王 猛,李躍飛,李 彬,徐 華
(宿遷市宿豫區農業技術推廣中心,江蘇宿遷 223800)
江蘇省宿遷市宿豫區自2010年以來,全面推廣應用測土配方施肥技術,不斷開展田間肥效試驗,基本摸清土壤養分狀況,氮磷鉀合理配施對充分發揮化肥增產效應、提高化肥利用率、促進糧食產量增加產生了積極的作用。水稻生長除需要大量的氮、磷、鉀元素外,對鋅等微量元素的反應也較為敏感,鋅能促進水稻光合作用、碳水化合物和磷的代謝,并能調控核酸和蛋白質的合成,調節淀粉的含量,從而影響籽粒的發育程度。為了探究常規施肥下水稻加施鋅肥的肥料利用率和對水稻產量等指標的改善提升效果,本項目以水稻仁優5 號為供試品種,開展了常規施肥、土壤施鋅、葉面噴鋅比較試驗。
田間試驗于2022年7月開始,試驗地點位于江蘇省宿遷市宿豫區來龍鎮左莊村(東經118°30′44.94″,北緯33°59′31.67″),海拔71.2 m,年平均降水量892.3 mm,降水主要集中在夏休閑期(7—9 月),休閑期降水量占全年降水量的80%左右。試驗地區屬于典型的暖溫帶季風氣候區。土壤質地為砂姜黑土,肥力均勻,光照條件好。試驗前,0~20 cm 土層土壤全氮、全磷、全鉀含量分別為1.533、0.378、11.900 g·kg-1,有效磷、速效鉀含量分別為16.4、121.0 mg·kg-1。
供試水稻品種為仁優5號。
本試驗采用裂區設計,氮肥為尿素(含N 46%);磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%);鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%);鋅肥為七水硫酸鋅(含ZnSO4·7H2O 21%),噴施濃度為0.3%。不施用有機肥。常規施肥區每667 m2氮、磷、鉀折純用量分別為17.94、6.00、6.00 kg;土壤施鋅、葉面噴鋅每667 m2折純用量分別為2.0、0.5 kg。共5 個處理,重復3 次,小區面積為40 m2,肥料具體用量見表1。

表1 各試驗處理的肥料用量及運籌方法
1.3.1 水稻生長發育調查
在水稻生長的主要發育階段,調查水稻分蘗動態、株高、穎花等指標。在水稻成熟后去除邊際效應,每小區隨機采集5穴水稻植株樣,測定穗長、千粒重等農藝性狀。生物量和實際產量測定樣方為5 m2。
1.3.2 水稻籽粒養分含量測定
水稻成熟期,采集3 穴生長一致的植株,取其籽粒,用蒸餾水洗凈后,在75 ℃下烘至恒重,并用不銹鋼粉碎機粉碎樣品。籽粒氮、磷、鉀、鋅含量的測定方法:采用H2SO4-H2O2消煮,用凱氏定氮法測定全氮含量[1],釩鉬黃比色法測定全磷含量[2],火焰光度法測定全鉀含量[3],原子吸收分光光度計測定全鋅含量[4]。籽粒氮、磷、鉀、鋅含量以糙米計。
用Excel 2010 進行數據處理并制表,SPSS 21.0 軟件進行方差分析。
由表2 可知,各處理同在6 月24 日進行插秧,處理B、D與對照分蘗期相同,而處理C、E分蘗期相同,均較對照提1 d。處理C、E 拔節期相同,均較對照提前2 d,與處理D相比,提前1 d。處理C、E抽穗期相同,均較對照提前2 d,其次是處理D,較對照提前1 d。處理C、E成熟期最早,均較對照提前3 d,其次是處理D成熟期,較對照提前1 d。綜上所述,施用鋅肥無論是土施還是葉面噴施均使水稻分蘗期、拔節期、抽穗期、成熟期有所提前,對水稻有一定的促早熟作用。

表2 不同施肥處理對水稻生育期的影響
由表3 可知,不同施肥處理能夠顯著促進水稻的生長發育,所有處理的水稻株高均顯著高于對照(p<0.05)。處理C、E 間株高無顯著性差異,但都顯著高于對照和其他各處理,分別比對照高14.60%、15.25%,處理B、D 間株高無顯著性差異,但都顯著高于對照,分別比對照高5.56%、5.88%;穎花數量最多的是處理C、E,其次是處理B、D,分別較對照分別增加了7.87%、7.33%、2.28%、2.62%。其中處理C、E 間和處理B、D 間有效分蘗數均無顯著性差異,但都顯著高于對照;處理C、E 有效分蘗數最多顯著高于對照和其他各處理,較對照分別增加了40.46%、42.20%。其次是處理B、D,有效分蘗數顯著高于對照,較對照分別增加了14.45%、17.34%;處理C、E的穗長最大,顯著高于對照和其他各處理,較對照分別增加了21.33%、18.96%。其次是處理D、B 穗長顯著高于對照,分別比對照增加了12.79%、11.85%,但處理C、E 間和處理D、B 間穗長均無顯著性差異;處理C、E 千粒重著高于對照和其他各處理,較對照分別增加了17.67%、16.74%,處理D、B 與對照之間千粒重無顯著性差異。

表3 不同施肥處理對水稻農藝性狀的影響
從表4 可以看出,由于施用鋅肥可以防止水稻苗期坐蔸,增加有效分蘗數,因而可以提高水稻產量。各處理水稻產量排序為E>C>>D>B>A(CK),產量最高的是處理E為10 058.59 kg·hm-2,其次是處理C為9 950.29 kg·hm-2,二者之間產量無顯著性差異,但都顯著高于對照和其他各處理。其次是處理D,產量為9 024.53 kg·hm-2,顯著高于對照和處理B,分別比對照和處理B高9.83%、6.66%。產量最低的是處理B,雖然比對照增加了2.98%,但未達到差異顯著水平。

表4 不同施肥處理水稻產量結果
由圖1可以看出,相對于處理A、B不施鋅肥,其他處理施用鋅肥后,對水稻成熟期籽粒鋅含量有一定影響。施用鋅肥處理E、D、C,成熟期籽粒鋅含量顯著高于對照和不施鋅肥處理B,分別比對照高48.78%、44.16%、19.90%。其中處理E、D 成熟期籽粒鋅含量最高,顯著高于對照和其他各處理,但二者之間無顯著性差異。其次是處理C 成熟期籽粒鋅含量顯著高于對照和不施鋅肥處理B,分別比二者高19.90%、20.46%。處理B 與對照相比,水稻成熟期籽粒鋅含量無顯著性差異。

圖1 不同施肥處理對水稻籽粒中鋅含量的影響
由表5 可以看出,合理施用鋅肥可以顯著提高水稻葉、莖、籽粒各部位的鋅累積量,處理E、D 水稻各部位的鋅累積量二者之間差異不顯著,但都顯著高于對照和其他各處理,處理E 葉、莖、籽粒鋅吸收量分別比對照高134.97%、67.65%、32.28%,處理D葉、莖、籽粒鋅吸收量分別比對照高129.50%、64.20%、32.28%;處理C 水稻葉、莖、籽粒各部位的鋅累積量顯著高于對照和處理B,葉、莖、籽粒鋅吸收量分別比對照高99.89%、46.99%、16.40%,比處理B 高97.03%、46.99%、11.85%。由此可知,施用鋅肥處理不但能顯著提高水稻籽粒的鋅含量,也能明顯提高水稻產量。從以上結果可以看出,處理C 土施鋅肥對成熟期水稻籽粒中鋅累積量影響較小,顯著低于處理E、D,說明鋅肥噴施對提高籽粒鋅累積的效果要顯著高于土壤施用,并以土壤加噴施處理最高。

表5 不同施肥處理對水稻成熟期各部位鋅累積量的影響
施用鋅肥能夠顯著促進水稻的生長發育,這與紀云珍[5]、胡時友等[6]的研究結果一致。本試驗研究發現,施用鋅肥處理C、E 顯著提高水稻的株高、穎花數、有效分蘗數、穗長、千粒重,且2 個處理間無顯著差異,但施用鋅肥處理D 對于提高水稻的株高、穎花數、有效分蘗數、穗長、千粒重的影響效果不顯著,這可能是由于前期用鋅肥作為基肥,有利于促進水稻前期生長發育,若只單獨在水稻中后期進行葉面噴鋅雖可提高水稻的穗粒結構,但前期穗數已基本形成,缺鋅已經不利于水稻種群構成,難以有更大程度的增產。所以處理C(配方施肥+土壤施鋅)和E(配方施肥+土壤施鋅+葉面噴鋅)對提高水稻株高、穎花數、有效分蘗數、穗長、千粒重的影響顯著高于處理D。
施用鋅肥對水稻有一定的促早熟作用,能夠縮短水稻的生育期。本試驗研究發現,施用鋅肥處理C、D、E 均不同程度地使水稻的分蘗期、拔節期、抽穗期、成熟期有所提前,施用鋅肥處理C、E 使水稻早熟現象最明顯,可使水稻比不施鋅肥處理成熟期提前3 d,這與劉永會研究發現施用鋅肥可以使水稻分蘗期和抽穗期提前的結果一致[7]。
本試驗施用鋅肥處理的水稻產量顯著高于未施鋅肥的處理,這與黃文川等[8]、郭九信等[9]的研究結果一致,他們認為施用鋅肥能顯著增加作物的有效穗數、增加了每穗實粒數,對提高小麥、水稻、玉米等產量起到一定作用。尤其是施用鋅肥處理C、E 對提高水稻的產量影響最大,相比對照增產率可達21.10%和22.42%,施用鋅肥處理D,雖然對提高水稻產量有一定影響,但相比對照增產率僅為9.83%。因此說明,土施鋅肥和噴施鋅肥均可以提高水稻產量,其中效果最好的是土施+噴施和土施,僅葉面噴施鋅肥效果次之。這可能與葉面噴施只在水稻生長的中后期葉面噴施補充鋅,在水稻生長的前期沒有足夠的鋅導致水稻不能形成更多的穗數,因此水稻產量受施鋅肥的影響效果降低,水稻成熟期相比土施鋅肥增產效果不明顯。
Welch 等研究發現,植物不但可以通過根細胞的吸收能力以及根向地上部運輸能力的方式來提高作物籽粒中的鋅含量和累積量,同時也可以通過葉面噴施的方式來促進了籽粒中該營養元素的含量和累積[10]。本試驗研究發現,施用鋅肥處理C、D、E 與對照和不施用鋅肥處理相比顯著提高水稻葉、莖、籽粒各部位的鋅累積量,尤其是處理D、E 通過葉面噴施鋅肥比土施鋅肥顯著提高水稻葉、莖、籽粒各部位的鋅累積量,這與楊習文等在10種不同基因型的小麥鋅肥應用的研究結果一致[11]。說明植物根系吸收利用鋅肥沒有葉面噴施鋅肥利用效果好,主要由于土壤施用鋅肥容易被土壤固定,不能大量進入植物根系中,葉面噴施鋅肥較大量的肥料都被植物植株地上部分吸收,或者通過氣孔進入植株體內,再進一步通過韌皮部和木質部的轉運、卸載等途徑運送至水稻籽粒,因此葉面噴施鋅肥對于提高水稻葉、莖、籽粒各部位的鋅累積量效果顯著高于土施鋅肥,葉面噴施鋅肥有效地避免了鋅被復雜的土壤環境所固定吸附的缺點。