氮肥運(yùn)籌對稻-蝦綜合種養(yǎng)模式下水稻品種產(chǎn)量及生長的影響

唐 彬，李 偉，呂建群，朱從樺，刁 友，歐陽裕元，林西允，李旭毅*

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所，四川 德陽 618000；2.四川荃銀生物科技有限公司，成都 611500;3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，成都 610066;4.成都尚食農(nóng)業(yè)科技有限公司，成都 610051)

“稻蝦共作”是中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)又一次革命的生態(tài)高效種養(yǎng)模式[1]。2019年全國稻蝦生態(tài)種養(yǎng)面積達(dá)110.53hm2，年度產(chǎn)出小龍蝦1.77×106t，分別占小龍蝦養(yǎng)殖總面積和總產(chǎn)量的85.96%和84.82%[2]。稻蝦生態(tài)養(yǎng)殖模式作為一項(xiàng)綠色安全的水稻生產(chǎn)模式，稻米產(chǎn)品也逐漸被更多人青睞，實(shí)現(xiàn)蝦田稻米增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，也是保障養(yǎng)殖戶收益的重要因素。但在前人研究中發(fā)現(xiàn)，稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式，雖然提高了水稻氮素利用率，卻同時增加著土壤負(fù)擔(dān),合理的氮肥運(yùn)籌成為了稻蝦生態(tài)養(yǎng)殖可持續(xù)運(yùn)作的關(guān)鍵。為此，團(tuán)隊(duì)于2021設(shè)計(jì)并開展試驗(yàn)，探究稻—蝦生態(tài)種養(yǎng)模式下氮肥運(yùn)籌對不同水稻品種產(chǎn)量形成、養(yǎng)分利用和品質(zhì)的影響，以期為不同品種高產(chǎn)群體構(gòu)建以及生態(tài)種養(yǎng)模式提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試地點(diǎn)

試驗(yàn)基地位于四川省德陽市廣漢稻蝦綜合種養(yǎng)家庭農(nóng)場集約發(fā)展園區(qū)，供試田由傳統(tǒng)耕地改建，試驗(yàn)開展前已進(jìn)行一年稻蝦生態(tài)種養(yǎng)，肥力中等，土質(zhì)均勻。

1.2 供試材料

供試稻種為秈型雜交水稻“雅7優(yōu)2117”“內(nèi)6優(yōu)107”“川康優(yōu)絲苗”“荃兩優(yōu)1606”，由四川油研種業(yè)有限公司提供。供試氮肥為嘉士利(25-10-14復(fù)合肥)、中化(25-5-10復(fù)合肥)、尿素為美豐尿素(N含量≥46%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以氮肥運(yùn)籌模式為主區(qū)，水稻品種為副區(qū)。氮肥運(yùn)籌模式設(shè)置4個水平：X1，25-10-14復(fù)合肥基施40kg/667m2(機(jī)插秧同步側(cè)深施)；分蘗肥尿素5kg/667m2(人工撒施)；X2，25-10-14復(fù)合肥基施40kg/667m2(移栽前人工撒施)；X3，25-5-10復(fù)合肥基施40kg/667m2(機(jī)插秧同步側(cè)深施),分蘗肥尿素5kg/667m2(人工撒施)；X4，25-5-10復(fù)合肥基施40kg/667m2(移栽前人工撒施)。主區(qū)邊界及主區(qū)間堆建寬40cm、高30cm的弧形土坡，采用1.4絲的黑色地膜覆蓋，以便于蝦苗活動和水分隔離，品種間隔距離為40cm，各小區(qū)長10m，寬4m，插秧面積為 40m2。試驗(yàn)均采用沃得2ZGF-6型施肥插秧機(jī)進(jìn)行移栽，栽插行距為30cm，株距為16cm，每穴插3～4苗，其中機(jī)插秧同步側(cè)深施肥是插秧同時通過機(jī)械臂在秧苗一側(cè)面5.0±0.5cm處開溝施肥，溝深5.5±0.5cm，泥土回填覆蓋肥料。試驗(yàn)田已設(shè)有寬2m、深2m的環(huán)溝，并由當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶投放蝦苗進(jìn)行管理。試驗(yàn)田水分管理隨秧苗生長逐漸由1～3cm加深至20cm。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 水稻氮、磷、鉀營養(yǎng) 栽后30 d、穗分化期(拔節(jié)初期)、齊穗期、成熟期，每個處理按照平均分蘗(取樣前每個小區(qū)調(diào)查)取樣，分莖、葉、穗烘干磨樣，測定N、P、K含量。

1.4.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 成熟期，每個小區(qū)調(diào)查30株有效穗。每個小區(qū)取樣6株考種，調(diào)查每穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和癟粒數(shù)(水選法)、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)。除去邊行，按實(shí)收穴數(shù)收獲計(jì)產(chǎn)(大區(qū)試驗(yàn)：分別測定3點(diǎn)，每點(diǎn)面積≥15m2，并記錄收獲穴數(shù))。

1.4.3 稻米重金屬鎘含量 利用考種后的樣品，直接送相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥方式對不同水稻品種產(chǎn)量的影響

由表1可見，稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式下不同的施肥方式和水稻品種對水稻產(chǎn)量都有極顯著影響。其中，以“內(nèi)6優(yōu)107”在X2處理下產(chǎn)量最高，達(dá)11.36t/hm2。但是在X1、X2處理下內(nèi)6優(yōu)107產(chǎn)量最高，在X3、X4處理下“川康優(yōu)絲苗”產(chǎn)量最高，在不同施肥方式中X2>X1、X4>X3,且X2>X4、X1>X3。這說明在稻蝦生態(tài)養(yǎng)殖模式中使用不同復(fù)合肥品種豐產(chǎn)性會有差異，但高磷高鉀的25-10-14復(fù)合肥豐產(chǎn)性顯著優(yōu)于25-5-10復(fù)合肥，且高效施肥模式豐產(chǎn)性略低于傳統(tǒng)施肥。

表1 稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式下不同施肥方式對不同品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.2 施肥方式對不同水稻品種產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表1可見，稻蝦生態(tài)養(yǎng)殖模式下施肥方式和品種對水稻有效穗、千粒重、結(jié)實(shí)率形成均具有顯著影響?！皟?nèi)6優(yōu)107”穗粒數(shù)最低，平均為141.75粒，“荃兩優(yōu)1606”穗粒數(shù)最高，平均為195.11粒，但在氮肥運(yùn)籌下“內(nèi)6優(yōu)107”結(jié)實(shí)率及千粒重均顯著高于“荃兩優(yōu)1606”，且最終產(chǎn)量高于“荃兩優(yōu)1606”。在不同施肥方式下的結(jié)實(shí)率可以發(fā)現(xiàn)，X2>X4、X1>X3，說明25-10-14復(fù)合肥較25-5-10復(fù)合肥更有利于提高水稻結(jié)實(shí)率。

2.3 施肥方式對不同水稻品種氮素積累的影響

由表2可見，施肥方式對莖、葉、鞘、穗部的氮素積累總量的影響均達(dá)到極顯著水平，而對氮收獲指數(shù)無顯著影響，反之水稻品種對氮收獲指數(shù)有著極顯著影響。可知，雖然施肥方式不能顯著提高氮素利用率，但可以整體提高氮素積累總量。其中，施肥方式對水稻氮素積累總量的影響均表現(xiàn)為X1>X3、X2>X4，并且X1較X3提高了16.5%，X2較X4提高了21.0%。由此可知，在此試驗(yàn)中，高磷低鉀的復(fù)合肥促進(jìn)了氮素積累。

2.4 施肥方式對不同水稻品種氮肥利用率的影響

由表3可知，施肥方式對氮肥偏生產(chǎn)力、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素稻谷生產(chǎn)效率均有極顯著影響。品種比較可見，內(nèi)6優(yōu)107的氮肥利用率最高。施肥方式比較可知，氮肥偏生產(chǎn)力X1>X3、X2>X4，但X1X2>X3>X4，說明25-10-14復(fù)合肥較25-5-10復(fù)合肥促進(jìn)了水稻氮肥偏生產(chǎn)力和氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率，采用側(cè)深施肥技術(shù)+尿素追肥提高了水稻氮肥干物質(zhì)生產(chǎn)效率，但降低了氮肥偏生產(chǎn)力。

表3 稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式下不同施肥方式對不同品種氮肥利用率的影響

續(xù)表3

2.5 施肥方式對不同水稻品種生物量構(gòu)成的影響

由表4可知，在本試驗(yàn)中施肥方式未對水稻生物量產(chǎn)生顯著影響，但顯著影響了水稻的收獲指數(shù)，而品種間水稻生物量差異達(dá)顯著水平，但未對收獲產(chǎn)生顯著影響。其中，內(nèi)6優(yōu)107生物量最高，較荃兩優(yōu)1606提高了10.9%。收獲指數(shù)中X1>X3、X2>X4，說明高磷、高鉀的復(fù)合肥更有利于提高水稻收獲指數(shù)。

表4 稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式下不同施肥方式對不同品種生物產(chǎn)量的影響

3 結(jié) 論

綜上所述，在稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式中，采用單季稻模式中的高效施肥模式，并不能顯提高水稻產(chǎn)量，且在同等足量的施氮量下，高效施肥模式產(chǎn)量略低于傳統(tǒng)施肥，這可能與蝦苗活動能跟好的增強(qiáng)表面施肥的氮素利用率有關(guān)。其次，采用高磷高鉀的氮素復(fù)合肥，能顯著提高稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式中水稻的產(chǎn)量，但增施磷肥或鉀肥能否進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量，以及磷肥、鉀肥最佳施用量仍亟待研究。