機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)對水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

季雅嵐吳文革* 孫雪原 許有尊 周永進(jìn) 習(xí)敏何超波 蔡海濤

（1安徽省農(nóng)科院水稻所，合肥230031；2安徽省農(nóng)機(jī)推廣總站，合肥 230006；第一作者：jiyalan626＠163.com；*通訊作者：wuwenge＠vip.sina.com）

水稻是我國重要的糧食作物之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，水稻生產(chǎn)者為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化而大量施用化肥，不僅造成肥料利用率低下，也導(dǎo)致環(huán)境污染等問題[1-3]。因此，減少化肥用量，提高肥料利用率，成為當(dāng)下水稻生產(chǎn)亟需解決的關(guān)鍵性問題。水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)改變了傳統(tǒng)的栽培方式和施肥模式，是一種在插秧過程中同步水稻根側(cè)向距離精量施肥的技術(shù)，相對傳統(tǒng)人工插秧施肥技術(shù)，施肥量減少，肥料集中輸入土壤且微生物獲取養(yǎng)分量少，能夠較大程度的提高水稻對肥料的利用效率，減少肥料流失對周邊水環(huán)境造成的污染[4-5]。機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)對提高水稻產(chǎn)量具有重大意義，是近年來一種精確、可靠的水稻施肥技術(shù)[6-7]。但是，由于水田的特殊性和水稻生長與旱作作物的差異性，對稻田深施肥機(jī)械要求更高[8]。目前，針對機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)開展的研究較少。因此，本研究利用機(jī)插秧同步側(cè)深施肥，探討不同施肥量對水稻群體產(chǎn)量和肥料利用率的影響，以為水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)條件

本研究于2018年在安徽省合肥市肥東縣橋頭集鎮(zhèn)橋青村（A 區(qū)，東經(jīng) 117°56′，北緯 31°76′）和廬江縣臺創(chuàng)園施灣種植基地（B區(qū)，東經(jīng)117°16′，北緯31°43′）進(jìn)行。試驗(yàn)田地力中等，地表平整無殘茬，水田耕整地2遍。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

本研究采用完全隨機(jī)試驗(yàn)方法，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)共設(shè)5個(gè)處理，具體見表1。

A區(qū)：選用N兩優(yōu)1998為參試材料，2018年5月16日流水線播種，工廠化育秧，6月4日移栽，秧齡18 d。B區(qū)：選用萬象優(yōu)華占為參試材料，2018年5月14日流水線播種，工廠化育秧，6月12日移栽，秧齡27 d。肥料品種為尿素（含N 46%）、普通復(fù)合肥（N、P、K含量均為15%）、控釋型復(fù)合肥（N、P、K含量分別為28%、9%、13%）、中化緩釋肥（N、P、K含量分別為 26%、10%、12%）。

各處理間做田埂并用黑膜包實(shí)，每個(gè)處理區(qū)設(shè)進(jìn)、出水口各1個(gè)。灌溉時(shí)，選擇清潔無污染的水源。按設(shè)計(jì)方案機(jī)插，栽插規(guī)格30 cm×14 cm、每穴插足3～4苗。各處理區(qū)肥料用量按試驗(yàn)方案作業(yè)前目標(biāo)稱量機(jī)施，作業(yè)后及時(shí)稱量實(shí)際機(jī)施量。成熟期用聯(lián)合收割機(jī)收獲并進(jìn)行機(jī)械烘干。

各處理除施肥有差異外，其它大田管理措施基本一致。管水方面，各小區(qū)排灌管水，采取薄皮水栽插，淺水活棵、分蘗；當(dāng)大田莖蘗數(shù)達(dá)到20萬/667 m2左右時(shí)或在供試品種主莖葉齡達(dá)到有效分蘗臨界葉齡的前5 d開始落水?dāng)R田，擱至田泥不陷腳，后上水保持濕潤，此后采取分次輕擱至拔節(jié)后結(jié)束。孕穗至灌漿期保持淺水層，高溫期間灌深水，灌漿期后保持田間濕潤至成熟。追肥方面，肥東、廬江兩地均施孕穗肥。除草方面，試驗(yàn)田全生育期采取強(qiáng)化雜草防除，以農(nóng)業(yè)防治為主，擱田后灌水前1 d采取莖葉化學(xué)防治。病蟲害防治方面，全生育期間病蟲害防治3次，沒有發(fā)生重度危害。

表1不同處理施肥方式及用量

表2不同處理水稻生育進(jìn)程（d）

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 生育進(jìn)程

記錄各處理下水稻生育期時(shí)間。

1.3.2 莖蘗動態(tài)

水稻移栽后，采用定點(diǎn)定株方法，每次定點(diǎn)查10叢，計(jì)數(shù)單叢分蘗數(shù)。A 區(qū)于移栽后 7、13、28、35、48、64 d 調(diào)查，B 區(qū)于移栽后 15、38、47、68、95 d 調(diào)查。

1.3.3 產(chǎn)量及構(gòu)成因子

各小區(qū)于成熟期調(diào)查100株水稻，計(jì)算有效穗數(shù)，按平均莖蘗法取6叢，測定每穗總粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率。同時(shí)，各小區(qū)實(shí)收測產(chǎn)。

1.3.4 肥料利用效率

偏生產(chǎn)力（kg/kg）=水稻產(chǎn)量/肥料施用量。

1.4 數(shù)據(jù)采集及統(tǒng)計(jì)分析

用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

圖1 A區(qū)不同處理水稻莖蘗數(shù)動態(tài)

2.1 不同處理對水稻生物性狀的影響

從表2可見，移栽至水稻成熟，各處理間的生育期差異不顯著。A區(qū)T1和T2處理的生育期最長，比CK多2 d；T4處理的生育期最短，比CK少2 d；T3處理與CK基本相仿。而B區(qū)是T1和T2處理的生育期比CK短，T3處理比CK長1 d，T4處理與CK生育期相仿。

由圖1、圖2可以看出，A區(qū)水稻莖蘗數(shù)顯著少于B區(qū)；隨著栽培時(shí)間的增加水稻莖蘗數(shù)增長到峰值后開始下降，其中A區(qū)處理水稻莖蘗數(shù)峰值出現(xiàn)在移栽后28 d，B區(qū)則比A區(qū)晚10 d出現(xiàn)；移栽后13 d內(nèi)各處理水稻莖蘗數(shù)變化一致，之后A區(qū)T1、T2處理的水稻莖蘗數(shù)高于CK，在移栽后28 d時(shí)T2處理莖蘗數(shù)最高，T3和T4處理則低于CK；B區(qū)移栽后38 d前，各處理水稻莖蘗數(shù)均低于CK，之后T1與CK變化基本一致，其余處理顯著低于CK。

表3不同處理水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素和肥料利用率情況

圖2 B區(qū)不同處理水稻莖蘗數(shù)動態(tài)

2.2 不同處理對水稻產(chǎn)量、肥料利用率及經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表3可見，A區(qū)的穗粒數(shù)相對高于B區(qū)，同時(shí)A區(qū)4個(gè)側(cè)深施肥處理高于CK，而B區(qū)則相反；結(jié)實(shí)率方面，A區(qū)T1、T2處理高于CK，而B區(qū)則4個(gè)側(cè)深施肥處理普遍低于CK；兩個(gè)試點(diǎn)各側(cè)深施肥處理的千粒重均高于CK或與CK持平；與CK產(chǎn)量相比，T1、T2（A區(qū)）及T3處理的可獲得增產(chǎn)效果，其中，T1處理增產(chǎn)幅度最大；T4處理產(chǎn)量顯著低于CK；4個(gè)側(cè)深施肥處理的肥料偏生產(chǎn)力普遍高于CK，B區(qū)T4處理的肥料偏生產(chǎn)力最高，其中T1、T2處理下A區(qū)的肥料偏生產(chǎn)力高于B區(qū)，T3、T4處理下則是B區(qū)高于A區(qū)。

從表4可見，A、B區(qū)T1處理較CK增效，T2、T3處理間兩地區(qū)規(guī)律不一致。A區(qū)，除T4處理外，其它側(cè)深施肥處理均有增效；B區(qū)，減基蘗肥的3個(gè)處理均減效。

表4不同處理水稻經(jīng)濟(jì)效益情況 （元/667 m2）

表5不同處理理論施肥量與實(shí)際施肥量（kg/667 m）2

2.3 不同處理理論施肥量與實(shí)際施肥量的比較

由表5可見，兩個(gè)試點(diǎn)螺旋推進(jìn)式機(jī)插秧側(cè)深施肥方式肥料損耗量實(shí)際施肥量與理論施肥量差值低于風(fēng)送式（B區(qū)T2處理除外）；A區(qū)T1處理的實(shí)際施肥量與理論施肥量差值最大，具體表現(xiàn)為T1＞T2＞T3＞T4，B區(qū)不同施肥方式間規(guī)律不一致。

3 結(jié)論與討論

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)人工施肥技術(shù)相比，水稻同步側(cè)深施肥技術(shù)可以節(jié)肥30%以上，節(jié)省尿素65%，產(chǎn)量約提高10%[9-10]。本研究表明，在機(jī)插秧同步側(cè)深施肥并減基蘗肥 20%內(nèi)的處理（T1、T2、T3），水稻分蘗數(shù)增加，總體可達(dá)到減肥增效的效果。而減基蘗肥30%的處理水稻產(chǎn)量低于CK，主要是因?yàn)榛Y肥過少，雖然總穗數(shù)相差不大，但由于營養(yǎng)供給量過少導(dǎo)致水稻有效穗數(shù)降低，進(jìn)而影響產(chǎn)量。

本研究結(jié)果表明，機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)可提高肥料利用率及經(jīng)濟(jì)效益。在肥料側(cè)深施入后由于肥料揮發(fā)量減少，從而增強(qiáng)了土壤對NH4+-N的吸附，避免肥料直接施入水田產(chǎn)生的流失，同時(shí)根系與肥料間的空隙避免了稻苗根系被肥料燒傷發(fā)生肥害這一問題[4，11]。不同處理間水稻生物性狀、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益的不同，不全是因?yàn)榉柿蠎?yīng)用方式及實(shí)際肥料用量的不同造成，機(jī)插秧施肥方式的變化也導(dǎo)致實(shí)際施肥量與理論值有一定差異。本試驗(yàn)結(jié)果表明，螺旋推進(jìn)施用方式的實(shí)際肥料利用情況顯著好于風(fēng)送式。

可見，機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)可使施肥量大大減少，在減基蘗肥20%內(nèi)可達(dá)到增產(chǎn)節(jié)肥效果，降低化肥施用過量對環(huán)境造成的污染。