施氮量對川東南冬水田稻魚共作系統(tǒng)下雜交稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響

摘要： 【目的】利用川東南冬水田區(qū)連續(xù)多年稻魚共作系統(tǒng)，研究施氮（N） 量對免耕栽培雜交稻產(chǎn)量形成和土壤養(yǎng)分的影響，為制定稻魚共作系統(tǒng)下免耕栽培雜交稻長期、合理的氮肥管理策略提供理論依據(jù)。【方法】于2018—2022 年在川東南冬水田區(qū)開展了5 年大田定位試驗，供試雜交稻品種為蓉優(yōu)1015 和內(nèi)6 優(yōu)103，耕作方式為免耕。設(shè)置N 0、45、90、135 kg/hm2 4 個施氮水平，分別記作N0、N45、N90、N135。在水稻收獲期，調(diào)查雜交稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素，分析0—20 cm 土層土壤全量和速效氮、磷、鉀含量，以及有機(jī)質(zhì)含量和pH，通過回歸分析，研究施氮量與水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分因子含量變化之間的關(guān)系?！窘Y(jié)果】稻魚共作系統(tǒng)下，年份、施氮量對雜交稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響達(dá)極顯著水平。5 年間，雜交稻產(chǎn)量與施氮量均呈極顯著正相關(guān)（r=0.9070**～0.9720**），與低氮量處理N45 相比，N90 和N135 處理雜交稻產(chǎn)量分別增加了6.37%～26.53%、9.11%～25.11%，單位面積有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)也顯著增加。而N90 處理雜交稻產(chǎn)量與N135 處理相當(dāng)或更高。逐步回歸分析結(jié)果表明，雜交稻產(chǎn)量構(gòu)成（單位面積有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重） 與產(chǎn)量的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著或極顯著水平（t=2.20*～9.17**）。通徑分析結(jié)果表明，雜交稻單位面積有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)對產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)（分別為0.8754 和0.4987） 和總貢獻(xiàn)（分別為0.6364 和0.3598） 較大，表明單位面積有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)是影響產(chǎn)量的主要因素。在N0、N45 處理下，土壤全氮、堿解氮含量隨稻魚共作年限的增加而下降，而在N90、N135 處理下隨稻魚共作年限的增加而增加。土壤全氮、堿解氮含量隨施氮量增加而提高，而全磷、全鉀、速效磷、速效鉀含量則隨施氮量增加而下降。雜交稻產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分含量呈極顯著正相關(guān)，可見提高磷素、鉀素供給能力是稻魚共作系統(tǒng)雜交稻高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)?！窘Y(jié)論】川東南冬水田區(qū)稻魚共作系統(tǒng)下，年施氮90 kg/hm2 可以提高雜交水稻的單位面積有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，進(jìn)而維持甚至提高水稻產(chǎn)量。連續(xù)施用中、高量氮肥還可以提升土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀含量，且隨稻魚共作年限延長呈增加趨勢；土壤pH 值則隨稻魚共作年限延長呈下降趨勢。

關(guān)鍵詞： 冬水田； 稻魚共作； 氮肥管理； 水稻產(chǎn)量； 土壤養(yǎng)分

稻魚共作在我國具有悠久的歷史和豐富的實踐經(jīng)驗[1?2]。稻田為魚類提供了適度水層、棲息環(huán)境和豐富的生物資源，魚類通過全天候在稻田游走覓食（吃掉雜草、害蟲等）、排泄糞肥、渾水耘田，起到防病控蟲、中耕除草、肥田促長等作用[3]，提高了稻田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了“稻漁雙贏、穩(wěn)糧增收”的目標(biāo)，減少了化肥、農(nóng)藥使用量，改善了稻田綠色發(fā)展的自然環(huán)境，其經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益十分顯著[4?5]，對推動稻田生態(tài)系統(tǒng)“豐產(chǎn)、高效、綠色、安全”發(fā)展具有重要意義。

截至2 0 2 0 年，全國的稻漁綜合種養(yǎng)面積達(dá)233.4 萬hm2。四川省稻魚共作歷史悠久，盆地東南部沿江河谷地帶，現(xiàn)有冬水（閑） 田135 萬hm2 左右[6]，以“一季中稻”或“中稻—再生稻”兩種種植模式為主，稻魚共作面積常年維持在30 萬hm2 以上。由于“重魚輕稻”的做法，大部分稻田肥料管理過于簡單粗放（尤其是對氮素養(yǎng)分管理），未能滿足水稻高產(chǎn)的養(yǎng)分需求，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中稻魚共作下水稻產(chǎn)量遠(yuǎn)低于稻魚共作示范區(qū)的水稻產(chǎn)量（稻谷產(chǎn)量在7500 kg/hm2 以上）[7?8]，影響國家糧食安全。因此亟需稻魚共作系統(tǒng)下水稻高產(chǎn)高效氮素管理技術(shù)，促進(jìn)水稻和魚產(chǎn)量協(xié)同提高。關(guān)于稻魚共作，前人從水稻品種篩選、魚類品種、魚類規(guī)格、種類比例、放養(yǎng)密度、魚溝與魚凼占稻田總面積的比例、水稻是否減產(chǎn)等方面進(jìn)行了大量的研究[9?12]。盡管稻魚共作有3%～10% 的水稻種植面積損失，因魚溝與魚凼的存在增加了水稻的邊際優(yōu)勢，稻魚共作下水稻產(chǎn)量與單作水稻相比并不會顯著下降[8、13]，甚至還能增產(chǎn)2.57%～9.0%[14?17]。然而，由于稻魚共作系統(tǒng)有一定的水體面積和較長淹水期等，導(dǎo)致稻田環(huán)境與傳統(tǒng)的單作水稻系統(tǒng)差異較大，肥料管理措施也必然有別于單作水稻；簡單粗放的肥料管理必然會導(dǎo)致水稻產(chǎn)量下降[11， 18?19]。為此，科學(xué)的氮肥管理是養(yǎng)魚稻田水稻高產(chǎn)高效的關(guān)鍵技術(shù)之一。與單作水稻相比，稻魚共作系統(tǒng)同時有肥料氮和飼料氮輸入稻田，魚類通過攝食飼料、餌料、害蟲、田間雜草等食物經(jīng)過糞便排泄方式輸入到稻田中，便于水稻吸收利用，促進(jìn)了氮素在系統(tǒng)中的循環(huán)。因此，稻魚共作系統(tǒng)如何科學(xué)管理氮肥對提高氮素利用效率，減少肥料氮輸入，降低農(nóng)業(yè)面源污染至關(guān)重要。謝堅[20]研究發(fā)現(xiàn)，稻魚共作下氮肥施用量比單作水稻減少24%，仍可獲得與單作水稻相當(dāng)、甚至更高的產(chǎn)量。胡亮亮[15]通過分析我國13 個水稻主產(chǎn)省的5 種稻漁共作系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)稻魚、稻鰍、稻蝦、稻蟹、稻鱉共作系統(tǒng)肥料投入量較水稻單作系統(tǒng)分別減少30.8%、24.8%、23.2%、23.9%、32.3% 的情況下，稻漁共作系統(tǒng)的水稻產(chǎn)量仍比單作水稻高3.0% 左右。吳敏芳等[21]認(rèn)為，稻魚共作系統(tǒng)在120 kg/hm2 氮總投入量下，隨著飼料氮比例升高，水稻產(chǎn)量保持不變，而魚產(chǎn)量增加，當(dāng)飼料氮和肥料氮的比例分別為63% 和37% 時，系統(tǒng)能維持氮平衡和稻、魚產(chǎn)量。這些多為基于大尺度或大區(qū)比較下獲得的調(diào)研結(jié)果。關(guān)于稻魚共作系統(tǒng)下減量施氮對水稻產(chǎn)量形成及稻田土壤養(yǎng)分變化影響的控制性大田定位試驗研究結(jié)果極少，無法準(zhǔn)確指導(dǎo)稻漁共作系統(tǒng)下水稻精確定量施肥。另外，長期稻魚共作下的稻田土壤較為軟爛，很適合水稻免耕栽培，但連續(xù)多年免耕栽培是否及如何影響水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分目前尚不明確。為此，本研究通過連續(xù)5 年定位試驗，研究冬水田稻魚共作下施氮量對免耕栽培雜交稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分變化的影響，以期為稻魚共作系統(tǒng)的水稻高產(chǎn)高效施氮提供科學(xué)依據(jù)。