節灌條件緩釋肥對水稻株高、分蘗、葉綠素及產量的影響

何 軍，常元莉，李雪蓉，邱 嬌，吳賀林，郝 坤(. 三峽大學 水利與環境學院，湖北 宜昌 443002；2. 武漢大學 水資源與水電工程科學國家重點實驗室，武漢 430072；3. 三峽地區地質災害與生態環境湖北省協同創新中心，湖北 宜昌 443002)

0 引 言

“水、肥”是影響水稻產量的兩大主要因素。近些年由于水資源的日趨緊張，水稻節水灌溉成為研究熱點，大力推行節水灌溉勢在必行。然而大部分研究結論均基于普通的常規化肥，例如碳酸氫銨(NH4HCO3)、過磷酸鈣(Ca(H2PO4)2·H2O)或者普通復合肥等得出[1-3]，節水灌溉條件下施用新型緩釋肥對水稻的生態特性及最終產量等研究尚不多見。本文選取我國長江中下游典型水稻種植區域開展試驗研究，對水稻典型節水灌溉模式下施用緩釋肥的生態特性及最終產量等進行觀測分析，研究結論可為水稻節水灌溉模式施用緩釋肥適宜性及優化種植管理措施等提供借鑒。

1 材料和方法

試驗于2014年5-9月水稻種植期在三峽大學校內節水灌溉試驗場進行。試驗場位于北緯N 30°43′，東經E111°18′，氣候溫暖，全年積溫較高，年無霜期長，多年平均氣溫17.0 ℃，7月最高月平均氣溫26.5 ℃，1月最低月平均氣溫4.1 ℃，年降雨量990～1 400 mm，多年平均年降雨量1 340 mm，年蒸發量(20 cm蒸發皿)1 000～1 350 mm，適宜水稻種植。

試驗采用桶栽，桶口直徑30 cm，深40 cm。主處理為淹水灌溉(Continuous Flooding Irrigation, CF)W1和節水灌溉W2，其中節水灌溉采用間歇灌溉(Alternate Wetting and Drying, AWD)，2種灌溉模式水層控制標準參考文獻[4]。副處理為2種施肥類型。F1為施用常規氮、磷、鉀肥料。氮肥水平180 kg N/hm2，施肥方式設計：底肥50%，移栽后10 d左右50%的追肥(分蘗肥)，共計2次施肥，即氮肥施肥比為1∶1，底肥采用碳酸氫銨，追肥為尿素(CO(NH2)2)。磷肥水平為40 kg P2O5/hm2，鉀肥水平為70 kg K2O/hm2，磷肥采用過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀，均作底肥一次性施入。F2為施用緩釋肥，N、P、K有效含量與常規肥相當，作底肥一次性施入耕層。每個處理3次重復，共計12個測桶，隨機排列。其中W1F1處理為當地群習模式。供試水稻品種為豐兩優香Ⅰ號。

水稻生態特性指標考慮植株株高，分蘗數和葉綠素，其中葉綠素含量采用葉綠素SPAD值表示。葉綠素SPAD值可表征葉綠素相對含量，采用SPAD-502 PLUS葉綠素測定儀測取，該儀器廣泛應用在植物葉綠素測取試驗和研究中，取得了較好效果[5-7]。株高和葉綠素SPAD值的測取頻次為每日一次，分蘗數在分蘗期每兩日測取一次其余時段為每周測取一次，水稻黃熟期收割后進行測產，并分根、莖、葉、稻穗等器官剪取，于烘箱105 ℃殺青半小時，85 ℃烘干至恒重稱重。

2 結果和分析

2.1 不同水肥處理對水稻株高、葉綠素及分蘗數的影響

圖1為不同水肥處理水稻株高、葉綠素SPAD值和分蘗數隨生育期的變化趨勢。圖1(a)中可以看出，生育初期5月中旬至6月上旬不同水肥處理株高均增長迅速，相鄰旬時段平均增幅達68.5%，增長最大為淹灌常規肥處理83.2%，最小為間歇灌溉緩釋肥處理57.7%，各處理間差異不明顯。6月中旬至下旬，不同肥料處理間株高差異逐漸加大，緩釋肥株高平均高出常規肥14.2 cm，不同灌溉模式間差異不明顯。6月下旬以來，緩釋肥處理增長變緩，而常規肥仍維持較高增幅，于7月中、下旬相交，常規肥于8月上旬達峰值109.1 cm，隨后有所下降。8月中旬往后節水灌溉緩釋肥株高達到最大值約111.7 cm，高出淹灌緩釋肥7.3 cm。其余生育階段不同灌溉模式間差別不大。

圖1 不同水肥處理水稻生態特性隨生育期變化趨勢Fig.1 Variation tendency of rice ecological characteristics with growth period under different water and fertilizer treatment

圖1(b)可知，不同水肥處理葉綠素SPAD值生育前期差異不大，6月中旬往后，不同肥料處理間尤為明顯，緩釋肥處理的SPAD均值比常規肥平均高出29.2%～296.7%。常規肥處理葉綠素SPAD均值從5月上旬28.0開始逐漸上升，6月上旬達到峰值為37.7，此后逐漸下降，至9月份成熟期最低值9.3。緩釋肥處理SPAD均值5月上旬為27.3，逐漸上升到6月中旬第一個峰值43.9，后下降至7月上旬39.0。其余兩個峰值出現在7、8月中旬，分別為41.2、40.1。葉綠素SPAD值常規肥處理淹灌、間歇灌溉之間呈現較高相關性，相關系數r達0.996 9。緩釋肥處理不同灌溉模式間相關系數r為0.812 7，差異主要表現在生育后期的8月下、9月上旬，平均相差達26.1%。

從圖1(c)中可以看出，不同水肥處理植株分蘗數生育前期差異不顯著，生育初期平均7.6逐漸上升至6月13日49.7。往后常規肥處理逐漸下降到7月中旬26.3，生育后期穩定在24.5左右；緩釋肥處理植株分蘗數繼續增長，淹灌于6月22日達峰值80.0，間歇灌溉于6月29達峰值67.3，隨后逐漸下降，分別穩定在7月27日56.7、7月20日50.0。6月13日以后緩釋肥處理分蘗數均值高出常規肥60.0%～127.8%，平均103.7%。水稻全生育期分蘗數緩釋肥處理淹灌W1比間歇灌溉W2高出4.7%～47.2%，平均21.8%。常規肥間歇灌溉模式比淹灌高出-4.7%～19.4%，平均11.9%。

總體來看，長效的緩釋肥對葉綠素SPAD值、分蘗數的最終促進作用均明顯強于速效的常規肥，而株高方面也并不弱于常規肥，且在營養生長階段呈現出一定優勢。

2.2 不同水肥處理對水稻產量及黃熟期干物質的影響

圖2為不同水肥處理水稻最終產量對比。圖2中可知，淹灌緩釋肥處理獲得最高產量15 542 kg/hm2，間歇灌溉常規肥處理次之為11 408 kg/hm2，間歇灌溉緩釋肥處理最低僅為6 074 kg/hm2。常規肥間歇灌溉比淹灌高8.5%，表明間歇灌溉不僅不會引起水稻減產，一定程度上會增產，該結論與茆智[8]等研究結論一致。值得注意的是，當前節水灌溉模式——間歇灌溉，施用緩釋肥時會引起大幅減產，產量僅為施用常規肥時53.2%。

表1為不同水肥處理水稻黃熟期干物質在各器官間的分配對比。可以看出，施用緩釋肥的水稻總的干物質積累量均明顯高于常規肥，平均高出164.7%，體現在營養生長階段的根、莖、葉干物質積累量比常規肥平均高266.6%、273.4%、188.9%，這與圖1中緩釋肥處理分蘗數、葉綠素SPAD值明顯高于常規肥相一致。稻穗(實粒+秕粒)干物質積累量百分比最高為間歇灌溉常規肥處理，而干物質積累量絕對值最高則為淹灌緩釋肥。稻穗干物質積累量百分比和絕對值最低的處理均為間歇灌溉緩釋肥。

圖2 不同水肥處理水稻最終產量對比Fig.2 Comparison of rice final yield under different water and fertilizer treatment

上述分析可知，淹灌緩釋肥處理獲得最高產量是源于其營養生長以及生殖生長的豐足。間歇灌溉緩釋肥處理最低產量可能緣于生育期土壤水分相對較少而養分濃度偏大，土水勢偏低，稻株根系(主動吸水)及蒸騰作用(被動吸水)不易克服運輸土壤養分溶液至稻株頂端稻穗的重力勢能導致生殖生長相對欠缺，同時也影響了灌漿造成較高秕粒率。

3 結 語

本文于2014年水稻生育期開展了節水灌溉條件下施用緩釋肥對水稻相關生態特性及產量的影響試驗研究，得出結論如下：

(1)不同水肥處理水稻分蘗數、株高、葉綠素SPAD值生育前期差異不明顯。6月中旬往后，葉綠素SPAD均值緩釋肥處理比常規肥平均高出29.2%～296.7%。6月13日往后植株分蘗數均值緩釋肥處理高出常規肥60.0%～127.8%，平均103.7%。8月中旬往后間歇灌溉緩釋肥株高達到最大值約111.7 cm，比淹灌緩釋肥高7.3 cm 。

(2)淹灌緩釋肥處理獲得最高產量15 542 kg/hm2，間歇灌溉常規肥次之為11 408 kg/hm2，間歇灌溉緩釋肥最低僅為6 074 kg/hm2。施用緩釋肥水稻總的干物質積累量比常規肥處理平均高出164.7%。

總體來看，當前水稻間歇灌溉模式在施用緩釋肥時產量偏低，緩釋肥與淹水灌溉具有良好互作相應且產量較高。緩釋肥在水稻種植中的應用前景評估，特別是在當前大力推行節水灌溉的背景下如何設計緩釋肥肥效釋放機制及科學管理田間水分等是下一步研究重點。

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