機(jī)插秧不同側(cè)深施肥量對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

摘 要：為探索最佳的機(jī)插秧水稻側(cè)深施肥量，設(shè)置常規(guī)側(cè)深施肥量（450 kg/hm2）、常規(guī)側(cè)深施肥量的80%（360 kg/hm2）及常規(guī)側(cè)深施肥量的50%（225 kg/hm2）3個(gè)處理進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，對(duì)比3個(gè)處理下水稻生長(zhǎng)情況及產(chǎn)量。試驗(yàn)結(jié)果表明，側(cè)深施肥量為360 kg/hm2時(shí)，水稻莖蘗數(shù)在各個(gè)時(shí)期均多于其他處理，水稻穗粒數(shù)、產(chǎn)量均優(yōu)于其他處理，即該側(cè)深施肥量有利于水稻生長(zhǎng)，可提高水稻產(chǎn)量。試驗(yàn)為機(jī)插秧水稻側(cè)深施肥量的控制提供了一定參考。

關(guān)鍵詞：水稻；機(jī)插秧；側(cè)深施肥；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)性狀

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2023）12-73-4

0 引言

水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。在我國(guó)水稻生產(chǎn)中，常用的施肥方式以施用基肥和多次追肥為主。這種施肥方式不僅施肥量大，肥料在土壤中的分布也不均勻，而且養(yǎng)分流失較多，容易造成肥料的浪費(fèi)和環(huán)境的破壞，降低肥料利用率，進(jìn)而降低水稻生產(chǎn)效益［1］。因此，改進(jìn)施肥方式是提高水稻生產(chǎn)效益的關(guān)鍵途徑。

水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥是在插秧機(jī)上加裝施肥裝置，將肥料施在秧苗根部側(cè)向距離4～5 cm、深度3～5 cm的耕層中，可使返青后秧苗吸收肥料的速度更快，養(yǎng)分流失更少，可提高肥料利用率［2-4］。相關(guān)研究證實(shí)，與傳統(tǒng)的施肥方式相比，采用水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)能夠增加土層內(nèi)水稻根系所需的氮素，在水稻秧苗期能提供足夠的養(yǎng)分［5］，增加土壤的離子飽和度［6］，提升肥料利用率［7］。同時(shí)，由于是一次性定位、定量和均勻施肥于水稻秧苗側(cè)下方泥土中，因而可有效改善肥料對(duì)周邊水系的污染［8］，對(duì)秧苗根系的傷害也比傳統(tǒng)施肥方式更小，能降低肥害的發(fā)生概率［9］。應(yīng)用水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)還能有效降低水稻無(wú)效分蘗數(shù)量［10］及減少水稻倒伏情況，推進(jìn)水稻整體發(fā)育進(jìn)程［11］，增加水稻前期生長(zhǎng)量［12］。還有研究表明，水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)能通過(guò)增加水稻收獲穗數(shù)且不影響千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率等農(nóng)藝性狀，實(shí)現(xiàn)有效增產(chǎn)［13-15］。

吉安市位于江西省中部，2021年水稻機(jī)插面積為31.3萬(wàn)hm2，擁有水稻插秧機(jī)2 721臺(tái)，建有超過(guò)22個(gè)育秧中心，水稻機(jī)械化種植力度不斷加大［16-17］。目前，吉安市引入了水稻種植全過(guò)程機(jī)械化技術(shù)，包括栽培機(jī)械化技術(shù)［18-19］、耕整地機(jī)械化技術(shù)［20-22］、機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)［23-24］等。其中，水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)能有效降低肥料使用量，減少農(nóng)戶的生產(chǎn)投入，節(jié)省勞動(dòng)力，已在當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)中得到了不同規(guī)模的推廣應(yīng)用。但目前，對(duì)于精準(zhǔn)控制水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥量的問(wèn)題尚待研究。因此，筆者進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)對(duì)比分析機(jī)插秧不同側(cè)深施肥量對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，探索最佳的水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥量，以期為加快水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論支撐和技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022年在吉安市吉安縣敖城鎮(zhèn)偉鳳農(nóng)機(jī)服務(wù)專業(yè)合作社進(jìn)行。試驗(yàn)地位于吉安縣南部，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候區(qū)，2022年平均高溫25 ℃，平均低溫16 ℃，年平均降水量374.2 mm。試驗(yàn)地土壤為紅壤土，地勢(shì)平坦，地力均勻，土壤肥力中等。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料主要包括供試水稻、試驗(yàn)設(shè)備和供試肥料。供試水稻品種為南京香粘，屬于秈型兩系雜交水稻，是吉安市主栽水稻品種之一。試驗(yàn)設(shè)備主要有自主研發(fā)的插秧施肥一體機(jī)洋馬YR60DZF（30.00 cm）和井關(guān)VP9D25（23.33 cm）型高速乘坐式插秧機(jī)，并且搭載了2FH系列水稻插秧同步精量施肥機(jī)。2FH系列水稻插秧同步精量施肥機(jī)主要是利用側(cè)深施肥原理，通過(guò)螺桿輸送方式深入施肥于泥土下方，可減少肥料流失和環(huán)境污染。供試肥料為水稻專用復(fù)合肥［m（N）∶m（P）∶m（K）=20∶12∶15］。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理：水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥量為常規(guī)側(cè)深施肥量，即450 kg/hm2（對(duì)照）；水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥量為常規(guī)側(cè)深施肥量的80%，即360 kg/hm2（處理T1）；水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥量為常規(guī)側(cè)深施肥量的50%，即225 kg/hm2（處理T2）。試驗(yàn)不設(shè)重復(fù)，共3塊試驗(yàn)田，每塊試驗(yàn)田面積約2 000 m2。3個(gè)處理在施用微肥、施藥量和排灌水等操作上均保持一致。

試驗(yàn)于2022年7月16日進(jìn)行水稻機(jī)插秧，水稻秧苗的行距為30 cm，株距為12 cm；于2022年11月3日對(duì)各處理試驗(yàn)田進(jìn)行實(shí)割測(cè)產(chǎn)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.4.1 水稻莖蘗數(shù)。在每塊試驗(yàn)田選取長(zhǎng)勢(shì)較一致的4列連續(xù)20穴水稻，定點(diǎn)調(diào)查水稻莖蘗數(shù)，從2022年7月27日開(kāi)始，每7 d調(diào)查1次，調(diào)查截至2022年9月7日。

1.4.2 水稻葉片葉綠素相對(duì)含量（SPAD）。在每塊試驗(yàn)田隨機(jī)選取10株水稻，分別在水稻抽穗期（9月17日）、灌漿期（10月7日）和成熟期（11月2日），用SPAD-502P型葉綠素儀對(duì)水稻植株最上部第一片完全展開(kāi)葉進(jìn)行SPAD值的測(cè)定。

1.4.3 水稻經(jīng)濟(jì)性狀。水稻成熟后，在每塊試驗(yàn)田隨機(jī)選取9穴，測(cè)定每穴有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量。

1.4.4 水稻產(chǎn)量。水稻成熟后，在每塊試驗(yàn)田隨機(jī)選取3個(gè)約3 m2的方形測(cè)產(chǎn)區(qū)，每個(gè)測(cè)產(chǎn)區(qū)水稻收獲后將雜草、昆蟲(chóng)等雜物挑出，將稻谷曬干后測(cè)產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 水稻機(jī)插秧不同側(cè)深施肥量對(duì)水稻莖蘗的影響

由表1可知，從7月27日至9月7日，各處理水稻莖蘗數(shù)均呈現(xiàn)先增后降趨勢(shì)。7月27日至8月17日，各處理水稻莖蘗數(shù)均呈上升趨勢(shì)，且處理T1與其他處理均存在顯著差異。8月10日水稻開(kāi)始進(jìn)入分蘗旺盛期，8月24日處理T1和處理T2水稻莖蘗數(shù)均達(dá)到最大值，處理T1水稻莖蘗數(shù)大于處理T2和對(duì)照（CK），各處理水稻莖蘗數(shù)存在顯著差異。8月24日以后，各處理水稻莖蘗數(shù)均呈下降趨勢(shì)，8月31日、9月7日處理T1水稻莖蘗數(shù)顯著大于處理T2和對(duì)照（CK）。由此可見(jiàn)，相較于處理T2和對(duì)照（CK），處理T1能促早發(fā)，且處理T1水稻莖蘗數(shù)在各個(gè)時(shí)期均顯著多于處理T2和對(duì)照（CK），說(shuō)明處理T1有利于水稻分蘗的發(fā)生。除了8月24日、8月31日，在其他時(shí)期處理T2水稻莖蘗數(shù)均少于處理T1和對(duì)照（CK），可能是由于處理T2肥料減量過(guò)大，導(dǎo)致前期養(yǎng)分供應(yīng)不足，使水稻生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。

2.2 水稻機(jī)插秧不同側(cè)深施肥量對(duì)水稻葉片SPAD值的影響

由表2可知，抽穗期、灌漿期各處理水稻葉片SPAD值存在顯著差異，處理T1水稻葉片SPAD值最高，處理T2次之，對(duì)照（CK）最低；成熟期各處理水稻葉片SPAD值不存在顯著差異。

2.3 機(jī)插秧不同側(cè)深施肥量對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響

由表3可知，各處理水稻每穴有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量等經(jīng)濟(jì)性狀不存在顯著差異。處理T1水稻穗粒數(shù)顯著大于處理T2和對(duì)照（CK），處理T1水稻穗粒數(shù)比對(duì)照（CK）增加約32粒，比處理T2增加約23粒，說(shuō)明處理T1有利于增加水稻穗粒數(shù)，從而加大增產(chǎn)可能性。

由表3可知，處理T1水稻每667 m2產(chǎn)量最高（562.91 kg），與處理T2不存在顯著差異，與對(duì)照（CK）存在顯著差異。處理T1分別比處理T2、對(duì)照（CK）增產(chǎn)3.12%和18.56%，說(shuō)明處理T1可增加水稻產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

已有大量研究證實(shí)，水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)比常規(guī)施肥方法更能提高肥料利用率、減少環(huán)境污染和提高水稻產(chǎn)量。近年來(lái)，吉安市貫徹農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展理念，部分地區(qū)（如泰和縣）已推廣使用水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)種植綠色水稻，有效提升了水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。但水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)在吉安市的推廣應(yīng)用過(guò)程中，施肥量對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響尚未明確。此次試驗(yàn)設(shè)置不同側(cè)深施肥量，研究不同施肥量對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)插秧側(cè)深施肥量為360 kg/hm2時(shí)，水稻莖蘗數(shù)在各個(gè)時(shí)期均多于其他處理，水稻抽穗期、灌漿期葉片SPAD值均高于其他處理，水稻穗粒數(shù)、產(chǎn)量均優(yōu)于其他處理。這說(shuō)明水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥量為360 kg/hm2時(shí)，可形成較優(yōu)的群體結(jié)構(gòu)，有利于水稻生長(zhǎng)和提高水稻產(chǎn)量，還能節(jié)約施肥成本，與羅翔等［25］研究結(jié)果一致。此次試驗(yàn)為吉安市水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)的推廣提供了一定的科學(xué)依據(jù)，并且為吉安市水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥量的控制提供了一定參考，有助于推動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

已有研究發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量與穗數(shù)顯著相關(guān)，有效穗數(shù)對(duì)水稻產(chǎn)量起首要作用，穗粒數(shù)為其次［26］，超過(guò)一定量的穗數(shù)后結(jié)實(shí)率反而會(huì)下降，制約水稻高產(chǎn)［27］。另外，由于保持綠色的功能葉片的光合作用更強(qiáng)，更能保證水稻穗部的營(yíng)養(yǎng)供給，因此水稻葉片SPAD值能作為診斷水稻氮素營(yíng)養(yǎng)的葉色指標(biāo)和用來(lái)預(yù)測(cè)水稻產(chǎn)量［28-29］。為實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)，水稻生產(chǎn)過(guò)程中要考慮有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、SPAD值等產(chǎn)量相關(guān)性狀之間的協(xié)調(diào)性。此次試驗(yàn)結(jié)果在一定程度上對(duì)了解水稻有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、SPAD值和產(chǎn)量之間的量化關(guān)系提供了科學(xué)依據(jù)，但由于只進(jìn)行了一季種植，所得數(shù)據(jù)和結(jié)果不夠全面，因此這方面有待進(jìn)一步研究。

以施用基肥和多次追肥疊加為主的常規(guī)水稻施肥方式容易導(dǎo)致肥料利用率低。此次試驗(yàn)使用高氮素緩釋肥為機(jī)插水稻的完整生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程提供充足的養(yǎng)分，減少了施肥量和施肥次數(shù)，從而達(dá)到了提高肥料利用率、減少生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)量的目的，但是高氮肥又可能會(huì)引起氮肥過(guò)量施用問(wèn)題，而氮肥施用過(guò)量易加重環(huán)境污染和氮素?fù)p失［30］。長(zhǎng)期過(guò)量施用氮素還易使土壤養(yǎng)分失衡，進(jìn)一步導(dǎo)致土壤生產(chǎn)力下降［31］。同時(shí)，氮素可以通過(guò)土地徑流和淋溶等方式進(jìn)入水體，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，還可能會(huì)通過(guò)硝化作用等產(chǎn)生NO和N2O等溫室氣體，加劇溫室效應(yīng)［32-33］。因此，亟待在此次試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究提高水稻施用緩釋肥料中氮素吸收利用率的方法。這對(duì)提高水稻產(chǎn)量和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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