不同早期施肥模式對(duì)雙季稻區(qū)機(jī)插晚稻養(yǎng)分與干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

潘孝晨，唐海明*，聶澤民，肖小平，李 超，湯文光，程凱凱，汪 柯，郭立君

（1湖南大學(xué)研究生院隆平分院，長(zhǎng)沙410125；2湖南省土壤肥料研究所，長(zhǎng)沙410125；3南縣農(nóng)業(yè)局，湖南南縣413200）

水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一，在糧食生產(chǎn)安全中有重要的地位。水稻產(chǎn)量受許多因素的影響，如施肥、耕作方式、灌溉等管理措施［1］。施肥是水稻增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)最主要的農(nóng)藝措施之一，它不僅可改善土壤環(huán)境、提高土壤肥力，也可以培肥地力，挖掘農(nóng)田生產(chǎn)潛力［2］。單一的通過(guò)增加肥料的施用量并不是增加水稻產(chǎn)量的唯一途徑，合理的施肥時(shí)期、施肥模式是促進(jìn)水稻增產(chǎn)的關(guān)鍵因素。

前人研究表明，合理的基追肥比例對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量構(gòu)成及產(chǎn)量等具有重要影響。董春華等認(rèn)為，一次性施入底肥能增加雙季稻植株地上部生物學(xué)和水稻產(chǎn)量［3］。黃國(guó)龍等認(rèn)為與一次性全層施肥相比，分次施肥可以改善機(jī)插雙季稻的產(chǎn)量構(gòu)成并提高產(chǎn)量［8］。薛利紅等認(rèn)為施用一定比例的基肥有利于縮短緩苗期，促進(jìn)分蘗早發(fā)［4］。范立慧認(rèn)為合理的施用基肥有利于促進(jìn)水稻分蘗快發(fā)、早發(fā)［5］。林月榮等研究發(fā)現(xiàn)，隨著基肥比例的下降，水稻單位面積的有效穗數(shù)明顯下降［7］。馮衛(wèi)東等研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加分蘗肥和穗肥比例可顯著增加收獲穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，提高水稻產(chǎn)量［6］。李華等對(duì)不同氮肥管理下的機(jī)插水稻研究表明，施氮量270～330 kg/hm2，基蘗肥∶穗肥為 5∶5或 6∶4能獲得較高產(chǎn)量［10］。以往的研究多集中在生育期施肥總量、后期穗肥的適宜施氮量等方面，對(duì)于前期基肥和分蘗肥適宜施肥比例的研究較少［5］。

湖南省是我國(guó)重要的雙季稻區(qū)，洞庭湖平原又是湖南重要的糧食主產(chǎn)區(qū)。在該區(qū)域的水稻生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)插晚稻常出現(xiàn)秧苗返青慢、生育期推遲等現(xiàn)象，不利于水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育和高產(chǎn)［8］。因此，筆者于2015～2016年在湖南南縣開(kāi)展了不同早期施肥模式對(duì)機(jī)插晚稻養(yǎng)分和干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響研究，旨在探明洞庭湖區(qū)雙季機(jī)插晚稻早期最適宜基蘗肥運(yùn)籌比例、基蘗肥的比例是否對(duì)晚稻營(yíng)養(yǎng)、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量有影響等問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在洞庭湖平原區(qū)的南縣茅草街鎮(zhèn)新尚村進(jìn)行。該地種植模式為冬閑—雙季稻，土壤類(lèi)型：長(zhǎng)江沖積物發(fā)育的紫潮泥，土壤肥力中等。試驗(yàn)前耕層土壤養(yǎng)分含量：有機(jī)質(zhì)30.1 g/kg、全氮1.80 g/kg、全磷1.37 g/kg、全鉀18.3 g/kg、堿解氮138.5 mg/kg、有效磷 49.5 mg/kg、速效鉀 68.7 mg/kg，pH值7.8。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：T1.基肥∶分蘗肥=5∶5；T2.基肥∶分蘗肥=7∶3；T3.輕簡(jiǎn)化一次性施肥；CK.不施肥（對(duì)照）。為了方便機(jī)械操作，大田采取大區(qū)試驗(yàn)，每個(gè)處理區(qū)面積均為240 m2，無(wú)重復(fù)。2015年，供試晚稻品種‘H518’，6月25日播種，7月19日移栽，移栽規(guī)格為行距26.4 cm，株距13.2 cm。2016年，供試晚稻品種‘岳優(yōu)518’，6月27日播種，7月22日移栽，移栽規(guī)格為行距26.4 cm，株距13.2 cm。晚稻季共施純 N 180 kg/hm2、P2O545 kg/hm2和K2O 120 kg/hm2。一次性施肥的氮肥為緩控釋肥，其中N含量為42%，作基肥一次性施入。分蘗肥在基肥施用10 d后按比例分別施入，磷肥為普通過(guò)磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀。其中，T1和T2處理N和K2O按各施肥比例進(jìn)行，P2O5均作為基肥一次性施入。移栽后10 d均進(jìn)行田間雜草防除，水分管理采用前期淹水、中期烤田和后期干濕交替，其他管理措施同常規(guī)大田生產(chǎn)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 生育期記載

2015和2016年，觀(guān)察記載各處理晚稻的移栽期、分蘗盛期、孕穗期、齊穗期和成熟期；計(jì)算各處理晚稻大田生育期天數(shù)。

1.3.2 植株株高、干物質(zhì)和植株養(yǎng)分含量及養(yǎng)分利用率

分別于水稻成熟期每個(gè)處理中選擇3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)隨機(jī)選擇10穴水稻，測(cè)定植株的株高，計(jì)算平均值；同時(shí)，每個(gè)點(diǎn)中隨機(jī)選擇10穴水稻先用清水沖洗干凈，用濾紙吸干附著水，然后將植株按莖、葉和穗部位裝袋，于105℃殺青30 min，80℃烘至恒重，測(cè)定干物質(zhì)量；將樣品粉碎過(guò)0.5 mm篩，測(cè)定植株各部位的氮、磷、鉀養(yǎng)分含量。

養(yǎng)分利用率=（處理水稻地上部分養(yǎng)分積累量-對(duì)照水稻地上部分養(yǎng)分積累量）/施肥量

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

水稻成熟期，從各處理區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的水稻3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)1 m2，計(jì)數(shù)單位面積內(nèi)的有效穗數(shù)；從每區(qū)中隨機(jī)選取5穴考種，測(cè)定每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和水稻實(shí)際產(chǎn)量等指標(biāo)，計(jì)算平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行處理，采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式的機(jī)插晚稻大田生育期與株高

從表1可知，不同施肥模式對(duì)機(jī)插晚稻大田生育期均有一定影響。以CK的大田生育期最短，分別為96和97 d；T3處理的大田生育期最長(zhǎng)，分別為104（2015）和101 d（2016）；T1和 T2處理大田生育期分別為99 d和98 d。在不同施肥處理間，T2處理機(jī)插晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期均比T1和T3提早。同時(shí)，2個(gè)年份各處理機(jī)插晚稻植株的株高大小順序均表現(xiàn)為T(mén)2＞T3＞T1＞CK，其中T2處理的機(jī)插晚稻株高最高，為別為 94.8（2015）和 97.5 cm（2016），其次是 T3處理，株高分別為88.1（2015）和95.1 cm（2016），CK處理的株高最矮，3個(gè)施肥處理機(jī)插晚稻植株株高均顯著高于CK。

表1 不同施肥模式下機(jī)插晚稻大田生育期與株高Table 1 Grow th period and plant height of late rice planted by machine under different fertilization modes

2.2 機(jī)插條件下不同施肥模式水稻各部位干物質(zhì)積累特性

由表2可知，機(jī)插條件下不同施肥模式對(duì)水稻植株各部位干物質(zhì)積累具有一定影響。2個(gè)年份T2處理的機(jī)插晚稻植株莖、葉、籽粒及地上部分的干物質(zhì)積累量均高于T1、T3和CK處理，T2處理機(jī)插晚稻植株莖、葉、籽粒及地上部分的干物質(zhì)積累量分別為 5634.9、1755.75、12 994.9、19 951.1 kg/hm2（2015）和 3442.95、1701.9、9059.7、14 204.55 kg/hm2（2016）；其次是 T3和 T1處理，CK處理機(jī)插晚稻植株葉、籽粒及地上部分干物質(zhì)積累量最低，均顯著低于T1、T2和T3處理。在植株不同部位干物質(zhì)積累量中，籽粒干物質(zhì)積累量均為最高，均高于植株莖和葉干物質(zhì)積累量。

表2 不同施肥模式下機(jī)插晚稻植株各部位干物質(zhì)積累量（kg/hm2）Table 2 Dry matter accumulation characteristics in different parts of late rice planted by machine w ith different fertilization modes（kg/hm2）

2.3 機(jī)插條件下不同施肥模式晚稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

從表3可見(jiàn)，不同施肥模式對(duì)機(jī)插晚稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素均有一定影響。2個(gè)年份中，各處理晚稻產(chǎn)量大小順序均表現(xiàn)為T(mén)2＞T1＞T3＞CK，其中以T2處理最高，分別為8154（2015）和6703.5 kg/hm2（2016），比 CK增產(chǎn)67.36%和9.16%；其次是T1和T3處理，分別比CK增產(chǎn)62.5%、56.8%（2015）和6.52%、4.08%（2016）。機(jī)插晚稻不同施肥模式有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)均顯著高于CK處理。

表3 不同施肥模式下機(jī)插晚稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 3 Yield and yield com ponents of late rice planted by machine w ith different fertilization modes

2.4 不同施肥模式的水稻植株N、P、K積累量

由表4可知，不同施肥模式對(duì)機(jī)插晚稻植株N、P、K素積累量的影響不同。2個(gè)年份中，T2處理植株莖、葉、籽粒和地上部分的N素積累量均為最高，分別為 451.95、199.95、2098.5、2870.55 kg/hm2（2015）和 318.6、171.7、1808.5、2298.9 kg/hm2（2016），其次是T3處理，T2和T3處理機(jī)插晚稻植株莖、葉、籽粒及地上部分N、P、K元素積累量均高于T1和CK處理；植株N、K素積累量均顯著高于T1和T3處理（p＜0.05）。CK處理的機(jī)插晚稻各部位N素積累量均最低，T2和T3處理植株葉、籽粒和地上部分的P素積累均無(wú)顯著性差異。2015年，T2處理的地上部分N、P、K養(yǎng)分利用率均最高，均顯著高于T1處理，2016年T3處理的地上部分N、P、K養(yǎng)分利用率均最高，N和P素在植株各部分積累量大小順序表現(xiàn)為：籽粒＞莖＞葉，K元素在植株各部分積累量大小順序表現(xiàn)為：莖＞籽粒＞葉。

表4 不同施肥模式下機(jī)插晚稻植株N、P、K積累量 （kg/hm2）Table 4 Accumulation amount of N，P and K in late rice planted by machine w ith different fertilization modes

3 討論

3.1 不同施肥模式對(duì)機(jī)插晚稻植株干物質(zhì)和養(yǎng)分積累的影響

水稻干物質(zhì)是其產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段干物質(zhì)的積累是水稻最終產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)，水稻在不同時(shí)期對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的需求量不同，某一生育時(shí)期所提供的養(yǎng)分過(guò)多或過(guò)少都不利于干物質(zhì)的積累，因而不同生育時(shí)期合理的施肥量對(duì)植株干物質(zhì)的積累具有重要作用［11］。本研究發(fā)現(xiàn)，各施肥處理晚稻植株干物質(zhì)積累量均顯著高于CK處理，T2和T3處理的晚稻莖、葉、籽粒及地上部分干物質(zhì)積累量最高，但2個(gè)處理的結(jié)果無(wú)顯著性差異，這與聶凌利等［12］研究一致。其原因可能是施肥能夠改善土壤的理化性質(zhì)提高肥力，提供作物生長(zhǎng)所需的大量元素和微量元素，增加了各個(gè)施肥處理機(jī)插晚稻植株干物質(zhì)積累量。基肥∶分蘗肥=7∶3（T2）和一次性施肥（T3）這兩種施肥方式下，晚稻植株莖和葉的干物質(zhì)積累量在植株地上部分積累量中占較大比重，這是因?yàn)門(mén)2處理的基追肥比例較為合理，能滿(mǎn)足機(jī)插晚稻植株各個(gè)生育期的養(yǎng)分供給；T3處理的大田生育期最長(zhǎng)為101 d，比T1和T2多了2 d和3 d，所以晚稻吸收了更多的光、水和營(yíng)養(yǎng)元素，植株的干物質(zhì)積累量也得到提高。

鄧國(guó)才認(rèn)為，在一定的施肥范圍內(nèi)，施肥用量對(duì)水稻植株N、P、K影響差異顯著，施肥措施可以調(diào)控水稻植株的N、P、K含量，同時(shí)水稻 N、P、K與水稻產(chǎn)量及施肥量呈極顯著相關(guān)關(guān)系［13］。本研究結(jié)果表明，不同施肥模式對(duì)水稻養(yǎng)分積累影響不同。T2和T3處理對(duì)機(jī)插晚稻植株N、P、K積累量高于T1和CK處理，T2、T3處理的機(jī)插晚稻植株N、P、K素總積累量較高，這與陳愷林等［14］研究結(jié)果有所不同。其原因是本研究發(fā)現(xiàn)T2和T3處理的N、K、P素利用率最高，使機(jī)插晚稻植株養(yǎng)分能夠充分的吸收積累，稻苗快速返青，積累較多的干物質(zhì)，因此T2和T3處理機(jī)插晚稻的養(yǎng)分積累量最高。研究還發(fā)現(xiàn)，機(jī)插晚稻對(duì)N和K素的養(yǎng)分利用率較高，對(duì)P素的養(yǎng)分利用率最低；N、P、K含量在水稻不同器官的分布存在差異，機(jī)插晚稻植株N和P元素在各部分的積累量均表現(xiàn)為籽粒＞莖＞葉，K元素含量則表現(xiàn)為莖＞籽粒＞葉。

3.2 不同施肥方式對(duì)機(jī)插晚稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

施肥對(duì)水稻產(chǎn)量提升有顯著的效果。丁凌云研究發(fā)現(xiàn)，基追肥比例為5∶5時(shí)，有利于提高水稻結(jié)實(shí)率和千粒重［15］。有研究表明，施用過(guò)量基肥會(huì)導(dǎo)致前期群體過(guò)大，成穗率較低，促進(jìn)地上部分生長(zhǎng)，抑制地下根系的生長(zhǎng)［16，17］。楊從黨等認(rèn)為，適量施氮有利于促進(jìn)水稻分蘗的發(fā)生，優(yōu)化群體質(zhì)量，增加有效穗數(shù)，提高產(chǎn)量［17］。本研究結(jié)果表明，與不施肥CK相比，施肥處理均能改善水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素，各施肥處理的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)均高于CK，而2016年各施肥處理產(chǎn)量構(gòu)成因素高于CK但均無(wú)顯著性差異，這與范立慧［5］的結(jié)論相一致。因?yàn)闄C(jī)插晚稻根系養(yǎng)分吸收利用能力比手插和拋栽低，同時(shí)不施肥土壤肥力較低導(dǎo)致機(jī)插晚稻前期養(yǎng)分供應(yīng)不足影響晚稻生長(zhǎng)發(fā)育，不利于改善晚稻產(chǎn)量構(gòu)成因素；而施肥處理養(yǎng)分供應(yīng)充足并改善了土壤理化性質(zhì)，同時(shí)T1、T2和T3處理機(jī)插晚稻植株地上部分干物質(zhì)積累量均顯著高于CK處理，所以晚稻有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)明顯高于CK?？赡芤?yàn)楸狙芯炕逝c分蘗肥施肥時(shí)間間隔僅為10 d，機(jī)插晚稻根系對(duì)不同時(shí)期肥料的吸收時(shí)間較短，沒(méi)有明顯表現(xiàn)出不同基肥和分蘗肥比例影響機(jī)插晚稻的差異，造成產(chǎn)量構(gòu)成因素在T1、T2和T3處理間沒(méi)有顯著性差異。

本研究結(jié)果表明，2個(gè)年份各施肥處理 （T1、T2、T3）產(chǎn)量均顯著高于CK，各處理晚稻產(chǎn)量大小順序表現(xiàn)為T(mén)2＞T1＞T3＞CK，T1和T2處理產(chǎn)量明顯高于T3和CK處理，其主要原因是在基肥∶分蘗肥=5∶5和7∶3處理的施肥模式下更有利于機(jī)插高產(chǎn)群體的形成，提高成穗率、增加有效穗數(shù)，并能有效促進(jìn)幼穗分化，增加每穗粒數(shù)；T1和T2處理因?yàn)榫哂休^多的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，地上部分干物質(zhì)積累量較多，所以其機(jī)插晚稻能獲得高產(chǎn)。綜上，基肥∶分蘗肥=7∶3的早期施肥模式能獲得較高產(chǎn)量，這一結(jié)果與范立慧［5］的研究結(jié)果不一致。范立慧認(rèn)為基肥∶分蘗肥比例為5∶5時(shí)，水稻更高產(chǎn)。究其原因很可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)的施氮量?jī)H為180 kg/hm2，遠(yuǎn)低于范立慧的施氮量（300 kg/hm2），同時(shí)不同地區(qū)土壤類(lèi)型及水分管理的不同也會(huì)造成不同的試驗(yàn)結(jié)果。

本研究3個(gè)施肥處理間產(chǎn)量無(wú)顯著性差異，這可能是因?yàn)榛屎头痔Y肥施用的時(shí)間間隔較短，機(jī)插晚稻在這段時(shí)間處于返青期，根系吸收養(yǎng)分的能力較弱，所以機(jī)插晚稻對(duì)肥料的吸收利用量比較低，對(duì)該地區(qū)水稻莖、葉和籽粒干物質(zhì)積累和養(yǎng)分積累量差異不明顯，對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響效果不明顯，導(dǎo)致T1、T2和T3處理機(jī)插晚稻植株生長(zhǎng)情況相似。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在機(jī)插晚稻生長(zhǎng)前期，不同基肥與分蘗肥運(yùn)籌比例沒(méi)有對(duì)當(dāng)?shù)貦C(jī)插晚稻提供差異顯著的效果，因此今后在探究高產(chǎn)施肥模式時(shí)不能只考慮基肥與分蘗肥的比例，還應(yīng)進(jìn)一步研究基、蘗肥與穗粒肥之間合適的比例。

4 結(jié)論

綜上所述，基于植株的干物質(zhì)和養(yǎng)分積累、水稻產(chǎn)量等方面的情況，洞庭湖雙季稻區(qū)在施用純N 180 kg/hm2條件下，機(jī)插晚稻前期基肥與分蘗肥比例對(duì)養(yǎng)分、干物質(zhì)積累與產(chǎn)量影響不大。