不同側深施肥方式對寒地水稻生長、產量及肥料利用率的影響

楊成林 王麗妍

（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；第一作者：yangchenglin83@163.com）

近年來，寒地稻作隨著品種的改良及各優質高產栽培技術措施的推廣和應用，水稻單產、總產均有了較大幅度的提高，相應肥料的用量也迅速增加，特別是氮肥的施用量過多[1-2]。目前，我國水稻生產中還存在肥料用量過大、施肥方式不合理及肥料利用率低等現象[3-5]，不僅影響水稻的增產增效，還帶來嚴重的環境污染等問題。1994年黑龍江省水田機械化研究所將側深施肥器引入試驗成功后，水稻側深施肥插秧機開始在深施肥技術領域內大面積推廣應用[6]。水稻側深施肥技術是應用水稻側深施肥插秧機在插秧的同時將肥料定位、定量、均勻的施在秧苗的一側3 cm、深5 cm的土壤中，實現插秧和施肥同步進行，可實現水稻定量、精準深施肥，在黑龍江水稻生產大面積應用過程中，取得了增產節本增效、提高肥料利用率等顯著效果。近年來，很多學者在側深施肥方式下不同施肥量對水稻生長和產量的影響方面做了很多研究[7-10]，但關于不同側深施肥方式對水稻生長、產量形成及肥料利用率等方面缺少研究。本文研究了不同側深施肥方式對寒地水稻生長及肥料利用率的影響，以期為水稻生產側深施肥方式的選擇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014-2016年在黑龍江省農墾大興農場科技園區水稻田進行。水稻田土質為草甸白漿土，pH值6.3，有機質4.18%，堿解氮159.4 mg/kg，速效磷31.8mg/kg，速效鉀126.9 mg/kg。前茬為水稻，老稻田，秋翻地。供試水稻品種為龍粳31，主莖11葉。供試肥料：尿素（含N46%）、磷酸二銨（含N 18%；含P2O546%）、硫酸鉀（含K2O 50%）、水稻側深施專用肥（N∶P∶K=21∶15∶16）。機械為洋馬側深施肥插秧機。

表1 不同處理施肥量情況（kg/hm2）

1.2 試驗設計與方法

以當地常規施肥方式為對照（CK）、不施氮肥（N0）為參照，在施肥總量相同的條件下，設置側深施基肥（C1）、側深施蘗肥（C2）、側深基蘗同施（C3）及側深一次性施肥（C4）4種處理（表1）。N∶P∶K=2∶1.1∶1.7，按照處理進行側深施入，其他施肥時期人工撒施，其中，基肥在最后1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，側深一次性施肥在插秧時一次性施入全量肥料。

試驗采取大田種植模式，4月8號播種，5月10號插秧，10月1號收獲，其他田間管理按照建三江高產優質水稻生產標準規程進行，各試驗小區播種、插秧、取樣、收獲均在一天內完成。采用小區對比法，3次重復，對照及每個處理均為一塊田，每個處理面積約為1 000 m2，隨機區組排列。

圖1 不同處理水稻分蘗動態變化

圖2 不同處理對水稻成穗率的影響

1.3 測定項目

1.3.1 分蘗動態

每個小區5點法調查水稻分蘗數，每點10叢，抽穗前每隔5 d調查1次。

1.3.2 成穗率

收獲時調查有效穗數，計算成穗率。成穗率=收獲時有效穗數/最高分蘗數×100。

1.3.3 產量及產量構成

完熟期5點法取樣測產及室內考查產量構成因素。

1.3.4 植株氮素含量

分別于幼穗分化期、抽穗期、灌漿期（齊穗后15 d）和成熟期5點取樣，將葉、莖鞘、穗各部分分開，置于105℃烘箱中殺青30 min，85℃烘干至恒質量，降至室溫分別稱其干質量，并將樣品粉碎，采用凱氏定氮法測定水稻氮素含量。

1.3.5 氮效率的計算

氮素積累總量（TNA，kg/hm2）：單位面積植株氮素積累量的總和。

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

氮肥偏生產力（PFP，kg/kg）=施氮區稻谷產量/施氮量。

1.4 數據分析

所有數據均為3年、3次重復的平均值。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 不同側深施肥方式對水稻分蘗動態變化的影響

如圖1所示，側深施肥各處理均在6月4日開始分蘗，6月9日后各處理的分蘗速度均高于CK；7月9日分蘗均達到最大值，其中，C3處理的分蘗數均大于其他處理和CK，比CK增加了25%，差異達極顯著水平；C3處理和其他處理差異未達顯著水平。這說明側深施肥幾種方式在生育前期均發揮了較高的營養水平，有利于水稻返青，分蘗早生快發，分蘗時間相對較長，低位分蘗較多，單株分蘗數較CK增多。其中以C3處理表現較好。

2.2 不同側深施肥方式對水稻分蘗成穗率的影響

如圖2所示，側深施肥方式下各處理分蘗成穗率均極顯著高于CK，其中C2和C3處理的成穗率均在90%以上，C3處理成穗率最高為92.17%，顯著高于C1處理；C2處理成穗率為90.30%，顯著高于C1處理。說明側深施肥方式促進了前期返青分蘗，減少了后期無效分蘗的發生，能顯著提高水稻分蘗成穗率，改善水稻群體質量。

2.3 不同側深施肥方式對水稻產量的影響

如表2所示，各處理的單位面積有效穗數表現為C3＞C2＞C4＞C1＞CK＞N0，其中，C2、C3、C4處理極顯著高于CK和N0處理，但側深施肥4種方式間差異均未達顯著水平。說明側深施肥處理分蘗發生早，發生快，增加了單位面積的有效穗數。每穗粒數、結實率、千粒重表現為4個側深施肥處理均高于CK，但差異不顯著，側深施肥處理之間差異也未達顯著水平。

各處理產量表現為C3＞C2＞C4＞C1＞CK＞N0。其中，C2、C3處理的產量顯著高于CK，分別高8.31%和9.23%；C4和C1處理的產量與CK相比無顯著差異。各處理中，側深基蘗同施處理（C3）產量表現最好。

表2 不同處理對水稻產量及其構成因素的影響

表3 不同處理對水稻氮素積累的影響（kg/hm2）

圖3 不同處理對水稻氮素農學利用率的影響

圖4 不同處理對水稻偏生產力的影響

2.4 不同側深施肥方式對氮素積累及利用效率的影響

2.4.1 不同側深施肥方式對水稻氮素積累量的影響

如表3所示，在幼穗分化期，側深施肥各處理均高于CK，其中，C3處理氮素積累量最高，但不同處理間差異未達顯著水平；抽穗期C3處理氮素積累量仍然最高，各側深施肥處理間無顯著差異，但C1、C2和C3處理與CK相比差異顯著；成熟期C1、C2和C3處理間差異不顯著，但顯著高于CK和C4處理，C3處理氮素積累量最高，與CK和C4處理相比分別增加了10.11%和7.33%。說明側深施肥基蘗同施方式有利于水稻氮素的吸收積累。

2.4.2 不同側深施肥方式對水稻氮素利用效率的影響

如圖3所示，各處理氮素農學利用率表現為C3＞C2＞C4＞C1＞CK，所有側深施肥處理均高于CK。其中，C3處理氮素農學利用率高達55.3%，比CK高27.3%，顯著高于C4處理和C1處理，極顯著高于CK；C2處理氮素農學利用率達54.3%，比CK高26.0%，顯著高于C4處理和C1處理，極顯著高于CK；C3和C2處理間差異未達顯著水平。說明側深施肥方式提高了氮肥的利用率，其中側深基蘗同施和側深蘗肥施入方式效果更好。

如圖4所示，各處理氮素偏生產力表現為C3＞C2＞C4＞C1＞CK，所有側深施肥處理均極顯著高于CK，側深施肥各處理間差異未達顯著水平。其中C3處理氮素偏生產力高達105.5 kg/kg，比CK高20.0%。說明側深基蘗同施的施肥方式可顯著提高水稻氮肥偏生產力。

3 結論與討論

很多學者研究表明，在影響水稻產量的構成因素中，每穗粒數對產量的直接貢獻最大，有效穗數與產量呈極顯著正相關[11-12]。白雪等[9]研究表明，側深施肥技術之所以能提高水稻產量，關鍵在于提高了水稻生長前期的分蘗數及分蘗成穗率，有效增加了水稻單位面積收獲穗數，但對于每穗粒數、結實率和千粒重不會造成負面的影響，從而增加了水稻的產量。張廣龍等[13]研究表明，側深施肥可促使水稻早返青早分蘗，收獲后側深施肥處理的平均莖蘗數比常規施肥多0.7～2.1個，增產的主要原因是增加了水稻的分蘗和提高了結實率。本研究結果與前人結果基本一致，4種施肥方式的側深施肥處理產量均高于常規施肥，其中基蘗側深同施方式產量最高。

有研究表明，水稻產量的高低與成熟期氮素積累量呈拋物線關系[14]，氮素積累量也反映了水稻吸收氮素的多少。本研究發現，側深施肥4種方式水稻產量和氮素積累量均高于常規施肥對照，其中基蘗同施方式的產量和氮素積累量均達到最高值，說明這種側深施肥方式能促進水稻對氮素的吸收，進而促進水稻產量的形成。水稻氮肥利用率的高低與施肥量和不同施肥時期有一定關系，有研究表明，前期施氮占總施氮的比例與氮肥利用率間呈顯著拋物線關系[15]。本試驗結果發現，側深施肥4種施肥方式均提高了氮肥的農學利用率，而基蘗肥同施的側深施肥方式肥料利用率最高，可能是因為側深施肥方式有利于根系的吸收利用，減少了肥料表施造成的肥料流失、揮發等，同時在影響水稻氮素利用率的生育前期提高了肥料的利用，進而水稻一生的氮素利用率較高。

[1] 倪四良.當前水稻施肥中存在的問題及解決對策[J].作物研究，2008，22（2）：124-126.

[2] 孫淑紅.黑龍江省水稻生產與科研現狀[J].中國農學通報，2004，20（1）：233-235.

[3] 范立春，彭顯龍，劉元英，等.寒地水稻實地氮肥管理的研究與應用[J].中國農業科學，2005，38（9）：1 761-1 766.

[4] 苗淑杰，羅盛國，姜佰文，等.減氮處理對水稻根系氧化力和產質量的影響[J].東北農業大學學報，2004，35（5）：522-525.

[5] 彭少兵，黃見良，鐘旭華，等.提高中國稻田氮肥利用率的研究策略[J].中國農業科學，2002，35（9）：1 095-1 103.

[6] 解保勝.水稻側深施肥技術[J].墾殖與稻作，2000（1）：18-20.

[7] 張濱，劉婷婷.不同施肥量側深施肥技術在寒地水稻上的應用效果研究[J].土肥植保，2015，32（12）：135.

[8] 白雪.八五七農場水稻側深施肥效果研究[D].大慶：黑龍江八一農墾大學，2014.

[9] 白雪，鄭桂萍，王宏宇，等.寒地水稻側深施肥效果的研究[J].黑龍江農業科學，2014（6）：40-43.

[10] 孫帥，韓馥澤，車剛.水稻側深施肥梯度試驗研究[J].現代化農業，2016（9）：21-22.

[11] 高良艷，周鴻飛.水稻產量構成因素與產量的分析[J].遼寧農業科學，2007（1）：26-28.

[12] 姜廷波，李榮田，崔成煥，等.水稻穗型構成性狀的相關與通徑分析[J].東北農業大學學報，1995，26（4）：330-335.

[13] 張廣龍，王亞微.不同肥料側施施肥效果研究[J].農民致富之友，2014，（22）：91.

[14] 張岳芳，王余龍，張傳勝，等.秈稻品種間氮素吸收利用的差異及其對產量的影響[J].江蘇農業學報，2006，22（4）：318-324.

[15] 許仁良，戴其根，王秀芹，等.氮肥施用量、施用時期及運籌對水稻氮素利用率影響研究[J].江蘇農業科學，2005（2）：19-22.