不同栽培方式下緩釋肥施用對水稻生長特性及產量的影響

周潔宇 何軍,2* 李杜白 趙樹君 鐘韻 楊鵬 張宇航 鐘盛建 趙帆 馬煜 任志文

（1三峽大學 水利與環境學院，湖北 宜昌 443002；2三峽大學/三峽庫區生態環境教育部工程研究中心，湖北 宜昌 443002；3湖北省漳河工程管理局，湖北 荊門 448156；第一作者：zhoujieyu1324@163.com；*通訊作者：hejun50@163.com）

水稻種植過程中施肥能夠為水稻的生長發育提供豐富的營養物質[1]。緩釋肥作為一種新型肥料，具有減少施肥次數、降低施肥用量、提高肥料利用率等優點[2]，近年來成為研究熱點。陳蕾等[3]研究表明，施用炭基緩釋肥可使土壤總氮的滲漏流失量減少36.6%，對于控制面源污染有重要應用前景；何軍等[4]開展了節水條件下緩釋肥施用對水稻生態特性及產量影響的研究，認為施用緩釋肥具有可觀的增產作用，間歇灌溉方式下施用緩釋肥的處理水稻產量比間歇灌溉方式下施用常規肥的處理高4.5%；李世發等[5]研究結果顯示，與施用常規肥相比，施用緩釋肥能增產8.7%~11.3%。

水稻直播省工、節本、高效，已被越來越多的研究人員關注。HE等[6-7]研究表明，在水稻規模化種植中，直播水稻具有較高的生產潛力且肥料利用率較高。黃珊[8]認為，直播可以減少水稻生產投入，比移栽提高26.1%的經濟效益。羅錫文等[9]的研究結果表明，直播工效約為移栽的2倍，可以顯著節省勞動力。前人針對不同栽培方式對水稻產量的影響進行了大量研究，但因土壤條件、研究區域氣候、品種等原因，結果并不完全一致[9-12]。何瑞銀等[10]研究顯示機插水稻產量最高。馬殿榮等[11]則認為手栽產量最高。羅錫文等[9]的試驗結果則表明，不同栽種方式產量差距不大。這些研究結論均分別在緩釋肥或側重不同栽種方式得出，直播和緩釋肥交互作用下水稻生長特性及產量的研究尚不多見。鑒于此，在長江中游典型水稻種植區湖北省漳河灌區開展不同栽培條件下施用緩釋肥對水稻生長及產量影響的研究，以為漳河灌區選取合理高效的水稻施肥類型及栽培方式提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020年5月至10月在湖北省漳河灌區灌溉試驗中心站進行，試驗站占地6.8 hm2，地處荊門市東寶區漳河鎮卻集村（北緯N30°54′17″，東經E112°05′23″）。灌區地形起伏，是典型的南方丘陵地帶氣候條件，夏季以水稻為主，其自然條件在長江中游水稻種植區具有一定代表性。小區土壤以黃棕壤為主，質地黏重，有機質含量相對較低，pH值6.8~7.2（水土比1∶1），土壤孔隙率為45.5%，容重為1.33~1.44 g/cm3。供試水稻品種為當地當季大規模推廣種植的鉆兩優超占。

1.2 試驗設計

試驗為裂區試驗，主區為栽種方式，設2個水平，分加為移栽（F1）和直播（F2）；副區為肥料種類，亦設2個水平，分別為常規肥（N1）和緩釋肥（N2）。試驗共4個處理（F1N1、F1N2、F2N1和F2N2），每個處理3次重復，共計12個試驗小區，小區長6.0 m、寬5.0 m，為防止各小區間水分交換，在田面以上培土造埂，田埂寬和高均為0.4 m，田面以下防滲膜包裹深度0.4 m。

1.3 試驗方法

常規肥施用量及施用時間：氮肥（以N計）用量180 kg/hm2，基肥用碳酸氫銨，追肥用尿素；磷肥為過磷酸鈣，用量45 kg/hm2（以P2O5計），鉀肥為氯化鉀用量65 kg/hm2（以K2O計）。磷、鉀肥作基肥一次性施入；氮肥的50%作基肥、50%作追肥。基肥在插秧整地時施，追肥（分蘗肥）在移栽后15 d左右施。緩釋肥作底肥一次性施入，氮、磷、鉀肥等有效含量與常規肥相當。試驗小區水分管理模式參考當地生產習慣。

1.4 測定項目及方法

株高、分蘗數：為避免邊緣效應的影響，測定時選取小區中間位置具有代表性的水稻10株，定點定株每隔7 d左右進行1次測定，取均值。各小區水稻成熟后單打單收，曬干后測產。

1.5 數據處理

數據采用Excel 2019、SPSS 25.0軟件進行處理及制圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理水稻株高變化趨勢

從圖1可以看出，6月上旬至8月上旬水稻株高一直處于增長狀態，其中6月7日至7月8日增長幅度較大，平均增長幅度達到127.1%，此后株高增長幅度逐漸減小，8月21日以后各處理株高逐漸穩定，介于111.6~127.6 cm之間。F1N2處理株高全生育期內比F1N1處理平均高出11.11 cm，6月7日時兩者差距最小，僅為2.98 cm，7月18日時差距最大，達16.16 cm。F2N2處理6月7日至8月8日之間株高比F2N1處理平均高出2.18 cm，7月8日差距最小，僅0.92 cm，7月18日差距最大，達4.80 cm；8月21日至8月31日施緩釋肥的處理株高平均比施常規肥的處理低0.65 cm。施常規肥（N1）條件下，直播處理（F2）株高比移栽處理（F1）平均低21.4%，施緩釋肥（N2）條件下，移栽處理（F1）株高比直播處理（F2）平均低28.0%。總體來看，直播方式下不同施肥種類處理的水稻株高均比移栽方式低，平均低24.72%，表明在施肥類型相同的情況下，移栽方式水稻株高高。栽培方式對株高的影響極為顯著。

圖1 不同處理水稻全生育期株高變化趨勢

2.2 不同處理水稻分蘗數變化趨勢

由圖2可以看出，隨著生育期推進，水稻分蘗數呈先增后減的趨勢，從6月7日開始逐漸增加，各處理均在6月29日達到最大值。8月31日，移栽方式水稻分蘗數平均為12.1個/叢，直播方式平均為7.5個/叢。

圖2 不同處理水稻分蘗數變化趨勢

栽培方式相同的情況下，施用緩釋肥的處理（N2）分蘗數均高于相同條件下的施常規肥處理（N1），移栽和直播下分別多17.2%和11.7%；而在施肥種類相同的情況下，則采用直播（F2）的水稻分蘗數低于采用移栽（F1）的水稻，F2N1和F2N2處理水稻的分蘗數分別只有F1N1和F1N2的52.7%和49.7%。由表1可以看出，栽培方式對植株分蘗數終值的影響極為顯著。

2.3 不同處理水稻葉片SPAD值變化趨勢

從圖3可以看到，水稻葉片SPAD值在水稻生長后期會逐漸減少，在移栽方式下，施用緩釋肥的處理（N2）SPAD值比施常規肥（N1）的處理能夠更長時間維持在一個較高的水平。由表1可以看出，不同施肥類型和栽培方式對最終SPAD的影響均極顯著。

圖3 不同處理水稻葉片SPAD值變化趨勢

2.4 不同處理水稻葉面積指數變化趨勢

從圖4可以可出，相同栽培條件下，施緩釋肥的處理（N2）比施常規肥的處理（N1）葉面積指數高；相同施肥條件下，移栽方式（F1）的水稻葉面積指數高于直播方式（F2）；其中，F1N2處理水稻全生育期葉面積指數均高于其他處理，比F2N2平均高1.09。由表1可知，栽培方式對植株最終葉面積指數的影響顯著（P<0.05）。

表1 不同處理水稻最終株高、分蘗數、葉綠素SPAD值、葉面積指數及產量差異性分析（F值）

圖4 不同處理水稻葉面積指數變化趨勢

2.5 不同處理水稻產量對比

從圖5中可以看出，不管是移栽（F1）還是直播（F2），施緩釋肥的處理（N1）均比施常規肥處理（N2）的產量更高；在施常規肥（N1）條件下，移栽方式（F1）水稻產量比直播方式（F2）高5.4%；在施緩釋肥（N2）條件下，移栽方式（F1）水稻產量比直播方式（F2）高13.3%。F1N2處理水稻產量為7 536 kg/hm2，比F1N1、F2N1分別高21.2%和28.2%。由表1可知，不同栽培類型對水稻產量影響達到顯著水平。

圖5 不同處理水稻產量對比

3 結論與討論

本試驗結果表明，緩釋肥及移栽對水稻的株高、分蘗數和葉面積指數均有促進作用：“移栽+緩釋肥”的處理水稻全生育期株高均高于其他處理，在黃熟期達到127.6 cm，極顯著高于其他處理，較“直播+緩釋肥”的處理高13.0%；“移栽+緩釋肥”處理的水稻分蘗數要高于其他處理，在黃熟期為12.4個/叢，比“直播+緩釋肥”處理高出4.7個/叢，差異達到極顯著水平；“移栽+緩釋肥”處理水稻葉面積指數在全生育期內均高于其他處理，且比“直播+緩釋肥”處理高出1.09；各處理水稻葉綠素SPAD值差距較小，但移栽和施緩釋肥能夠顯著減緩水稻葉綠素下降，生育后期葉綠素SPAD值維持在較高水平。“移栽+緩釋肥”處理水稻產量為7 536 kg/hm2，比“直播+緩釋肥”高13.3%，比“移栽+常規肥”“直播+常規肥”處理分別高21.2%和28.2%。

水稻直播具有省工、節本、高效等優點，但是由于生育前期根系分布淺，生產中存在著對強風、暴雨等不利氣象狀況抵抗能力差、植株倒伏風險大、穩產性差以及雜草危害嚴重等弊端。本文研究表明，移栽與緩釋肥相耦合對水稻的產量增加效果最為明顯，然而，隨著社會發展及農村勞動力的減少，簡化水稻栽培，減輕勞動強度越來越重要[13]，水稻栽培方式已由單一的傳統移栽發展為移栽、直播、拋秧、機插等多種栽種方式并存的新局面[14-15]。直播與緩釋肥耦合兼具減少勞動力和增產的優勢，符合社會發展的需求，接下來將開展多種栽培方式與不同類型緩釋肥耦合對提升水稻產量及環境友好等相關研究，進一步優化水稻種植經營模式。