新型控釋肥機插側深施對江淮中稻產量及氮肥利用率的影響

吳文革 季雅嵐 許有尊 孫雪原 鐘成虎 束孝海 徐立宏 張兆東 王玉軍 甘劍鋒 江洪強 何畢 胡根生 王宏斌 吳紅星

（1安徽省農業科學院 水稻研究所，合肥230031；2茂施農業科技有限公司，安徽 青陽242800；3安徽省水稻機插側深施肥技術研發團隊，合肥230031；*第一/通訊作者：aasrri＠163.com）

我國人口眾多，長期以來糧食生產壓力巨大，高產超高產一直是水稻等口糧作物主要栽培目標。施肥不僅能提高土壤肥力，而且也是提高作物單位面積產量的重要措施[1-3]。據聯合國糧農組織（FAO）統計，化肥在對農作物增產的總份額中約占40%～60%。中國能以占世界9%的耕地養活了占世界近20%的人口，化肥起到舉足輕重的作用。然而長期過量施肥，不僅增加生產成本，造成肥料利用率和增產效應遞減，還加大環境壓力[4-7]，在水稻上還影響稻米品質特別是食味品質[8-10]。近年我國開展化肥農藥“0增長”行動[11-12]，以控制化肥、農藥的施用，節約水資源；其中，減肥是以提高肥料利用效率、保證糧食作物產量為前提，研究表明有多種技術途徑，如改善農田條件、選用肥料利用率高效品種、根據栽培目標和需肥規律分次精準施用、采用新型肥料（如控釋肥、保持性肥料、長效肥、水溶性肥料等）、采用機械化深施等。2016年以來，本研究室聯合茂施農業科技有限公司，針對江淮主推稻作中秈和中粳稻，開發了基于生物基的包膜新型控釋肥[13-14]，同時結合機插秧技術研究，開展機插側深施肥技術研究，初步探明江淮雜交中秈、常規中粳水稻機插側深施肥的減肥量。本文就2020年在江淮地區不同點的機插秧側深減量施肥技術試驗、示范結果，梳理分析了不同處理下的產量和肥料利用率變化，并總結了江淮中稻機插秧側深施肥技術，以為生產提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

雜交中秈稻試驗地點分別選在安徽省滁州市定遠縣（A區，32°52′N，117°68′E）、蕪湖市南陵縣（B區，30°92′N，118°33′E）、天長市（C區，32°7′N，119°E）、安慶市桐城市（D區，31°05′N，116°95′E）、潛山市（E區，30°62′N，116°53′E）和合肥市肥東縣（F區，31°88′N，117°47′E）6個地方；常規中粳稻試驗地點選在安徽省合肥市廬江縣（G區，31°25′N，117°28′E）、六安市舒城縣（H區，31°47′N，116°93′E）和安徽九成農場（安慶市宿松縣境內，I區，30°15′N，116°12′E）3個地方。

1.2 供試材料與試驗方法

供試材料選用當地主栽品種，雜交中秈稻徽兩優898、常規中粳稻鎮稻18。統一于5月20日秧盤育秧，適齡（秈稻21 d秧齡、粳稻23 d秧齡）機插；栽插規格：秈稻30.0 cm×14.8 cm、粳稻30.0 cm×12.4 cm，采用大區內設重復小區方式，大區之間做雙膜埂或用0.5 m高的PVC隔離板隔離（埋深25 cm，人工加固），分設進出水口，單灌單排，防竄水竄肥。除施肥方式和肥料按處理設計外，其他農事管理均相同。病蟲害防治按當地病蟲防治方案進行。

1.3 試驗設計

針對兩組試驗，分別研制了雜交中秈稻專用控釋復合肥（簡稱MFx），其N、P2O5、K2O含量為51%（NP2O5-K2O=27-9-15，其中控釋N≥12%，釋放期30 d∶80d=1∶1）；常規中晚粳稻專用控釋復合肥（簡稱MFj），其N、P2O5、K2O含量為51%（N-P2O5-K2O=26-9-16，其中控釋N≥14%，釋放期40 d∶90 d=1∶2，控釋鉀≥6%）。通過側深施肥栽插方式，用基肥施肥水平差異作為單因素處理，采用完全隨機試驗設計，以傳統常規肥料人工撒施（T1）、減氮施肥（T2）和不施肥（T3）為對照，共設8個處理，各試驗處理機插面積≥600 m2，具體見表1。

表1 雜交中秈稻、常規中粳稻機插側深施肥處理設計

1.4 測定項目及方法

每個大區取3個點，每個點割10～20 m2，脫粒后稱重測定水分含量，換算至標準水分含量，折算實際產量。

氮肥利用效率（PFPN）：氮肥偏生產力=水稻實際產量/氮肥總施用量

1.5 數據分析

數據采用Excel 2018和SPASS 20.0進行處理和方差分析。

2 結果與分析

2.1 對生育進程的影響

從表2可以看出，T4處理生育期最長；與T3處理相比，機插側深施肥處理均延長了水稻生育進程。中粳稻T3處理下生育期最短，T1和T2生育期均表現為雜交中秈稻早于常規中粳稻15～13 d；T4～T8處理間生育進程差異不顯著，T8處理生育期相對較長。

表2 簡化減量施肥對中稻生育進程的影響 （單位：d）

2.2 對產量及氮肥利用率的影響

2.2.1 對雜交中秈稻產量及氮肥利用率的影響

從表3可見，T3處理產量最低，T4處理產量最高。T5與T4處理產量差異不顯著；T6處理產量雖比T4處理低50.1 kg/hm2，但差異亦不顯著，與T1、T2處理產量基本一致；T7處理產量較T4處理低13%，顯著低于另外4個側深施肥處理；T8處理在T6處理的基礎上增施1次孕穗肥后產量有提高，但不明顯。氮肥利用率（偏生產力）表現為T7＞T6＞T5＞T4＞T8＞T2＞T1，除T6處理與T7處理差異不顯著外，其余處理都顯著低于T7處理；一次性側深施肥處理與常規施肥不減氮（T1）相比，PFPN都顯著增加；T8處理PFPN與T2處理基本一致。

表3 簡化減量施肥對雜交中秈稻產量及肥料利用率的影響

2.2.2 對常規中粳稻產量及氮肥利用率的影響

從表4可見，中粳稻產量除T6處理稍高于T1處理外，變化規律與雜交中秈稻基本一致，T4處理產量最高，T3處理產量最低，具體為T4＞T5＞T2＞T6＞T1＞T8＞T7＞T3；一次性側深施肥減量處理間，除T5處理外，其余均與T4處理差異顯著，與T1、T2處理差異不顯著。各處理間氮肥利用率（偏生產力）變化與中秈稻一致，其中，T6處理PFPN較T7處理降低6%，T5處理PFPN較T7處理降低13%，較T6處理降低7%。

表4 簡化減量施肥對黨規中粳稻產量及肥料利用率的影響

3 討論

在減少氮肥施用量的前提下提高產量已成為當下水稻優質高效綠色生產的重要工作。通過研究江淮地區不同簡化減量條件下機插秧側深施肥技術表明，與傳統模式（T1）相比，控釋復合肥一次性側深施肥減量20%（T6）的情況下，產量均顯著提高或無明顯差距；在減量20%的情況下增施1次孕穗肥（T8），產量較T6處理有一定提高，但差異不顯著。相同肥料水平下，控釋復合肥一次性側深施肥（T4）與T2處理相比，雜交中秈稻產量提高7.7%，常規中粳稻產量提高6.8%。簡化施肥次數（減少施肥2次）除大幅降低人力成本外，也說明控釋肥后期釋放效果較好，滿足了中后期水稻對養分的需求。魯立明等[15]通過對比水稻機插秧同步側深施肥技術下不施基肥、常規施肥、側深施肥減量20%和36%施肥處理，發現側深施肥可提高肥效，其中純N使用量減10%處理產量增加11%以上。羅翔等[16]通過試驗發現，80%常規施肥量+側深施肥處理產量最佳，與本研究結果一致。這主要是因為水稻側深施肥相較于常規施肥，可顯著減少基肥施用量，確保秧苗初期的生長量，加快分蘗，提高單位面積有效穗數，從而達到提高產量、高效低污染的效果[17-19]。

側深施肥技術能減少肥料揮發，增強水田對氮的吸附，減少流失，在一定程度上減少了生態環境污染。水稻機插秧同步側深施肥技術可顯著提高肥料利用率，促進糧食高產，具有較好的經濟效益、社會效益和生態效益[20]。從本研究結果看，控釋復合肥一次性側深施肥處理氮肥利用率（偏生產力）與對照T1和T2相比均有提高，側深施肥處理間減量越大氮肥利用率（偏生產力）越高，其中減量20%加施穗肥處理肥料利用率最低。與傳統模式（T1）相比，側深施肥處理下氮肥利用率（偏生產力）雜交中秈稻提高20.3%～48.9%，常規中粳稻提高17.6%～45.0%；相同肥料水平下，雜交中秈稻側深施肥處理下氮肥利用率（偏生產力）提高6.0%～31.1%，常規中粳稻提高7.0%～31.8%。楊成林和王麗妍[21]通過對比4種側深施肥方式試驗，結果均表現出比常規施肥氮肥農學利用率顯著提高，可能是因為側深施肥方式可以將肥料均勻地施入水稻根系處，提高了根系對肥料的吸收利用率，減少了因表施或噴施造成的養分流失、揮發等，另一方面在水稻生長前期就顯著提高了氮素利用率，進而將整個生育進程的的氮素利用率都提高到了較高的平臺[22]。同時，研究還通過將傳統習慣性多次施肥簡化為一次性（一基一追）施肥，除了大幅節省勞動力成本外，依托新型肥料為載體不僅能精簡插秧和施肥過程，而且還能降低施肥量，提高肥料利用率[22-23]。這主要是因為控釋復合肥是高效兼環境友好型肥料，有緩釋放和控釋放養分的功能，可通過調節并改善作物生長過程中的需肥規律來釋放養分，顯著減少養分由于揮發、淋溶、徑流等引起的損失，較大程度提高作物生長季的氮肥利用效率，減輕因過度無效施肥對農業環境造成的污染[24-25]。

4 結論

水稻機插秧側深同步一次性（一基一追）簡化減量施肥技術可有效實現水稻穩產、高產，配合控釋復合肥的施用，可以更大程度的提高氮肥利用率。試驗結果表明，與傳統施肥相比，氮肥用量降低20%配合一次性側深施肥基本可以平產（或略增），但是可以顯著提高氮肥利用率；從肥料運籌方式來看，基肥側深施+1次追肥方式均比對照增產，考慮到優質生產中需降低后期氮肥用量，可采取基肥側深施+分蘗肥的方式。綜合來看，在江淮地區不同的簡化減量條件下機插秧側深施肥技術，施氮量比傳統施肥降低20%，達到高產量低成本，提高氮肥利用率以及減少稻田氮素損失，實現水稻節本增收、穩產高效以及環境友好的可持續生產。