鋅肥對水稻生長·產量和養分吸收的影響

摘要 為探索皖江流域水稻生長發育與營養特性對鋅肥的響應，在安徽省宣城市設置不施肥（CK）、農民習慣施肥（FFP）、在農民習慣施肥的基礎上分別施鋅肥（ZnSO4·7H2O）20和40 kg/hm2（FFP+Zn20和FFP+Zn40）4個處理的水稻田間小區試驗，研究鋅肥對水稻生長、產量和養分吸收的影響。結果表明，與FFP相比，FFP+Zn20和FFP+Zn40增加了水稻千粒重和結實率，其中FFP+Zn40水稻千粒重和結實率的增幅達到顯著水平（P<0.05）；FFP+Zn40顯著增加了水稻產量和凈收益，增幅分別為14.5%和15.6%。氮鋅配施，有利于水稻成熟期葉、莖鞘和穗的氮、鋅含量的增加，其中FFP+Zn40的增幅最高。增施鋅肥有利于該區域水稻增產增收和提質，施用N、P2O5、K2O各164、54、126 kg/hm2，配合基肥土施鋅肥40 kg/hm2的效果最優。

關鍵詞 鋅肥；水稻；產量；鋅吸收；經濟效益

中圖分類號 S511 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）21-0134-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.028

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Zinc Fertilizer Application on Rice Yield and Nutrient Absorption

LI Ruo-qing1， YUAN Man-man2， SUN Yi-xiang2

（1.Agriculture and Rural Bureau in Xuanzhou District， XuaFHqa/g2cceiZ4QrZgBe88TMbQcYMzlnGF+jf7nw/jEk=ncheng City， Xuancheng， Anhui 242000; 2.Institute of Soil and Fertilizer， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei， Anhui 230031）

Abstract In order to explore the response of rice growth， development， and nutritional characteristics to zinc fertilizer in the Yangzi River Basin. Field experiment with four plots were set up with no fertilizer （CK）， farmers’ customary fertilizer practice （FFP） and zinc fertilizer （ZnSO47H2O） of 20 and 40 kg/hm2 （FFP+Zn20， FFP+Zn40） based on FFP to study the effects of zinc fertilizer on rice growth， yield， and nutrient absorption. The results showed that compared with FFP， FFP+Zn20 and FFP+Zn40 increased 1 000-grain weight and seed-setting rate of rice，with FFP+Zn40 achieving a significant increase in the 1 000-grain weight and seed-setting rate（P<0.05）. The yield and net benefit of FFP+Zn40 were the highest in the four treatments， increasing significantly by 14.5% and 15.6% compared with FFP. The combined application of N and Zn is beneficial for the increase of N and Zn content in the leaves， stems， sheaths， and panicles of rice at maturity， with FFP+Zn40 having the highest increase. Increasing the application of zinc fertilizer is beneficial for increasing yield， income， and quality of rice in the region. The application of N，P2O5，and K2O at 164， 54， 126 kg/hm2 respectively， combined with the application of ZnSO4·7H2O at 40 kg/hm2 in the base fertilizer soil， has the best effect.

Key words Zinc fertilizer;Rice;Yield;Zinc absorption;Economic benefit

作者簡介 李若清（1971—），男，安徽宣城人，高級農藝師，從事植物營養及肥料研究與推廣工作。

*通信作者，研究員，博士，從農業資源高效利用研究。

收稿日期 2023-11-28

水稻是中國及亞洲人民的主要口糧，水稻不僅高產而且穩產，對解決世界人口的吃飯問題和維持糧食安全具有非常重要的作用［1］。水稻的生長發育過程受環境條件影響較大，如氣候、土壤肥力及其養分供應等［2］。對于同一地區、同一品種的作物，養分的供應對水稻產量和稻米品質具有重要影響。水稻在生長發育過程除了需要大量營養元素，還需要多種中微量元素［3］。

氮是植物生長必須營養元素，是植物體內大分子的重要組成部分，對酶活、碳氮代謝和光合作用都有一定的影響［4］。鋅在蛋白質合成、酶的催化及光合作用等重要生物過程中發揮不可替代的作用，同時還參與細胞分蘗、增殖，維持細胞結構穩定，是水稻生長發育所必需的微量元素之一［5］。同時鋅也是與人體健康密切相關的必需營養元素［6］。土壤是作物體內鋅的主要來源。據報道，我國耕地有50%以上存在缺鋅問題［7］。土壤缺鋅造成水稻生長容易出現缺鋅癥狀，造成株高降低、新葉失綠發黃、分蘗抽穗延后，最終導致水稻產量下降［8］。施鋅可以促進水稻生長，充足的鋅能促進作物根系生長，提高養分吸收能力，從而提高莖稈強度，增加水稻株高及其抗逆性［9］；施鋅肥還可以促進水稻分蘗，提高有效穗數和穗粒數，同時增加籽粒鋅含量，從而顯著提高水稻品質和產量［10］。我國大約60%的居民以稻米為主食，因此，通過施鋅肥提高稻米產量和鋅營養品質直接影響國民的身體健康［6，11］。

宣城市宣州區常年水稻種植面積穩定在6萬hm2左右，四稻混栽，既有早稻和雙晚，又有中稻和單季晚稻，以麥稻、油稻、煙稻和雙季稻種植模式為主，是安徽省重要的稻米生產基地。該區域是土壤缺鋅的典型區域之一，通過合理的施肥措施促進宣州區水稻提質增產，對于保障全國糧食安全具有重要意義。因此，筆者通過田間小區試驗，研究施鋅肥對水稻生長、產量和經濟效益的影響，為鋅肥的合理施用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2022年5—11月，在安徽省宣城市宣州區楊柳鎮華山村（30°49′41″N，118°38′37″E）進行。試驗土壤為水稻土土類沙泥田土種，質地為黏質壤土，地力等級三級，0～20 cm土壤性質：pH 5.8、全氮2.1 g/kg、有機質14.8 g/kg、有效磷18.0 mg/kg、速效鉀94.0 mg/kg，土壤有效鋅含量1.36 mg/kg。

1.2 試驗設計

小區試驗設4個處理，3次重復，隨機區組排列，各處理小區長7 m，寬5 m，面積為35 m2。試驗區四周設保護行，各處理區之間用塑料薄膜的土埂隔開，單排單灌，避免串灌串排。

處理①：不施肥處理（CK）；處理②：常規施肥（FFP），即基肥施尿素180 kg/hm2和復合肥225 kg/hm2，抽穗期施鉀肥75 kg/hm2和N∶P2O5∶K2O為18∶12∶18的復合肥225 kg/hm2，合計施用N、P2O5、K2O各164、54、126 kg/hm2；處理③（FFP+Zn20）：常規施肥處理基礎上，基肥時，土施鋅肥20 kg/hm2；處理④（FFP+Zn40）：常規施肥處理基礎上，基肥時，土施鋅肥40 kg/hm2。

尿素N含量為46%，鉀肥為KCl型，K2O含量為60%，普通復合肥48%，N∶P2O5∶K2O養分含量為18∶12∶18，鋅肥為ZnSO4·7H2O。

1.3 試驗管理及采樣

水稻品種為雜交稻五豐優T025，于2017年7月1日播種，7月23日移栽，手工插秧，種植密度為13.6萬穴/hm2。基肥時間為7月22日，穗肥時間為8月25日，11月1日成熟收獲。收獲前，每個小區采2穴，考種，其余全部收獲測產。水稻產量換算至14%含水量。各處理除施肥不同外，灌排水和除病蟲害等管理措施相同。

1.4 數據處理分析

水稻施肥經濟效益計算：水稻收購價以2.7元/kg計算，凈收入=稻谷收入-成本（肥料成本+人工成本）。

使用WPS Excel 2010進行數據處理和作圖，使用IBM SPSS Statistics 21中的Duncan新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果及分析

2.1 生育期

由表1可知，不同施肥處理對水稻生育期影響差異不明顯，水稻的生育期為122～124 d，CK水稻的生育期最短，而FFP水稻生育期最長。

2.2 產量構成

由表2可知，與CK相比，施肥顯著提高水稻有效穗數、穗粒數和千粒重，分別增加了13.8%～15.2%、3.9%～8.3%和0.8%～7.6%。與FFP相比，增施鋅肥對水稻有效穗數和穗粒數影響不顯著。鋅肥的用量顯著影響水稻的千粒重和結實率。FFP+Zn40水稻的千粒重和結實率顯著高于其他處理，其中，千粒重分別比FFP+Zn20和FFP顯著增加了3.9%和6.7%，結實率分別比FFP+Zn20和FFP顯著增加了7.8%和6.6%。

2.3 產量

不同處理水稻產量范圍為7 086～9 714 kg/hm2，其中，CK產量最低，FFP+Zn40產量最高（圖1）。與CK相比，施肥顯著增加了水稻產量，增幅為19.8%～37.1%。與FFP相比，增施鋅肥增加了水稻產量，FFP+Zn20和FFP+Zn40分別增加了3.0%和14.5%，其中FFP+Zn40的增產幅度達到了顯著水平（P<0.05）。

2.4 地上部干物質

由表3可知，施肥增加了水稻生育期單株地上部干物積累，在不同生育期，水稻單株地上部干物重FFP+Zn40>FFP+Zn20>FFP>CK。不同生育期，水稻單株地上部干物重施肥處理比CK的增幅不同，表現為隨著水稻生長發育增幅逐漸擴大，在抽穗期增幅最高，到成熟期有所下降。成熟期，水稻單株地上部干物重FFP+Zn40、FFP+Zn20和FFP分別比CK增加了27.5%、20.5%和14.0%。

2.5 不同施肥處理對水稻鋅吸收和分配的影響

由表4可知，水稻增施鋅肥可以顯著提高水稻成熟期各組織部位的鋅含量。與CK相比，FFP增施了氮肥，水稻成熟期葉、莖鞘和穗的鋅含量分別增加了2.0%、3.8%和3.8%，但未達到顯著水平。與CK相比，FFP+Zn20和FFP+Zn40水稻成熟期各組織部位的鋅含量顯著增加（P<0.05），葉、莖鞘和穗的鋅含量分別增加了11.4%和14.8%、13.4%和15.6%、19.5%和22.6%。FFP+Zn40水稻成熟期各組織部位的鋅含量比FFP+Zn20高，但未到達顯著水平。

2.6 不同施肥處理對水稻氮吸收和分配的影響

由表5可知，水稻增施氮肥和鋅肥可以顯著提高水稻成熟期各組織部位的氮含量。與CK相比，FFP增施了氮肥，水稻成熟期葉、莖鞘和穗的氮含量均增加，分別為16.2%、9.2%和14.3%。與CK相比，FFP+Zn20和FFP+Zn40水稻成熟期各組織部位的鋅含量顯著增加（P<0.05），葉、莖鞘和穗的鋅含量分別增加了27.4%和33.3%、13.8%和18.5%、25.0%和31.2%。與FFP相比，FFP+Zn20和FFP+Zn40水稻成熟期葉、莖鞘和穗的鋅含量分別顯著增加了9.6%和14.7%、4.2%和8.5%、9.4%和14.8%。FFP+Zn40比FFP+Zn20增加了水稻成熟期各組織部位的氮含量，其中穗部氮含量增加達顯著水平（P<0.05）。

2.7 經濟效益

由表6可知，由于產量增加，施肥處理水稻產值比CK增加了3 783～7 100元/hm2，增幅為19.8%～37.1%。與FFP相比，FFP+Zn20和FFP+Zn40水稻種植成本增加了45和90元/hm2，純收入分別增加了648和3 227元/hm2，增幅分別為3.1%和15.6%。

3 小結與討論

在土壤缺鋅條件下，增施鋅肥，可以使作物產量明顯提升［11-12］。水稻產量隨施鋅量的增加先上升后下降［12］。研究表明水稻鋅肥用量范圍為10～150 kg/hm2，水稻鋅增產效果與土壤缺鋅程度密切相關［12］，但也與氮、磷肥的運籌及水稻品種相關［13-15］，一般認為水稻增產效果最佳的鋅用量范圍為15～50 kg/hm2 ［12］。該研究設置的2個鋅肥用量（20和40 kg/hm2）在該范圍內，從產量結果分析施鋅肥40 kg/hm2的FFP+Zn40增產效果最好。這可能與該研究中水稻土壤有效鋅含量水平較低有關［16-18］。但進一步增施鋅肥能否繼續增加水稻產量，有待開展相關研究。鋅肥品種、施用方式、施用時期等因素對水稻產量的影響，也是今后關注的重點。

從產量構成角度分析，施鋅肥促成水稻產量增加的原因是增加了籽粒千粒重和結實率，這與尹彩俠等［19］研究結果一致。該研究開展時，連續陰雨導致水稻較往年減產，水稻結實率下降，但FFP+Zn40的結實率顯著高于其他處理，保證了水稻增產。

氮、鋅配施對籽粒鋅含量的影響通常有兩種觀點：一是認為施氮不會增加鋅含量［20-21］，二是認為施氮可以促進籽粒鋅含量提高［22-23］，目前，針對小麥已多見研究，而在水稻上的研究仍少見［24］。施氮肥和鋅肥可以提高水稻成熟期各組織的鋅和氮含量，提高水稻的營養品質［25］，該研究在相同氮水平下，增施鋅肥顯著增加水稻穗鋅含量和氮營養水平，與之一致，但在相同鋅肥水平下，增施氮肥能否提高水稻鋅營養有待進一步研究。研究表明，水稻在氮鋅配施下富鋅效果增強，可能與鋅離子在尿素作用下進一步滲透表皮，從而進入葉片組織有關［20-21，26］，經由韌皮部運轉，再到達籽粒胚乳，水稻籽粒鋅含量因此增加，但其深層次的生理機制有待進一步研究。

研究表明，在農民習慣施肥的基礎上，增施鋅肥40 kg/hm2可以使水稻增產14.5%，同時種植水稻凈收入增加15.6%。因此，FFP+Zn40有利于宣城市水稻增產增收。

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