稻—油免耕復(fù)種連作施肥模式及減量施肥效應(yīng)研究

摘要：為了建立適合湖北省稻-油復(fù)種連作制度的高產(chǎn)、高效和保護(hù)性、環(huán)保型生產(chǎn)技術(shù)體系， 2008-2010年在安陸市棠棣鎮(zhèn)開展了水稻-油菜復(fù)種連作雙免耕秸稈還田系統(tǒng)作物合理施肥模式及減量施肥效應(yīng)試驗(yàn)。結(jié)果表明，在相同施肥量和基肥追肥比例條件下兩種作物產(chǎn)量隨追肥次數(shù)的增加而提高；水稻在返青期、分蘗初期和拔節(jié)期進(jìn)行3次追肥，可促進(jìn)分蘗成穗、幼穗分化以及子粒灌漿充實(shí)而實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)；油菜在間苗、定苗后及12月上中旬進(jìn)行3次追肥，可促進(jìn)角果和子粒的形成及子粒充實(shí)而實(shí)現(xiàn)油菜高產(chǎn)；在當(dāng)前習(xí)慣施肥水平基礎(chǔ)上水稻氮、磷肥減量8%～10%、油菜氮磷鉀肥減量9%～10%，如實(shí)行3次追肥模式可獲得高于或相當(dāng)于當(dāng)前習(xí)慣施肥模式的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生產(chǎn)效益，從而達(dá)到增產(chǎn)增收和節(jié)本目的，并可降低農(nóng)田受化肥污染的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：稻-油復(fù)種；免耕；秸稈還田；施肥模式；施肥效應(yīng)

中圖分類號(hào)：S511.48；S565.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）20-4870-05

Studies on Modes of Fertilization and the Effects of Fertilization Reduction in Minimum-Tilled Double Cropping System of Rice-Oilseed Rape

WANG Ji-an1，WEI Zong-lin2，YANG Te-wu3，ZHANG Si-song4，WU Jiang-sheng3，XU Zu-hong2，

FEI Hua-ping2，LI Xiao-feng2，LIU Yu-peng2

（1.Xiaogan Academy of Agricultural Sciences， Xiaogan 432000， Hubei， China；

2.Anlu Agricultural Bureau， Anlu 432600， Hubei， China；

3. College of Plant Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China；

4. General Station of Agricultural Technology Extension of Hubei Province， Wuhan 430070， China）

Abstract： In order to establish a high-yield， efficient and conservational and environment-friendly fertilization technology for double-cropping system of rice-oilseed rape in Hubei province， appropriate fertilization modes and the effects of fertilization reduction under the conditions of minimum tillage and straw mulch were studied in Tangli township， Anlu city from 2008 to 2010. The results showed that the yield of these two crops was raised by increasing the frequency of topdressing without changing the fertilization amount and the base to dressing ratio. High yield of rice was achieved by topdressing three times during the stage of returning green early tillering and jointing， which can promote tiller-earing， young spike differentiation and grain filling. For high yield of oilseed， topdressing three times after seedling thinning and final singling and during the early or middle of December can enhance the formation of pods and grains and grain filling. Compared with current level of fertilizer used， the usage of nitrogen and phosphate fertilizer for rice was reduced by 8% to 10% and the amount of nitrogen， phosphate and potassium fertilizer used for oilseed was reduced by 9% to 10%. By adopting the three-times-topdressing method， higher or equal yield and production efficiency can be achieved， comparing with current fertilizer mode. Meanwhile， the former mode can reduce the cost and decrease the risk of fertilizer pollution in farmland.

Key words： rice-oilseed rape double cropping； minimum tillage； straw mulch； mode of fertilization； effect of fertilization

稻-油復(fù)種連作是長江中下游地區(qū)一種重要的耕作制度。在我國人口持續(xù)增長而耕地面積不斷減少、從事農(nóng)田作業(yè)的勞動(dòng)力越來越少的形勢下，如何有效地發(fā)揮稻-油復(fù)種連作系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力、實(shí)現(xiàn)農(nóng)作資源的高效利用，以及降低農(nóng)作生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度和減輕農(nóng)作過程對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，已成為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。稻-油復(fù)種免耕是將免耕和水稻-油菜復(fù)種制度結(jié)合后產(chǎn)生的一種新型耕作方式[1]。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，少免耕及殘茬覆蓋、還田在改善生態(tài)環(huán)境、培肥地力、提高作物產(chǎn)量和提高資源利用效率等方面的作用已越來越受到人們的關(guān)注[2]。適宜施肥是作物高產(chǎn)栽培的重要技術(shù)內(nèi)容，前人已開展了大量研究。曾家玉等[3]連續(xù)4年的試驗(yàn)表明，在稻-油免耕復(fù)種連作系統(tǒng)實(shí)行秸稈還田可明顯提高油菜、水稻產(chǎn)量。鐘干清[4]對(duì)免耕晚稻的研究表明，氮肥采用基肥與分蘗肥、穗肥、粒肥相結(jié)合時(shí)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最高。稻田免耕后由于養(yǎng)分趨向于在土壤表層聚集[5]，施氮量超過一定范圍時(shí)將導(dǎo)致水稻的氮素利用率下降，并可能造成水土污染日趨嚴(yán)重等問題[6，7]。吳玉林等[8]、鄒序安等[9]、劉雪基等[10]和鄒娟等[11]研究了稻田免耕油菜適宜施肥技術(shù)，結(jié)果表明，在氮肥用量為180 kg/hm2的條件下，50%氮肥用作基肥、50%氮肥用于苗期和抽薹期追肥時(shí)其產(chǎn)量和效益較優(yōu)。然而，有關(guān)稻-油兩熟制雙免耕秸稈還田條件下合理施肥的研究還鮮見報(bào)道。同時(shí)，湖北省目前水稻生產(chǎn)中存在氮肥施用量偏高、追肥次數(shù)少等問題，絕大多數(shù)農(nóng)戶將氮肥以基肥或基肥與分蘗期追肥施入，導(dǎo)致產(chǎn)量和肥料利用率低下[12]。鑒于此，本研究在安陸市開展了兩輪的稻-油免耕復(fù)種系統(tǒng)合理施肥模式及減量施肥效果定位試驗(yàn)，旨在為推廣這一新型耕作模式建立高產(chǎn)、高效施肥技術(shù)體系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)分兩輪進(jìn)行，試驗(yàn)地前茬為油菜。第一輪試驗(yàn)期為2008年4月至2009年5月，第二輪試驗(yàn)期為2009年5月至2010年5月。試驗(yàn)地土壤為近代河流沖積的灰潮沙泥土，耕層土壤容重1.27 g/cm3、孔隙度51.8%；土壤pH 7.7，有機(jī)質(zhì)29.51 g/kg，全氮1.34 g/kg，全磷1.68 g/kg，全鉀20.50 g/kg，堿解氮149.4 mg/kg，速效磷8.9 mg/kg，速效鉀101.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)品種

試驗(yàn)水稻品種為揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)，油菜品種為華油雜9號(hào)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，在參考當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥量和施肥模式的基礎(chǔ)上設(shè)置施肥量和追肥次數(shù)兩種處理。主區(qū)為施肥量，設(shè)4種水平；副區(qū)為追肥模式，設(shè)3種水平（表1）。試驗(yàn)隨機(jī)排列，3次重復(fù)。小區(qū)面積20 m2，小區(qū)間筑埂包膜確保不透水，周圍設(shè)保護(hù)區(qū)。氮肥施用方式見表1。磷肥全部基施，鉀肥除在分蘗期追施6 kg（K2O）/hm2外其余基施。油菜試驗(yàn)加施15 kg/hm2硼砂作基肥。基肥用復(fù)合肥（15-15-15）和尿素，追肥為尿素和氯化鉀。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 水稻試驗(yàn) 第一輪試驗(yàn)按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方法進(jìn)行育秧，2008年4月16日播種；第二輪試驗(yàn)按旱育拋寄兩段育秧法育秧，2009年4月20日播種。

大田實(shí)行免耕和秸稈還田法栽培。大田移栽秧苗前噴施滅生性除草劑，淹水浸泡3 d（第二輪試驗(yàn)為10 d）后均勻撒入15～20 cm長度油菜秸稈3 750 kg/hm2，繼續(xù)淹水浸泡8 d后施入基肥。

第一輪試驗(yàn)大田經(jīng)機(jī)械耕整后于5月28日人工移栽秧苗，每穴2苗，行距26.7 cm，株距15.0 cm，折合每公頃基本苗約66萬株。第二輪試驗(yàn)采用免耕人工拋秧移栽，于5月23日拋秧，每公頃基本苗約169萬株。按常規(guī)方法進(jìn)行管理。

1.4.2 油菜試驗(yàn) 油菜按免耕直播、秸稈覆蓋法栽培。播種前3 d，大田噴施滅生性除草劑后撒施基肥。第一輪試驗(yàn)采用人工撒播，于9月29日播種，第二輪試驗(yàn)采用人工穴播，于9月28日播種，播量均為3 kg/hm2。播后行間均勻覆蓋6 000 kg/hm2稻草并溝灌濕潤土壤。6葉期定苗，第一輪試驗(yàn)種植密度21.6萬株/hm2，第二輪試驗(yàn)種植密度25.5萬株/hm2。按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方法進(jìn)行管理。

1.5 調(diào)查測定項(xiàng)目

在試驗(yàn)過程中，調(diào)查不同處理作物生長發(fā)育狀況；收獲期測定不同處理作物產(chǎn)量、分析生產(chǎn)效益，取樣考察作物產(chǎn)量構(gòu)成因素。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥模式對(duì)水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

兩輪試驗(yàn)的水稻均于9月8～9日成熟，第一輪試驗(yàn)全生育期為145～146 d；第二輪試驗(yàn)全生育期為141～142 d。在兩輪試驗(yàn)中，減量施肥Ⅱ和減量施肥Ⅲ處理的生育進(jìn)程均縮短1 d。

方差分析結(jié)果表明，在第一輪試驗(yàn)中，水稻產(chǎn)量在施肥量處理間達(dá)差異顯著水平，但追肥次數(shù)及其與施肥量處理的交互作用未達(dá)到差異顯著水平；在第二輪試驗(yàn)中，水稻產(chǎn)量在施肥量和追肥次數(shù)處理間均達(dá)差異顯著水平，但施肥量與追肥次數(shù)處理的交互作用未達(dá)到差異顯著水平，說明施肥量是影響稻-油免耕復(fù)種連作系統(tǒng)水稻產(chǎn)量的主要因素，追肥次數(shù)在一定條件下也有明顯影響。表2結(jié)果顯示，在兩輪試驗(yàn)中，隨著施肥量的減少，水稻平均產(chǎn)量呈下降趨勢，常量施肥處理與減量施肥Ⅰ相比差異不顯著，但兩處理顯著高于減量施肥Ⅱ和Ⅲ的處理；在追肥次數(shù)處理中，水稻產(chǎn)量隨追肥次數(shù)的增加而明顯提高，3次追肥處理的平均產(chǎn)量顯著高于2次和1次追肥處理。

圖1為第一輪試驗(yàn)水稻產(chǎn)量結(jié)果。結(jié)果顯示，在所有施肥處理中，以常量施肥3次追肥處理產(chǎn)量最高，為8 683.5 kg/hm2，但與常量施肥的1次和2次追肥、減量施肥Ⅰ的2次和3次追肥處理及減量施肥Ⅱ的3次追肥處理間差異未達(dá)顯著水平；產(chǎn)量最低者為減量施肥Ⅲ的1次追肥處理，為7 000.0 kg/hm2，但三種減量施肥的不同追肥次數(shù)處理間差異不顯著。產(chǎn)量構(gòu)成因素考察結(jié)果表明，產(chǎn)量較高的常量施肥水平的3次追肥和2次追肥處理的單位面積有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)及千粒重均較高，而產(chǎn)量較低的減量施肥Ⅲ的1次追肥和2次追肥及減量施肥Ⅱ的1次追肥處理的每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)及千粒重均較低。

圖2結(jié)果顯示，在第二輪試驗(yàn)中以常量施肥水平3次追肥處理產(chǎn)量最高，達(dá)10 225.0 kg/hm2，顯著高于其他處理；產(chǎn)量最低者為減量施肥Ⅲ中的1次追肥處理，但與減量施肥Ⅲ的另兩種追肥處理和減量施肥Ⅱ不同追肥處理，以及減量施肥Ⅰ的1次追肥處理間產(chǎn)量差異不顯著。產(chǎn)量構(gòu)成因素考察顯示，產(chǎn)量最高的常量施肥3次追肥處理單位面積有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)及千粒重最高，而減量施肥Ⅲ的1次追肥和2次追肥處理的單位面積有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)及千粒重最低。

以上說明，在稻-油免耕復(fù)種連作系統(tǒng)中不同施肥模式主要通過影響水稻分蘗成穗、幼穗分化以及子粒灌漿充實(shí)而影響水稻產(chǎn)量形成。

2.2 施肥模式對(duì)油菜產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

第一輪試驗(yàn)油菜于2009年5月30～31日成熟，全生育期為243～244 d，其中，減量施肥Ⅱ和Ⅲ處理的生育期縮短1 d；在第二輪試驗(yàn)中，因氣溫較常年偏低，油菜于2010年5月14日成熟，全生育期228 d，不同處理間生育期無明顯差異。

方差分析表明，在兩輪試驗(yàn)中，不同施肥量和追肥次數(shù)的處理間油菜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量達(dá)差異顯著水平，但施肥量與追肥次數(shù)處理間交互作用不顯著，說明施肥量和追肥次數(shù)對(duì)油菜產(chǎn)量均存在明顯影響。表3結(jié)果顯示，在第一輪試驗(yàn)中，隨著施肥量的減少，油菜平均產(chǎn)量呈顯著下降趨勢；在第二輪試驗(yàn)中，以減量施肥Ⅰ的平均產(chǎn)量最高，減量施肥Ⅲ的平均產(chǎn)量最低，減量施肥Ⅱ與常量施肥處理的平均產(chǎn)量相近。在兩輪試驗(yàn)中，隨追肥次數(shù)的增加油菜產(chǎn)量顯著提高。

圖3顯示，在第一輪試驗(yàn)中，油菜產(chǎn)量最高者為常量施肥的3次追肥處理，為2 926.7 kg/hm2，顯著高于除常量施肥2次追肥處理外的其他處理；產(chǎn)量最低者為減量施肥Ⅲ的1次追肥處理，顯著低于除減量施肥Ⅲ的2次追肥和減量施肥Ⅱ的1次追肥處理外的其他處理。產(chǎn)量構(gòu)成因素考察表明，常量施肥3次追肥和2次追肥處理的千粒重最大、角果粒數(shù)較多，而減量施肥Ⅲ的1次追肥和2次追肥處理的單株有效一級(jí)分枝數(shù)、有效角果數(shù)及千粒重均最低。

圖4結(jié)果顯示，在第二輪試驗(yàn)中，油菜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量以減量施肥Ⅰ的3次追肥處理產(chǎn)量最高，為2 245.0 kg/hm2，顯著高于除減量施肥Ⅰ的2次追肥和1次追肥及常量施肥和減量施肥Ⅱ的3次追肥處理外的其他處理；產(chǎn)量最低者為減量施肥Ⅲ的1次追肥處理，顯著低于除減量施肥Ⅲ的2次追肥處理和減量施肥Ⅱ的1次追肥處理外的其他處理。產(chǎn)量構(gòu)成因素考察表明，減量施肥Ⅰ的3次追肥處理的單株有效角果數(shù)最多，千粒重較高，而在產(chǎn)量最低的減量施肥Ⅲ的1 次追肥處理中單株有效一級(jí)分枝數(shù)和有效角果數(shù)最低。

以上表明，在稻-油免耕復(fù)種連作系統(tǒng)實(shí)行合理施肥模式可促進(jìn)油菜角果和子粒的形成，并可促進(jìn)子粒充實(shí)，從而提高油菜產(chǎn)量。

2.3 不同施肥模式下周年作物生產(chǎn)效益分析

生產(chǎn)效益分析表明，不同施肥模式的作物生產(chǎn)效益存在明顯差異（表4）。在兩輪試驗(yàn)中，周年作物凈產(chǎn)值均以常量施肥的3次追肥處理最高；在第一輪試驗(yàn)中，平均周年作物凈產(chǎn)值隨著施肥量的增加而提高，而在第二輪試驗(yàn)中以減量施肥Ⅰ處理最高；在相同施肥量下，周年作物凈產(chǎn)值均隨追肥次數(shù)的增加而提高（表4）。兩輪試驗(yàn)表明，在減量施肥Ⅰ的施肥量基礎(chǔ)上實(shí)行3次追肥，周年作物凈產(chǎn)值接近甚至高于常量施肥1次追肥處理（表4），從而達(dá)到節(jié)本增效目的，并可降低農(nóng)田化肥污染的風(fēng)險(xiǎn)。

在兩輪試驗(yàn)中，水稻平均凈產(chǎn)值隨施肥量的增加而提高，凈產(chǎn)值均以常量施肥的3次追肥最高，減量施肥Ⅲ中2次追肥處理最低（表4）。在第一輪試驗(yàn)中，在常量施肥和減量施肥Ⅱ處理中，隨著追肥次數(shù)的增加水稻凈產(chǎn)值提高；在減量施肥Ⅰ處理中以2次追肥處理凈產(chǎn)值最高，在減量施肥Ⅲ處理中以3次追肥處理凈產(chǎn)值最高；在第二輪試驗(yàn)中，在常量施肥處理中隨著追肥次數(shù)的增加水稻凈產(chǎn)值提高，而在其他減量施肥處理中均以3次追肥處理凈產(chǎn)值最高（表4）。

表4分析表明，在第一輪試驗(yàn)中，油菜平均凈產(chǎn)值隨施肥量的增加而上升，而在第二輪試驗(yàn)中以減量施肥Ⅰ最高，減量施肥Ⅲ最低；在相同施肥量下，除第二輪試驗(yàn)的常量施肥處理外油菜凈產(chǎn)值隨追肥次數(shù)的增加而提高。在第一輪試驗(yàn)中，油菜凈產(chǎn)值以常量施肥的3次追肥處理最高，而在第二輪試驗(yàn)中以減量施肥Ⅰ的3次追肥處理最高。

3 小結(jié)

在稻-油免耕復(fù)種連作和秸稈還田生產(chǎn)系統(tǒng)中，施肥量和追肥次數(shù)對(duì)作物產(chǎn)量具有明顯影響。在相同施肥量和基施比的條件下，增加追肥次數(shù)可促進(jìn)水稻和油菜增產(chǎn)，特別是水稻增施拔節(jié)孕穗肥、油菜增施臘肥的增產(chǎn)、增收效益較明顯。合理的施肥模式可促進(jìn)水稻分蘗成穗、幼穗分化及子粒灌漿充實(shí)而提高水稻產(chǎn)量，可促進(jìn)油菜角果和子粒形成及子粒充實(shí)而提高油菜產(chǎn)量。在當(dāng)前習(xí)慣施肥量基礎(chǔ)上，水稻氮、磷肥施用量減少8%～10%并實(shí)行2次或3次追肥，油菜氮、磷、鉀肥施用量減少9%～10%并實(shí)行3次追肥，可獲得高于或相當(dāng)于當(dāng)前常規(guī)施肥模式的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生產(chǎn)效益，并可降低農(nóng)田化肥污染的風(fēng)險(xiǎn)，有效消除農(nóng)田秸稈污染。

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