水稻化肥減量增效技術(shù)作用機(jī)理及在化州市的應(yīng)用效果

葉觀保 陳穎 黃露穎

摘 要 水稻化肥減量增效綜合技術(shù)是根據(jù)廣東省化州市水稻栽培中存在的主要問(wèn)題，經(jīng)化州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心技術(shù)人員多年來(lái)的試驗(yàn)研究而總結(jié)出來(lái)的節(jié)肥增效技術(shù)體系。該技術(shù)以培肥地力為基礎(chǔ)，以選擇優(yōu)良品種、優(yōu)化肥料配方、應(yīng)用先進(jìn)種植管理技術(shù)為手段，對(duì)水稻栽培中的化肥減量、節(jié)約肥料成本、提高水稻產(chǎn)量、提高稻米品質(zhì)作用重大，在化州市推廣應(yīng)用效果顯著。

關(guān)鍵詞 水稻;化肥減量增效;技術(shù)體系;廣東省化州市

中圖分類號(hào)：S365;S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.15.012

化州市位于廣東省西部，是廣東省的農(nóng)業(yè)大縣，農(nóng)作物播種面積較大。近年來(lái)，農(nóng)作物的增產(chǎn)主要依靠施用大量的化肥來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別是當(dāng)?shù)刂髟缘乃镜燃Z食作物，化肥的過(guò)量施用不但增加了農(nóng)民的種植成本，而且對(duì)稻米品質(zhì)和生態(tài)環(huán)境造成很大的不利影響。為改變農(nóng)民不良的耕作習(xí)慣，化州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心進(jìn)行了長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究，總結(jié)出一套水稻化肥減量增效綜合技術(shù)。

1 ?基本情況

1.1 ?耕地質(zhì)量

2015年化州市稻田土壤基本情況是：有機(jī)質(zhì)平均含量24.6 g·kg-1，pH值≤5.5的中酸、強(qiáng)酸性土壤占64.2%，全氮平均含量1.32 g·kg-1，堿解氮含量為1.34 mg·kg-1，有效磷平均含量為143 mg·kg-1，速效鉀平均含量為73 mg·kg-1。耕地總體有機(jī)質(zhì)含量偏低、土壤酸化嚴(yán)重，屬于中氮、高磷、缺鉀土壤。

1.2 ?產(chǎn)出情況

2015年化州市水稻每667 m2產(chǎn)量為373 kg，化肥用量為26.3 kg（折純，下同），除地力水平后每千克化肥產(chǎn)出稻谷6.1 kg，肥料三大元素的綜合利用率約為30.5%。

2 ?技術(shù)背景

2.1 ?技術(shù)來(lái)源

根據(jù)“2020年后面積不減，產(chǎn)量不降”的總體要求，以及達(dá)到化肥使用量零增長(zhǎng)的目標(biāo)，化州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究，總結(jié)出了“水稻化肥減量增效綜合技術(shù)”。經(jīng)過(guò)連續(xù)6年的實(shí)踐，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益。

2.2 ?技術(shù)路線

根據(jù)化州市氣候條件和水稻種植特點(diǎn)，確定以土壤養(yǎng)分檢測(cè)為基礎(chǔ)，調(diào)節(jié)土壤酸堿度;利用增施有機(jī)質(zhì)肥料、種植綠肥、作物秸稈還田等手段，提高耕地地力;以土壤養(yǎng)分檢測(cè)為基礎(chǔ)，通過(guò)試驗(yàn)，結(jié)合水稻的需肥特點(diǎn)，確定最佳的施肥配方;根據(jù)水稻不同生育期的需肥特點(diǎn)，采用水稻“三控”施肥技術(shù)、施用緩控釋肥等先進(jìn)水稻施肥技術(shù)，達(dá)到提高肥料的利用率、減少化肥使用量及提高稻谷產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的目的。

3 ?技術(shù)方案

3.1 ?培肥地力

3.1.1 ?秸稈還田

化州市農(nóng)作物種植面積大，可回收利用的農(nóng)作物秸稈數(shù)量龐大，農(nóng)作物秸稈還田可采用兩種模式。1）就地直接還田模式。農(nóng)作物目標(biāo)產(chǎn)品收獲后，對(duì)不具備回收條件的或回收利用價(jià)值不高的農(nóng)作物秸稈直接回田，如冬種豆科、茄科作物秸稈等。就地直接粉碎，并噴施腐稈劑或撒施石灰、土壤調(diào)節(jié)劑，漚制腐熟后可作為優(yōu)良的有機(jī)質(zhì)肥料。2）異地還田模式?；匣簩⑹占霓r(nóng)作物秸稈與畜牧糞肥等共同漚制，用于食用菌種植，種植廢料再回田。肥料化：秸稈與畜牧糞肥堆漚成有機(jī)質(zhì)肥料回田。飼料化：農(nóng)作物秸稈以鮮稈或風(fēng)干后秸稈狀態(tài)回收、儲(chǔ)存，作為畜牧飼料利用，畜牧業(yè)副產(chǎn)品再回田。

3.1.2 ?種植綠肥

冬閑田種植紫云英等綠肥，次年早造插植前15 d回水犁田漚青，每667 m2施石灰20～25 kg一起漚田。

3.1.3 ?犁冬曬白

沒(méi)有種植冬種經(jīng)濟(jì)作物或綠肥的冬閑田，在“冬至”前犁冬曬白。這樣做有利于培育土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加土壤有益菌含量，減少SO2等有害物質(zhì)對(duì)作物的毒害。

3.1.4 ?增施有機(jī)肥

化州市除了是種植業(yè)大縣外，也是畜牧養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖大縣，有機(jī)質(zhì)肥料資源豐富。利用養(yǎng)殖的副產(chǎn)品，如糞污、沼液、塘泥等，通過(guò)無(wú)害化處理后施入稻田。每667 m2用腐熟優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥500～800 kg，或精制有機(jī)肥80～120 kg作基肥。

3.1.5 ?增施土壤調(diào)節(jié)劑

增施中微量元素、富含Si、Ca等元素的土壤調(diào)節(jié)劑，增施石灰等堿性肥料。

3.2 ?選擇優(yōu)良品種

選用高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)能力強(qiáng)、抗逆性好、適應(yīng)性廣的優(yōu)良水稻品種，如吉豐優(yōu)1002、昌兩優(yōu)8號(hào)、晶兩優(yōu)534等。

3.3 ?應(yīng)用測(cè)土配方施肥技術(shù)

根據(jù)近年來(lái)土壤檢測(cè)結(jié)果，化州市農(nóng)田土壤養(yǎng)分普遍特點(diǎn)是中氮、高磷、低鉀。經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)及組織專家組論證，化州市水稻最佳氮磷鉀配方比例是1∶（0.25～0.30）∶（0.8～0.9）。以配制成50%含量配方肥為例，最佳的氮磷鉀配方是24∶7∶19或25∶7∶18。以667 m2產(chǎn)500～550 kg稻米為目標(biāo)，每667 m2需分別補(bǔ)施氮磷鉀肥11.5～13.0 kg、3.0～3.5 kg、8.5～9.0 kg，在少施或不施有機(jī)質(zhì)肥的情況下，每667 m2施用配方肥50 kg左右。根據(jù)前作和土壤肥力情況，有機(jī)肥充足的地塊可酌情減少化肥施用量10%～15%[1]。

3.4 ?采用水稻“三控”施肥技術(shù)

3.4.1 ?合理密植

插足基本苗，每667 m2插（拋）1.6萬(wàn)～1.7萬(wàn)棵。

3.4.2 ?確定目標(biāo)產(chǎn)量

根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量確定配方施肥量，采用水稻“三控”施肥技術(shù)及配套措施進(jìn)行栽培管理。目標(biāo)單產(chǎn)500～550 kg，每667 m2用有效成分50%的水稻配方肥50 kg;目標(biāo)單產(chǎn)450 kg，每667 m2用有效成分50%的水稻配方肥43～45 kg。施用有機(jī)肥較多的田塊配方肥可減量施用，但減幅一般不宜超過(guò)20%。

3.4.3 ?合理用肥

1）早造分3次施用。施足基肥：有機(jī)肥（或土壤調(diào)理劑）、使用單元素肥的過(guò)磷酸鈣作基肥施用、其他化肥（配方肥）作基肥，基肥比例占整個(gè)施肥量的40%。適施保蘗肥：保蘗肥（插后15～17 d）占整個(gè)施肥量的25%。重施攻胎肥：攻胎肥（插后35～38 d）占整個(gè)施肥量的35%。

2）晚造分4次施用?；实氖┯梅椒ㄅc早造相同，保蘗肥（插后13～15 d）20%，攻胎肥（插后32～35 d）30%，壯粒肥（破口期）10%。

3.5 ?推廣緩控釋肥

3.5.1 ?肥料的選擇

根據(jù)化州市耕地土壤化驗(yàn)結(jié)果，以每667 m2產(chǎn)500 kg為目標(biāo)，在不施或少施有機(jī)質(zhì)肥的前提下，減少肥料使用量10%～20%，即每667 m2施用水稻配方控釋肥40～45 kg。

3.5.2 ?操作方法

1）早施。目前市面上質(zhì)量較好的緩控釋肥均為復(fù)合肥，肥效均超過(guò)3個(gè)月。所以要求早施，短期作物最好一次性作基肥施用。2）深施。緩控釋肥溶解較慢，深施不易因雨水沖刷和暴曬等環(huán)境因素而造成肥料流失。

3.6 ?應(yīng)用側(cè)深施肥技術(shù)

3.6.1 ?提高耕地整地質(zhì)量

耕深應(yīng)在20 cm以上，防止帶有施肥裝置的插秧機(jī)械陷入土中，防止秸稈還田影響機(jī)械作業(yè)。

3.6.2 ?選用適宜機(jī)型

根據(jù)農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)篩選推薦，選擇性能優(yōu)越的機(jī)械設(shè)備。插秧機(jī)械與側(cè)深施肥機(jī)相匹配。

3.6.3 ?選擇適宜肥料品種

選用氮磷鉀比例合理、粒型整齊、硬度適宜，手捏不碎、吸濕少、不粘手、不結(jié)塊的配方肥或緩控釋肥料，以防肥料通道堵塞。一般選用粒徑為2～5 mm的圓粒型配方肥、復(fù)合肥或緩控釋肥。

3.6.4 ?確定適宜肥料用量與運(yùn)籌比例

制訂施肥方案，確定施肥總量、主推配方和運(yùn)籌比例。側(cè)深施肥時(shí)，氮肥投入量一般可比常規(guī)施肥量減少20%～25%，一次性施用完畢。

3.6.5 ?插秧與施肥同步

水稻側(cè)深施肥技術(shù)是在插秧機(jī)插秧的同時(shí)將基肥或基蘗肥或基蘗穗肥同步施在稻株根側(cè)3 cm、深度5 cm處。

4 ?應(yīng)用效果

4.1 ?耕地質(zhì)量變化情況

該綜合應(yīng)用技術(shù)于2015年集成，2016年在化州市大面積推廣，2021年推廣面積達(dá)5.07萬(wàn)hm2，做到了水稻種植地塊的全覆蓋。土壤檢測(cè)結(jié)果顯示，2021年土壤有機(jī)質(zhì)含量為25.1 g·kg-1，比2015年提高2%;pH值≤5.5的中酸、強(qiáng)酸性土壤占比為59.7%，比2015年減少4.5個(gè)百分點(diǎn)。

4.2 ?產(chǎn)出利用情況

2021年水稻每667 m2產(chǎn)量為406 kg，比2015年增加33 kg，增幅為8.8%;平均化肥用量為24.1 kg，比2015年減少2.2 kg，降幅8.4%;除地力水平，每千克化肥產(chǎn)出稻谷11.3 kg，比2015年增加5.2 kg，增幅85.2%;化肥的利用率達(dá)到41%，比2015年提高10.5個(gè)百分點(diǎn)[2]。

5 ?作用機(jī)理分析

5.1 ?有機(jī)肥料、土壤調(diào)節(jié)劑及犁冬曬白措施

作物秸稈回田、種植綠肥、增施有機(jī)質(zhì)肥料等措施可顯著培肥地力，包括以下5種作用機(jī)理。1）改良土壤。有機(jī)肥料中的有機(jī)物質(zhì)能夠增加土壤肥力，同時(shí)使土壤變得疏松，改善土壤結(jié)構(gòu)，為農(nóng)作物提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境。2）增加農(nóng)作物產(chǎn)量。有機(jī)肥料中含有的各種有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)元素為農(nóng)作物提供充足的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，從而增產(chǎn)保質(zhì)。這也是有機(jī)肥料對(duì)于農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)最重要的作用。3）提高土壤抗旱耐澇能力和蓄水能力。在干旱季節(jié)，有機(jī)肥料可提高土壤的抗旱能力，改善作物根系的生態(tài)環(huán)境。4）提高化肥利用率?；世锏酿B(yǎng)分含量高，但釋放速度較快，而有機(jī)肥料恰恰相反，養(yǎng)分少、釋放速度慢，在對(duì)農(nóng)作物施肥的過(guò)程中二者可相互補(bǔ)充、互相促進(jìn)，提高肥料的利用率。5）減少環(huán)境污染。有機(jī)肥料在自然界中一個(gè)非常重要的作用就是減少對(duì)環(huán)境的污染[3]。以上措施大幅度提高了土壤中有機(jī)質(zhì)含量，改良和培肥土壤，培育土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有利于作物根系生長(zhǎng)，提高根系吸肥、吸水能力。同時(shí)，增加了土壤中微量元素含量，使水稻能平衡健康生長(zhǎng)。

通過(guò)犁冬曬白、增施土壤調(diào)節(jié)劑等手段，可優(yōu)化土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有利于土壤養(yǎng)分分解轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)土壤的保水、供水與供肥能力;提高化肥利用率，同時(shí)降低土壤酸性并減少硫、鐵、錳、鋁等有害物質(zhì)的毒害，防止因土壤過(guò)酸而激活鎘、砷等重金屬離子，減少了對(duì)食物食用安全造成的威脅。

5.2 ?測(cè)土配方施肥技術(shù)

通過(guò)土壤養(yǎng)分監(jiān)測(cè)，結(jié)合水稻的需肥特點(diǎn)，確定最佳的三大元素配方。測(cè)土配方施肥與農(nóng)民習(xí)慣施肥方式相比，大幅度減少氮、磷元素的施用量，適當(dāng)增加鉀元素的施用量，使植株生長(zhǎng)健壯，增強(qiáng)水稻的抗逆性，為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下基礎(chǔ)。同時(shí)，減少了因氮、磷元素大量施用造成的無(wú)機(jī)鹽大量沉積對(duì)作物的毒害，且減輕了隨水流失造成的農(nóng)業(yè)面源污染。

5.3 ?先進(jìn)施肥技術(shù)

5.3.1 ?“三控”施肥技術(shù)

水稻“三控”施肥技術(shù)是針對(duì)我國(guó)水稻生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥過(guò)量使用，肥料利用率低，種稻成本高和污染嚴(yán)重等突出問(wèn)題，由廣東省農(nóng)科院水稻研究所和國(guó)際水稻研究所（IRRI）合作研發(fā)的新型高效安全施肥及配套技術(shù)體系。1）控肥：控制總施肥量和基蘗肥量，提高氮肥利用率。2）控苗：控制無(wú)效分蘗和最高苗數(shù)，提高成穗率。3）控病蟲(chóng)：優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，提高水稻抗風(fēng)、抗病蟲(chóng)害能力。經(jīng)試驗(yàn)，應(yīng)用該技術(shù)成穗率高（75%～85%），有效穗數(shù)足，施肥重攻大穗，穗大粒多，結(jié)實(shí)率提高，產(chǎn)量比常規(guī)施肥方法提高5%～10%[4]。

5.3.2 ?緩控釋肥

緩控釋肥料是通過(guò)養(yǎng)分的化學(xué)復(fù)合或物理作用，使其對(duì)作物的有效態(tài)養(yǎng)分隨著時(shí)間而緩慢釋放的化學(xué)肥料，能按照設(shè)定的釋放率（%）和釋放期（d）來(lái)控制養(yǎng)分釋放，可實(shí)現(xiàn)肥料中營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)與作物對(duì)養(yǎng)分的需求基本同步，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分供求動(dòng)態(tài)平衡，減少養(yǎng)分流失，提高肥料利用率[5]。

5.3.3 ?側(cè)深施肥

1）肥料利用率高，環(huán)境污染小。側(cè)深施肥將肥料呈條狀集中施于耕層中，位于水稻根側(cè)附近，利于根系吸收，有效減少了肥料淋溶損失，提高了土壤對(duì)肥料的吸附。稻田表層肥料較常規(guī)施肥少，藻類、水綿等明顯減少，行間雜草長(zhǎng)勢(shì)弱，既減少了肥料浪費(fèi)，又減輕了環(huán)境污染。側(cè)深施肥肥料利用率一般在50%以上，較常規(guī)施肥提高15～25個(gè)百分點(diǎn)。

2）前期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)足，光合能力強(qiáng)。使用側(cè)深施肥技術(shù)的水稻前期營(yíng)養(yǎng)充足，返青快、分蘗多，在低溫年、冷水田、排水不良的情況下也可保證水稻前期具有充足莖數(shù)及生長(zhǎng)量，從而為水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。側(cè)深施肥較常規(guī)施肥分蘗數(shù)增加3%～6%，葉色濃綠，葉面積指數(shù)、葉綠素含量高，光合能力強(qiáng)。

側(cè)深施肥是一項(xiàng)與培肥地力、培育壯苗、灌水管理、肥料選用、病蟲(chóng)防治、機(jī)械選用等單項(xiàng)技術(shù)綜合組裝配套的栽培體系，是減肥、省力、節(jié)本、增效的一項(xiàng)新技術(shù)措施。

6 ?結(jié)語(yǔ)

水稻化肥減量增效綜合技術(shù)是以培肥地力為基礎(chǔ)，選擇優(yōu)良品種、優(yōu)化肥料配方、應(yīng)用先進(jìn)種植管理技術(shù)為手段的技術(shù)體系，各技術(shù)環(huán)節(jié)運(yùn)用得當(dāng)，對(duì)水稻栽培中的化肥減量、節(jié)約肥料成本、提高水稻產(chǎn)量、提高稻米品質(zhì)作用巨大。各地可根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件、耕作習(xí)慣合理選擇運(yùn)用。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧 ?丁志祥）