，在相對(duì)缺鋅的土壤上施加鋅肥將是保證糧食產(chǎn)量的有效措施。

3）鋅肥能改變土壤理化性質(zhì)。施加鋅肥后，種植水稻的試驗(yàn)田土壤中有效磷含量會(huì)隨著鋅肥施加量的增加而遞增，速效鉀含量會(huì)遞減，每667 m2施加2 kg鋅肥時(shí)達(dá)最大降幅。表明水稻吸收磷肥和鉀肥可能與吸收鋅肥存在著拮抗和協(xié)同作用，說(shuō)明在施加鋅肥時(shí)應(yīng)減少磷肥施用量并適當(dāng)增加鉀肥的比例。

3.2 討論

1）缺鋅會(huì)導(dǎo)致水稻生長(zhǎng)矮化，田間表現(xiàn)參差不齊[1]。說(shuō)明鋅元素可能對(duì)水稻的株高起一定的調(diào)控作用。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)鋅肥可促進(jìn)水稻株高及稻穗生長(zhǎng)，而該生物量的積累為增產(chǎn)提供了可能。

2）此前有研究報(bào)道，施加鋅肥能有效增加每667 m2有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率，并提升了水稻的實(shí)收產(chǎn)量[4-5]。本試驗(yàn)水稻每667 m2有效穗數(shù)隨著鋅肥施加量的增加而減少，雖鋅肥增加了每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，但最終并未明顯提高實(shí)收產(chǎn)量。說(shuō)明鋅肥可能通過(guò)平衡產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系，以維持總產(chǎn)量的相對(duì)穩(wěn)定，也意味著不同的水稻品種可能對(duì)鋅肥具有差異的響應(yīng)方式。

3）水稻在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中吸收一定比例的氮、磷、鉀等大量元素，及鈣、鎂、硫、硅、鐵、硼和鋅等中微量元素，不同元素之間存在著協(xié)同或拮抗吸收的關(guān)系。在小麥和煙草中的研究都表明，過(guò)量施磷有效抑制了植株對(duì)鋅的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，磷鋅元素之間存在著明顯的拮抗作用[6-7]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施加鋅肥抑制了水稻對(duì)磷肥的吸收，導(dǎo)致試驗(yàn)過(guò)后土壤有效磷含量不減反增的現(xiàn)象。但該拮抗作用也不一定是一直存在的，在小麥抽穗期和灌漿期施加鋅肥可有效增加植株地上部的磷含量，表現(xiàn)為磷鋅之間的協(xié)同作用[8]。同時(shí)，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施加鋅肥明顯減少了土壤中的速效鉀含量，分析可能是由于鋅促進(jìn)了水稻對(duì)鉀肥的吸收，該結(jié)果與前人報(bào)道鋅肥能增加水稻地上部鉀含量相對(duì)應(yīng)[9]。此外，鋅肥還能促進(jìn)水稻對(duì)氮肥的吸收，氮鋅肥配施能顯著提高水稻產(chǎn)量[10]。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，需根據(jù)作物及其發(fā)育階段和土壤肥力的不同，制定科學(xué)合理的施肥方案，做到精準(zhǔn)施肥，以發(fā)揮最大的化肥利用率，做到減肥增產(chǎn)。