基于減肥條件下水稻側(cè)深施肥的高產(chǎn)增效增收效應(yīng)分析

郭乾坤，李文濤，陳雅玲，仇美華，劉林旺*

（1.江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護站，江蘇 南京 210000；2.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 鹽城 224002）

水稻是中國第一大糧食作物，種植面積約2400萬hm2，但在種植過程中長期不合理施用化肥，造成土壤中氮磷流失，江河湖泊等水體質(zhì)量嚴重下降［1-3］。減少化肥施用，提高養(yǎng)分利用效率是當(dāng)前土肥科學(xué)技術(shù)推廣工作者關(guān)注的重點［4-5］。水稻機插秧側(cè)深施肥指在機插秧的同時側(cè)深施用專用緩控釋配方肥，使肥料在土壤中緩慢分解［6］，具有提高肥料利用效率，減少養(yǎng)分流失，保證水稻穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的特點［7-8］，是稻田土壤減肥高產(chǎn)增效增收的有效舉措。江蘇省高度重視對水稻機插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)的研究與推廣，連續(xù)4年舉辦全省水稻側(cè)深施肥現(xiàn)場觀摩會，積極發(fā)布相關(guān)指導(dǎo)意見。本研究通過對2020年江蘇省蘇南、蘇中和蘇北有代表性的地區(qū)水稻側(cè)深施肥試驗結(jié)果進行分析和總結(jié)，探究了水稻側(cè)深施肥技術(shù)在水稻增產(chǎn)、增效、增收方面的作用，旨在為推廣水稻側(cè)深施肥技術(shù)，提高水稻種植減肥增效水平提供實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

綜合考慮水稻種植區(qū)域代表性和面積分布，在江蘇蘇南、蘇北和蘇中地區(qū)分別遴選了2～5個試驗點，共8個試驗點開展水稻側(cè)深施肥技術(shù)試驗。試驗采用速緩相濟、緩控多類型組合的緩控釋肥料，水稻品種為當(dāng)?shù)刂髟愿弋a(chǎn)品種。同一區(qū)域除不同施肥措施外，各處理的栽培條件、病蟲防治、水漿管理等農(nóng)事措施保持一致。

1.2 試驗設(shè)計

在綜合土壤地力條件的基礎(chǔ)上，確定基肥、追肥的時間、用量和方式。以常規(guī)施肥為參照，水稻側(cè)深施肥均以一基一追方式施入，部分試驗點另設(shè)置了一次性側(cè)深施肥處理。具體試驗地點、參試水稻品種、施肥技術(shù)參數(shù)等情況見表1。

表1 水稻側(cè)深施肥試驗設(shè)計

1.3 相關(guān)指標(biāo)

理論產(chǎn)量=有效穗數(shù)×穗粒數(shù)×結(jié)實率×千粒重×10-4，其中理論產(chǎn)量單位為kg/hm2，有效穗數(shù)單位為萬/hm2，千粒重單位為g。

氮素利用率（%）=（成熟期施氮區(qū)地上部氮素積累量-成熟期不施氮區(qū)地上部氮素積累量）/施氮量×100% 。

氮肥偏生產(chǎn)力=籽粒產(chǎn)量/施氮量，其中氮肥偏生產(chǎn)力單位為：kg/kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 側(cè)深施肥技術(shù)對水稻產(chǎn)量及氮素利用效率的影響

除姜堰試驗點一次性側(cè)深施肥模式外，其余7個以減氮為核心的側(cè)深施肥技術(shù)試驗點均實現(xiàn)了不同程度的增產(chǎn)（表2），在氮肥減施率為14.63%～ 30.23%的處理下，各試驗點平均產(chǎn)量增加599.00 kg/hm2，平均增產(chǎn)率為6.21%，且實際產(chǎn)量整體上呈現(xiàn)一基一追水稻側(cè)深施肥模式＞一次性側(cè)深施肥模式＞常規(guī)施肥模式的規(guī)律。如灌南在減氮施肥26.83%和14.63%的條件下，一次性側(cè)深施肥和一基一追側(cè)深施肥處理分別增產(chǎn)705.00和1018.50 kg/hm2，增產(chǎn)率分別達7.66%和11.07%。

表2 不同施肥處理的水稻產(chǎn)量及氮素利用效率

水稻側(cè)深施肥還增加了水稻氮素利用率和偏生產(chǎn)力，常規(guī)施肥模式的水稻氮素利用率在30.80% ～35.70%之間，平均氮素利用率為33.64%；水稻側(cè)深施肥模式的氮素利用率平均在36.20%～48.10%之間，平均值為43.46%，高出常規(guī)施肥9.82個百分點。常規(guī)施肥模式的水稻氮素偏生產(chǎn)力在27.98～35.95 kg/kg之間，平均值為31.30 kg/kg；水稻側(cè)深施肥模式的氮素偏生產(chǎn)力在33.79～54.16 kg/kg之間，平均值為41.29 kg/kg，高出常規(guī)施肥的31.92%。綜上，水稻側(cè)深施肥技術(shù)可有效提高水稻的氮素利用效率。

各地區(qū)水稻側(cè)深施肥處理的水稻理論產(chǎn)量與實際產(chǎn)量大小趨勢基本一致，即相對于常規(guī)施肥，除姜堰試驗點一次性側(cè)深施肥模式外，其余試驗點側(cè)深施肥技術(shù)試驗點均實現(xiàn)了增產(chǎn)（表2和表3）。因為姜堰試驗點一次性側(cè)深施肥處理肥料配比及用量不合理，導(dǎo)致水稻孕穗、灌漿期的氮素供應(yīng)不足，降低了每穗粒數(shù)，造成該試驗點一次性側(cè)深施肥模式的理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量均略低于常規(guī)施肥處理的。其他各試驗點一基一追施肥模式的水稻結(jié)實率和每穗粒數(shù)均高于一次性施肥模式的，說明一基一追側(cè)深施肥模式能提高水稻的結(jié)實率及每穗粒數(shù)，進而提高產(chǎn)量。

表3 不同施肥處理的水稻理論產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

2.2 側(cè)深施肥技術(shù)對水稻經(jīng)濟效益的影響

如表4所示，除姜堰一次性側(cè)深施肥模式外，其余水稻側(cè)深施肥處理均能夠提高水稻的經(jīng)濟效益。8個試驗點的平均凈增效益為1486.53元/hm2，其中常熟一次性側(cè)深施肥模式經(jīng)濟效益最高，為3837.00元/hm2。且一基一追施肥模式的凈增效益整體上高于一次性施肥模式的，如灌南一基一追施肥模式的凈增效益為3451.80元/hm2，高于一次性施肥模式的2454.00元/hm2；淮陰一基一追施肥模式的凈增效益為2201.40元/hm2，高于一次性施肥模式的2063.70元/hm2。

表4 水稻側(cè)深施肥成本與經(jīng)濟效益

3 討論

研究表明，水稻側(cè)深施肥配施緩控釋肥是提高作物產(chǎn)量、養(yǎng)分利用效率的高效施肥技術(shù)，劉曉霞等［9］研究認為在常規(guī)氮肥用量條件下，側(cè)深施肥技術(shù)的水稻產(chǎn)量較淺施的提高了10%，在化肥減量條件下，側(cè)深施肥技術(shù)的水稻產(chǎn)量較淺施的提高了14%；陳立才等［10］研究結(jié)果表明，側(cè)深施用控釋尿素+減氮20%處理的作物產(chǎn)量和氮素農(nóng)學(xué)利用率分別較常規(guī)施肥處理提高了7.53%和57.62%；鐘雪梅等［11］研究發(fā)現(xiàn)一次性側(cè)深施肥+減氮10%～30%處理的早稻產(chǎn)量較常規(guī)施肥的提高了16.5%～20.2%，且以機插同步一次性減氮20%～30%處理的效果最好，這與本研究結(jié)果一致。相較于常規(guī)施肥處理的施氮量高、施肥方式和施肥結(jié)構(gòu)不合理等缺點，水稻側(cè)深施肥可在秧苗移栽的同時將肥料顆粒施于秧苗附近，將養(yǎng)分直接供給作物根系，促進根系高效吸收利用氮素，該技術(shù)配合施用緩控釋肥可以實現(xiàn)作物全生育期養(yǎng)分定量、定向供給。有研究表明，機插秧水稻側(cè)深施用緩控釋肥技術(shù)還能夠降低稻田50%銨態(tài)氮的揮發(fā)、40%的總氮淋洗，減少N2O排放，其不僅能提高養(yǎng)分利用效率，還能實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境友好的目的［12-13］，有利于農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

在推廣使用水稻側(cè)深施肥技術(shù)的同時應(yīng)注重專用緩控釋肥的選用和肥料運籌。本研究中，各試驗點一基一追側(cè)深施肥模式的水稻產(chǎn)量均優(yōu)于一次性側(cè)深施肥，這可能是因為專用緩控釋肥的養(yǎng)分釋放周期和水稻需肥規(guī)律不能完全匹配［14-15］，一次性施肥處理在水稻生育后期養(yǎng)分供應(yīng)乏力，因此水稻生育后期生長受到影響。比如，淮陰、灌南和如皋一基一追施肥模式的水稻結(jié)實率和每穗粒數(shù)均高于一次性側(cè)深施肥模式，這可能由于一次性側(cè)深施肥處理在灌漿期養(yǎng)分供應(yīng)不足。

4 結(jié)論

水稻側(cè)深施肥技術(shù)配合緩控釋肥應(yīng)用在減肥增效、提高水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益方面效果顯著。水稻側(cè)深施肥配施緩控釋肥在減施氮肥14.63%～ 30.23%的條件下，較常規(guī)施肥處理產(chǎn)量平均增加599.00kg/hm2，平均增產(chǎn)幅度為6.21%；氮素利用率、氮素偏生產(chǎn)力的平均值分別由常規(guī)施肥處理的33.64%和31.30 kg/kg提高至43.46%和41.29 kg/kg；平均凈增效益為1486.53元/hm2，全生育期能減少用工1～4次。總之，水稻側(cè)深施肥技術(shù)減肥增效增收效果顯著，具有良好的推廣應(yīng)用前景。