側深施肥對寒地水稻產量及肥料利用率的影響

楊成林，王麗妍，趙紅玉

（1.黑龍江省農墾總局建三江管理局大興農場，黑龍江 佳木斯 156303；2.內蒙古新巴爾虎右旗環境保護局，內蒙古 呼倫貝爾 021300）

側深施肥對寒地水稻產量及肥料利用率的影響

楊成林1，王麗妍1，趙紅玉2

（1.黑龍江省農墾總局建三江管理局大興農場，黑龍江 佳木斯 156303；2.內蒙古新巴爾虎右旗環境保護局，內蒙古 呼倫貝爾 021300）

為了確保水稻側深施肥技術在寒地水稻種植過程中發揮最佳的節肥節本增效效果，試驗以龍粳31水稻品種為試驗材料，通過大田隨機區組設計研究側深施肥不用施用量對寒地水稻產量及肥料利用率的影響。結果表明：除減量20%外，側深施肥方式均提高了水稻的產量，其中側深施肥常量處理由于有效穗數較多，每穗粒數、結實率和千粒重均較高，產量高達9.97 t/hm2。肥料利用率則表現為，減量后水稻氮素籽粒生產效率、氮素干物質生產效率和氮肥的偏生產力有所提高，而且氮素農學利用率在減量5%后達到最大。說明減量5%～10%不僅減少了肥料的投入，提高了水稻的產量，同時也提高了肥料的利用效率，達到了最佳的施肥水平。

寒地；水稻；側深施肥；產量；肥料利用率

水稻生產在全球糧食作物生產中占據非常重要的地位。目前我國水稻平均單產水平已經高出世界平均水平的65%，水稻產量的不斷增加更加突出地表現為化肥的使用特別是氮肥的施用量的不斷增加［1-2］。與此同時氮肥的平均利用率僅為30%～35%，低于世界平均水平，比發達國家低 15～20 個百分點［1，3］。目前，我國水稻種植過程中普遍存在施肥量過大、施肥方式不合理、肥料利用率低且施肥存在盲目性等現象。化肥的大量使用，加上不合理的施肥方式都會帶來農產品產量及品質的下降、土壤板結及污染環境等問題。水稻側深施肥技術近年來在寒地稻作中大面積推廣，此技術可定量、精準施肥，不僅可提高水稻產量和品質，同時有效提高了肥料利用率［4］，使水稻生產實現節本增效。水稻側深施肥技術在黑龍江水稻生產中大面積應用，并取得了良好的增產節本增效的效果［5-13］。為了進一步研究側深施肥技術在寒地水稻上的應用效果，全面研究側深施肥方式下側深專用肥不同施用量對水稻產量和肥料利用率的影響，為標準化、科學化開展側深施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻品種：龍粳31，主莖11葉水稻品種。

供試肥料：尿素（含氮46%）、磷酸二銨（含氮18%；含磷46%）、硫酸鉀（含鉀50%）、水稻側深專用肥（基蘗同施，N∶P∶K=21∶15∶16）。

主要機械：洋馬側深施肥插秧機。

1.2 試驗方法

試驗于2014—2016年在黑龍江省農墾大興農場第九管理區示范戶水稻田進行，以當地常規施肥量和施肥方式為對照，選擇基蘗同施側深專業肥處理，進行不同施肥量減量對比試驗，如表2所示，試驗設6個處理：

常規施肥（CK）：整個生育期施肥總量450 kg/hm2，其中尿素165 kg/hm2、磷酸二銨120 kg/hm2、鉀肥165 kg/hm2，基肥施用尿素66 kg/hm2、磷酸二銨120 kg/hm2、硫酸鉀99 kg/hm2，返青分蘗肥施用尿素66 kg/hm2，穗肥施用尿素33 kg/hm2、硫酸鉀66 kg/hm2。N∶P∶K=20∶11∶17，人工撒施，其中基肥在最后一遍水整地前施用，返青分蘗肥在水稻4葉期施用，穗肥在水稻10葉期施用。

氮空白區（N0）：整個生育期不施用氮肥處理，磷鉀肥用量和時期和常規施肥相同。

處理1（S1）：側深專用肥常量。側深專用肥作為基孽側深同施，用量為375 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為450 kg/hm2，穗肥施用時期同常規施肥。

處理2（S2）：側深專用肥減量5%。側深專用肥作為基孽側深同施，用量為356.25 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為431.25 kg/hm2，穗肥施用時期同常規施肥。

處理3（S3）：側深專用肥減量10%。側深專用肥作為基孽側深同施，用量為337.5 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為412.5 kg/hm2，穗肥施用時期同常規施肥。

處理4（S4）：側深專用肥減量20%。側深專用肥作為基孽側深同施，用量為300 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2。整個生育期施肥總量為375 kg/hm2，穗肥施用時期同常規施肥。

試驗采取大田種植模式，采用小區對比法，每個處理3次重復，隨機區組排列，小區面積1 000 m2。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 產量測定 完熟期五點法取樣進行產量測定及其構成因素（有效穗數、穗粒數、結實率、千粒重）的調查。

1.3.2 植株氮素測定 分別于幼穗分化期、抽穗期、灌漿期（齊穗后15 d）和成熟期（齊穗后35 d）五點法取樣，樣品各處理植株葉、莖鞘、穗各部分分開，置于105℃烘箱中殺青30 min，85℃烘干至恒重，降至室溫分別稱其干重，并將樣品粉碎過濾，采用凱氏定氮法測定水稻氮素含量。

1.3.3 氮效率計算 氮素積累總量（TNA）：單位面積植株氮素積累量的總和（kg）

氮素籽粒生產效率（NUEg）=水稻產量/植株氮素積累量的總和（kg/kg）

氮素干物質生產效率（NUEb）=植株干物質總量/植株氮素積累量的總和（kg/kg）

氮素農學利用率（AE）=（施氮處理水稻產量-氮空白區處理水稻產量）/施氮量（kg/kg）

氮肥偏生產力（PFP）=施氮區稻谷產量/施氮量（kg/kg）

1.3.4 效益分析 肥料成本：肥料按照市場價，其中尿素1 400元/t，磷酸二銨2 900元/t，硫酸鉀3200元/t，側深施肥2 950元/t。

人工成本：按照單戶20 hm2規模計算，高性能插秧機每臺日插秧面積平均3.3 hm2，由于側深施肥插秧機需要加肥，則側深施肥每天每臺插秧機平均插秧面積3 hm2，常規高性能插秧機插秧20 hm2時間約為6 d，側深施肥插秧機插秧時間6.5 d，插秧延時人力增加投入1 275元，每公頃增加63.75元，施肥作業減少人力投入2 100元，每公頃節約105元。

采用DPS7.05和SPSS13.0軟件對數據進行統計分析，利用Duncan新復極差法進行差異顯著性測驗，采用Excel 2003繪圖。

2 結果與分析

2.1 側深施肥不同用量對水稻產量的影響

如表1所示，在產量構成的幾個因素中，每穗粒數、結實率和千粒重在各處理間差異均未達顯著水平，其中單位面積有效穗數表現為S1＞S2＞S3＞CK＞S4＞N0，其中S1、S2、S3處理極顯著高于S4處理及常規施肥和空白對照，S1、S2、S3處理間差異未達顯著水平，S4處理和對照間差異未達顯著水平。說明隨著側深施肥施用量的降低，有效穗數下降，當施肥量低至20%時，側深施肥有效穗數低于常規施肥。其中氮空白處理均極顯著低于側深施肥處理和常規施肥。

表1 側深施肥處理對水稻產量及其構成因素的影響

各處理產量表現為S1＞S2＞S3＞CK＞S4＞N0，其中S1處理由于有效穗數較多，每穗粒數、結實率和千粒重較高，產量高達9.97 t/hm2，比對照高出9.2%，差異達顯著水平；在各處理中，S4處理產量低于對照，比對照低2.3%，比S1處理低11.3%，S4、S1處理相比差異達極顯著水平，與S2處理相比差異達顯著水平，空白對照極顯著低于側深施肥處理和常規施肥對照。說明側深施肥減量5%、10%雖然產量高于常規施肥對照，但增產率下降，減量達到20%后，不能保證后期水稻氮素的充足供應，產量降低。

2.2 側深施肥不同用量對氮素積累吸收及利用率的影響

表2 側深施肥處理對水稻氮吸收的影響（kg/hm2）

2.2.1 側深施肥不同用量對水稻吸氮總積累量的影響 如表2所示，在幼穗分化期，側深施肥各處理水平均高于常規對照，其中S1處理水稻氮素吸收積累量高于其他處理和對照，但差異未達顯著水平；從穗分化期到抽穗期，S1處理氮積累量為106.7 kg/hm2、S2處理氮積累量為 105.8 kg/hm2、S3處理為 101.4 kg/hm2、S4處理為95.2kg/hm2、對照為98.4 kg/hm2，S1和對照相比增加7.8%，差異達顯著水平；S1與S4處理相比增加10.8%，差異達極顯著水平。從抽穗期到成熟期，S1處理氮積累量為9.9 kg/hm2、S2處理為6.2 kg/hm2、S3處理為6.1kg/hm2、S4處理為8.1kg/hm2、對照為7.8 kg/hm2，其中S1處理氮積累量較對照增加21.2%。成熟期S1處理氮素吸收積累量最高，S4處理最低，其中S1處理與對照和S4處理相比分別增加9.8%、11.9%，差異達到顯著水平。

2.2.2 側深施肥不同用量對水稻氮素利用率的影響 （1）對水稻氮素生產效率的影響：從表3可以看出，S1、S2、S3處理氮素籽粒生產效率高于對照和S4處理，但差異未達顯著水平，3個處理表現為S3＞S2＞S1，說明施肥量減量后氮素籽粒生產效率有小幅提高，減量達到20%后下降。在氮素干物質生產效率上，表現為側深施肥方式氮素干物質生產效率低于常規對照，其中S1、S2處理和對照相比顯著降低，其他2個處理差異未達顯著水平；各處理表現為S4＞S3＞S2＞S1，說明隨著施肥量的降低，氮素干物質生產效率有升高的趨勢。

表3 側深施肥處理對水稻氮素生產效率的影響（kg/hm2）

（2）對水稻氮素利用效率的影響：如圖1所示，各處理氮素農學利用率表現為S2＞S1＞S3＞S4＞CK，其中S2處理利用率達56.54%，各側深施肥處理氮素利用率均極顯著高于常規施肥，比對照分別高出21.8%、21.8%、20.4%和17.2%，各處理間差異未達顯著水平。說明側深施肥方式提高了水稻氮肥利用率，隨著施肥量的降低，肥料利用率下降。

圖1 側深施肥處理對水稻氮素農學利用率的影響

氮肥偏生產力是反映當地土壤基礎養分水平和化肥施用量綜合效應的重要指標。如圖2所示，S1處理氮肥偏生產力為107.73kg/kg、S2處理為110.03 kg/kg、S3處理為111.5 kg/kg、S4處理為115.1 kg/kg，偏生產力隨著減量依次遞增，各側深施肥處理均高于常規對照，比對照分別高出13.8%、15.6%、16.8%和19.4%，所有側深施肥處理均極顯著高于對照。說明側深施肥方式提高了水稻氮肥的偏生產力，減量后，偏生產力有上升的趨勢，但差異未達顯著水平。

圖2 側深施肥處理對水稻氮素偏生產力的影響

2.3 產出效益

由表4可知，由于施肥作業減少人力投入，人工按照市場價計算，每公頃節約作業成本41.25元；肥料按照市場價計算，由于側深專用肥是經過特殊工藝加工，成本均有增加。側深施肥常量、減量5%和減量10%較常規施肥相比，由于產量的顯著提高，均增加效益值，每公頃增加純效益值1 097.25～2 527.65元，其中側深專業肥常量每公頃增加存效益最高。由于側深施肥減量20%后產量較對照降低，增加產量效益低于對照，雖然每公頃節約了肥料成本，但純效益低于常規對照。

3 結論與討論

側深施肥不同用量在水稻上的應用研究報道較多［8-10］，研究發現減量處理均增加水稻產量，節本增效效果明顯，但研究結果存在差異。而本試驗結果表明，側深施肥常規處理由于有效穗數較多，每穗粒數、結實率和千粒重較高，所以產量高達9.97 t/hm2，顯著高于對照，與前人研究結果不盡相同。可能是各研究中選擇的側深專業肥料種類存在差異，造成減量試驗結果存在差異性。研究說明側深施肥常量處理產量表現最高，減量5%～10%和常規施肥相比，產量也增加，但是增產率下降，當減量到20%后，水稻在低肥料水平下已經不能達到水稻正常生長發育的要求，已經超出了減量的范圍，影響了水稻產量。

表4 側深施肥處理產出效益分析

有研究表明水稻產量的高低與成熟期氮素積累量的關系一般呈拋物線型曲線［14］，本試驗結果表明，成熟期側深施肥常量處理氮素吸收積累量最高，減量20%最低，說明施肥方式和施肥量均影響水稻對氮肥的吸收積累，側深施肥方式提高了水稻氮肥的吸收量，減量20%后由于施氮水平的降低，對氮肥的吸收積累量相對降低。很多學者研究提出隨著氮素水平的提高氮素利用率不斷減少的研究結果［15］，本試驗選擇氮素籽粒生產效率、氮素干物質生產效率、氮素農學利用率和氮肥偏生產力作為表明肥料利用率的衡量指標，結果表明，隨著側深施肥量的減少，水稻氮素籽粒生產效率、氮素干物質生產效率和氮肥的偏生產力有所提高，而且氮素農學利用率在減量5%達到最大值，說明減量后不僅減少了肥料的投入，提高了水稻的產量，同時也提高了肥料的利用效率，達到了最佳的施肥水平。

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Effects of different application rates of side deep fertilization on yield and fertilizer use efficiency of rice in cold region

YANG Cheng-lin1，WANG Li-yan1，ZHAO Hong-yu2
（1.Daxing Farm，Jiansanjiang Branch，General Farming Acclamation Bureau of Heilongjiang，Jiamusi 156303，China；2. Inner Mongolia Xin Barag Right Banner Environmental Protection Bureau，Hulunbeier 021300，China）

In order to ensure the effect of rice side deep fertilization in the process of rice cultivation in cold area，and the best effect of section saving and fertilizer saving，the experiment was carried out with Longjing 31 rice varieties as experimental materials，effects of fertilizer dosages on yield and fertilizer use efficiency of rice in cold region were studied. The results showed that the yield of rice was increased by the method of side depth fertilization，and the yield per panicle was higher than that of the spike number per panicle，seed setting rate and grain weight were higher，so the yield was 9.97 t·hm2. Fertilizer utilization rate showed that the nitrogen production efficiency，nitrogen dry matter production effiiency and nitrogen fertilizer partial productivity were improved after reducing the yield，and the nitrogen use efficiency was the highest after 5% reduction，ndicating that the reduction of 5% -10% not only reduced the input of fertilizer，increased the yield of rice，but also improved the efficiency of fertilizer use，to achieve the best level of fertilization.

cold region ；rice；side deep fertilizing；yield ；fertilizer use efficiency

S511.062

A

1004-874X（2017）08-0061-05

楊成林，王麗妍，趙紅玉. 側深施肥對寒地水稻產量及肥料利用率的影響［J］.廣東農業科學，2017，44（8）：61-65.

2017-05-11

楊成林（1983-），男，碩士，農藝師，E-mail：yangchenglin83@163.com

（責任編輯 楊賢智）