水稻機(jī)插側(cè)深施肥減氮增效效應(yīng)研究

張彥，范曉凱，徐瑞衡，王穎，劉翠蓮，辛海濱

(揚(yáng)州市江都區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合服務(wù)中心，江蘇 揚(yáng)州 225200)

水稻是中國(guó)的主要糧食作物之一，保障水稻安全生產(chǎn)是保障我國(guó)糧食安全的重要基礎(chǔ)。隨著農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，越來越多的農(nóng)戶為了實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，對(duì)化肥的投入量也越來越多。我國(guó)化肥施用量連年增加，但利用率還不足30%，不及發(fā)達(dá)國(guó)家的50%，造成資源浪費(fèi)并導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染[1]。研究[1]表明，通常情況下，氮肥施入土壤以后，僅有30%～50%能被作物吸收利用，而其余部分則由于氨的揮發(fā)、淋失、硝化與反硝化作用而損失，造成浪費(fèi)的同時(shí)也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的壓力。因此，研制和施用緩釋氮肥，降低氮肥的溶解速度，推廣緩釋肥料，提高肥料利用率，使用環(huán)保緩釋肥勢(shì)在必行[2-6]。

江都是水稻生產(chǎn)大縣，土地流轉(zhuǎn)面積大，如何指導(dǎo)農(nóng)戶合理施肥，降低種植成本，提高收益，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、效益的最大化，是目前亟需解決的問題。水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)對(duì)提高水稻產(chǎn)量具有重大意義[7-9]。緩釋肥料雖然具有利用率高、淋失率低、節(jié)省勞力和時(shí)間、能耗等優(yōu)點(diǎn)，符合減肥增效的目標(biāo)，但是卻存在價(jià)格高的缺點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)利用機(jī)插秧同步側(cè)深施肥，探求不同施肥方式、不同施肥量對(duì)水稻群體構(gòu)成以及產(chǎn)量、效益的影響，為水稻機(jī)插側(cè)深施肥技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和地點(diǎn)

水稻品種為南粳5055。側(cè)深施肥選用撒可富復(fù)合肥(N 20%，P2O512%，K2O 14%)、茂施(N 26%，P2O510%，K2O 15%)；分蘗肥選用46%尿素；穗肥選用撒可富復(fù)合肥(N 33%，P2O50%，K2O 8%)。

試驗(yàn)地點(diǎn)在江都區(qū)宜陵鎮(zhèn)大陳村，試驗(yàn)地土壤為砂壤土。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

5月26日播種，露天硬地軟盤育秧，每秧盤播種150 g干種子，6月16日移栽，行距30 cm，株距12 cm，每穴平均栽秧苗3～5株。不同處理間做埂隔離，保證單獨(dú)灌溉、單獨(dú)施肥，盡量減少肥料的流失與交互流通。

1.3 試驗(yàn)處理

共設(shè)10個(gè)處理，每個(gè)處理面積約0.1 hm2，A1復(fù)合肥常規(guī)施用，總N量為298.5 kg·hm-2；A2復(fù)合肥側(cè)深施，總N量為271.5 kg·hm-2；A3～A9統(tǒng)一采用緩釋肥側(cè)深施肥，總N量為271.5 kg·hm-2；A10為空白對(duì)照。各處理施肥均折成純N量，詳見表1。

表1 各處理施肥情況Table 1 Fertilization of each treatment 單位：kg·hm-2

1.4 田間管理

6月16日側(cè)深施肥，6月21日施第1次分蘗肥，6月30日施第2次分蘗肥，8月9日施穗肥。水漿管理同常規(guī)稻田，施肥后上薄水層自然落干。

病蟲害共防治2次，8月12日施用吡蚜酮+噻呋酰胺+甲維茚蟲威+三環(huán)唑防治紋枯病、稻瘟病、稻飛虱；8月29日施用愛苗+春雷霉素+甲維茚蟲威+三環(huán)唑+烯啶吡蚜酮。

1.5 調(diào)查方式

每7 d調(diào)查各處理的葉齡、莖蘗苗等性狀，成熟期考察穗粒結(jié)構(gòu)及理論產(chǎn)量，最后實(shí)收測(cè)產(chǎn)。

每個(gè)處理盡量選擇田塊中間有代表性的植株，選擇2個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)確定10穴，移栽后7 d開始定期調(diào)查莖蘗動(dòng)態(tài)，記錄葉齡。

成熟期調(diào)查每小區(qū)50穴，計(jì)算有效穗數(shù)，取10穴調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率，從而計(jì)算理論產(chǎn)量。收割機(jī)收割整塊水稻，地秤稱重測(cè)產(chǎn)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖蘗動(dòng)態(tài)分析

由表2可知，6月24日定點(diǎn)調(diào)查，不同處理的莖蘗數(shù)為108.1萬～133.8萬·hm-2，各處理莖蘗數(shù)均在7月21日達(dá)到高峰苗期，高峰苗為(382.7～684.2)萬·hm-2，各處理間差異顯著，其中A6的高峰苗最高，為684.2萬·hm-2，A4次之，為673.1萬·hm-2，除去對(duì)照，A3最低，為513.9萬·hm-2。A1高峰苗和成穗率顯著高于A2，其原因是常規(guī)施肥的肥料釋放速度快，再加上2次分蘗肥追施，莖蘗數(shù)增長(zhǎng)速度明顯快于側(cè)深施肥方式；A4高峰苗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于A3，但成穗率不及A3，結(jié)合前期田間長(zhǎng)勢(shì)來看，說明緩釋肥不適合面施，極易造成浪費(fèi)；A5～A9處理相比，高峰苗均介于(625.8～684.2)萬·hm-2，成穗率介于52.5%～58.4%，A6高峰苗最高，A5(一次性施肥)次之，A9成穗率最高，A5(一次性施肥)次之，高峰苗和成穗率均位于中間，說明一次性施肥方式肥料釋放緩慢，持效期長(zhǎng)，都能達(dá)到一個(gè)中等的效果，但不是最理想的效果。整體比較，A4～A9所有的側(cè)深施肥處理成穗率都較低，可能是由于緩釋肥的肥效期長(zhǎng)，高峰苗下降慢于常規(guī)施肥，中后期無效分蘗發(fā)生相對(duì)較多。建議生產(chǎn)中可適當(dāng)減少緩釋肥的用量，增加速效肥的用量。

表2 各處理的莖蘗動(dòng)態(tài)Table 2 Tiller dynamics of each treatment

2.2 葉齡分析

由表3看出，不同處理間葉片數(shù)有一定的差異，A1常規(guī)施肥處理肥效釋放速度較快，葉片發(fā)育進(jìn)程要快于A2；A3、A4相比，前期A4生長(zhǎng)較快，后期A3較快，其原因是A3撒施緩釋肥造成部分肥料的浪費(fèi)及流失，造成水稻發(fā)育較慢，后期追施穗肥又得到一定的補(bǔ)償作用；A5～A9相比較，側(cè)深施肥量大的處理前期發(fā)育較慢，后期通過分蘗肥和穗肥的追施，發(fā)育進(jìn)程明顯加快；A5無速效肥的加入，肥效緩慢釋放，發(fā)育進(jìn)程明顯慢于其他處理。CK的總?cè)~片數(shù)最少，其他處理總?cè)~片數(shù)均在14.20～15.30，其中A7總?cè)~片數(shù)最多、A3的總?cè)~片數(shù)最少，跟前期田間長(zhǎng)勢(shì)發(fā)展情況一致。

表3 各處理葉齡Table 3 Leaf age of each treatment

2.3 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

表4對(duì)不同處理的穗粒結(jié)構(gòu)和理論產(chǎn)量進(jìn)行比較分析，其中A9的理論產(chǎn)量最高，達(dá)10.72 t·hm-2，顯著高于其他幾個(gè)處理，A3的理論產(chǎn)量最低，為10.05 t·hm-2。A2的理論產(chǎn)量高于A1；A4理論產(chǎn)量比A3高。A5～A9的理論產(chǎn)量相比，A9最高，A5最低。

表4 各處理穗粒結(jié)構(gòu)分析Table 4 Grain structure analysis of each treatment

各處理間有效穗數(shù)進(jìn)行對(duì)比，A1最高，A3次之，高于其他側(cè)深施肥處理下的有效穗數(shù)，這可能是由于側(cè)深施肥的肥效期長(zhǎng)，后期對(duì)無效分蘗的增長(zhǎng)仍然具有一定的促進(jìn)作用，成穗率較低，這也與表2的成穗率趨勢(shì)一致；A1高于A2，A3高于A4；A5～A9相比較，A5最高，A7最低。

不同處理間每穗粒數(shù)比較，側(cè)深施肥處理的穗粒數(shù)普遍高于常規(guī)施肥處理，其中A7最高，達(dá)130.14粒，A3最低，為112.36粒，再次說明緩釋肥不適合面施；結(jié)實(shí)率也具有同樣的規(guī)律，其中A9最高，A1最低。

2.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

通過表5可知，A9的產(chǎn)量與效益均是最高的，A4居第二，A1的產(chǎn)量與效益均是最低的；A2的成本低于A1，產(chǎn)量和效益均高于A1；A3和A4成本相同，但A4的產(chǎn)量和效益均高于A3；A5～A9處理比較，A5的成本是最高的，產(chǎn)量和效益是最低的，很明顯一次性施肥的高成本并不能實(shí)現(xiàn)高收益，A9的成本是最低的，產(chǎn)量和效益卻是最高的。

表5 各處理經(jīng)濟(jì)效益分析Table 5 Analysis of the economic benefits of each treatment

3 結(jié)論與討論

已有研究[10-13]表明，側(cè)深施肥方式能顯著提高肥料利用率，減少損失，提高產(chǎn)量，此結(jié)論在本實(shí)驗(yàn)再次得到印證。本研究表明，相同施肥量的前提下，與側(cè)深施常規(guī)肥比較，撒施方式肥料釋放速度快，流失較多，水稻前期發(fā)育快，后期容易肥效不足，產(chǎn)量不及側(cè)深施肥方式。眾多研究[14-17]結(jié)果中提到，水稻機(jī)插同步側(cè)深施緩控釋肥具有節(jié)本、省工、增效的多重優(yōu)點(diǎn)，本試驗(yàn)處理A4～A9側(cè)深施緩釋肥，在減氮10%、省一次用工的前提下，表現(xiàn)出穗型、結(jié)實(shí)率、實(shí)收產(chǎn)量均高于常規(guī)施肥方式A1的效果。主要是由于緩釋肥的緩慢釋放與速效肥料的共同作用，既避免了浪費(fèi)，又能滿足水稻不同生長(zhǎng)時(shí)期需肥量，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量效益雙重增長(zhǎng)。

本研究顯示，基肥用緩控釋肥側(cè)深施420 kg·hm-2，分蘗肥追施速效氮肥，穗期施用復(fù)合肥的施肥模式，產(chǎn)量效益能達(dá)最大。李剛?cè)A等[18-20]研究認(rèn)為，利用水稻的“二黃二黑”生長(zhǎng)規(guī)律將不同釋放模式的肥料組配成的新型緩釋肥料，一次性施肥能滿足水稻一生氮素的需要。本研究選用的是單一的緩釋肥料，用于技術(shù)的推廣，一次性施肥顯然不能滿足水稻一生的需要。本試驗(yàn)中的緩控釋肥作基肥側(cè)深施、復(fù)合肥作穗肥2次施肥模式，產(chǎn)量、效益均居第2，在勞動(dòng)力緊張的前提下，是一種可以廣泛適用于大田的施肥模式。綜合試驗(yàn)結(jié)果來看，緩釋肥合理的施氮量及施肥方式能充分提高肥料的利用率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量效益雙增，對(duì)于用何種方法、以何種比例將緩釋肥與速效肥料混合側(cè)深施，減少施肥用工成本，并且在節(jié)本的基礎(chǔ)上提高成穗率等研究，有待后續(xù)探索。