豫南稻區(qū)再生稻精確定量施肥技術(shù)探討

劉祥臣 豐大清* 鄭志松 張強 余貴龍 藍(lán)黎明 趙海英劉守堯 黃靖元

（1信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南信陽464000；2河南省農(nóng)業(yè)科技發(fā)展中心，鄭州450000；*通訊作者：fdqkyk@126.com）

豫南是河南省水稻主產(chǎn)區(qū)，常年種植面積43.1萬hm2，占全省水稻總種植面積的83.4%，在糧食生產(chǎn)中占有十分重要的地位。經(jīng)過多年的試驗研究及示范推廣，豫南稻區(qū)的再生稻種植技術(shù)基本成熟，“中稻+再生稻”已成為當(dāng)?shù)匦碌姆N植模式，也是提高該區(qū)水稻生產(chǎn)水平、增加種植效益的有效途徑[1-7]。探索合理的肥水運籌，進一步完善豫南稻區(qū)再生稻高產(chǎn)栽培技術(shù)，實現(xiàn)豫南稻區(qū)再生稻“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”綜合目標(biāo)是下一步研究的重要工作。

在水稻栽培管理中，合理的施肥能有效調(diào)控群體質(zhì)量、促進穎花分化、提高結(jié)實率和粒重，進而增加產(chǎn)量。對再生稻來說，施肥也是打破腋芽休眠、促進腋芽發(fā)育、保障再生芽萌發(fā)及再生莖穗形成的重要調(diào)控措施[8-10]。目前，在我國水稻生產(chǎn)成本中，肥料一般占50%以上，過量施肥、不合理施肥不僅造成肥料利用率下降，大量肥料被浪費，環(huán)境受到污染，而且降低了水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，影響食用安全。精確計算肥料用量，節(jié)約用肥，合理運籌，是實現(xiàn)水稻生產(chǎn)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”綜合目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)[11]。

為探索豫南稻區(qū)再生稻精確施肥技術(shù)，筆者根據(jù)水稻精確定量栽培理論與技術(shù)原理，圍繞再生稻兩季均衡高產(chǎn)的栽培目標(biāo)設(shè)計了本試驗，以期探索出豫南稻區(qū)再生稻經(jīng)濟合理的施肥方案，實現(xiàn)高產(chǎn)，提高再生稻的種植效益。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與試驗材料

試驗于2017年在信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田（東經(jīng)114°05＇，北緯 32°07＇）進行。試驗地前茬為冬閑田，整地施肥前對土壤養(yǎng)分進行檢測，結(jié)果為：pH值6.5，有機質(zhì)10.78 g/kg，全氮0.085%，全磷0.051%，速效鉀79.3 mg/kg。供試水稻品種為雜交秈稻兩優(yōu)6326

1.2 試驗設(shè)計

3月4日播種，播種前催芽至90%以上種子破胸露白，采用大棚缽苗旱育秧，于4月14日移栽至大田。行株距33 cm×14 cm，栽插密度1.44萬叢/667 m2，各小區(qū)間做埂，實行單獨水肥管理，小區(qū)面積54 m2。小埂外包薄膜防竄水竄肥。

根據(jù)精確定量栽培原理，設(shè)定頭季稻目標(biāo)產(chǎn)量為700 kg/667 m2，以基礎(chǔ)產(chǎn)量 350 kg/667 m2、當(dāng)季氮肥利用率45%，每百kg籽粒吸氮1.8 kg計，頭季稻每667 m2需施氮肥 14.8 kg，分 4 次施入（基肥∶穗肥=6∶4，底肥∶分蘗肥=7∶3），分別為底肥 6.22 kg、分蘗肥 2.66 kg，氮∶磷∶鉀=2∶1∶2。再生季目標(biāo)產(chǎn)量為 350 kg/667 m2，以基礎(chǔ)產(chǎn)量150 kg/667 m2、當(dāng)季氮肥利用率40%計，再生季每667 m2約需施氮肥9.0 kg，分2次施，分別為促芽肥6.5 kg、促苗肥2.5 kg。以施氮量不同共設(shè)5個處理：CK，目標(biāo)施肥量；A，比目標(biāo)施肥量多50%；B，比目標(biāo)施肥量多25%；C，比目標(biāo)施肥量少25%；D，比目標(biāo)施肥量少50%（具體用量見表1）。每個處理3次重復(fù)。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 群體動態(tài)

移栽后每小區(qū)選擇相鄰的5株（邊行除外）確定為觀察株，每周調(diào)查1次，記載莖蘗發(fā)育動態(tài)。

表1 各處理氮肥設(shè)計（kg/667 m2）

圖1 不同處理的莖蘗動態(tài)

表2 不同施氮量對頭季稻后期光合速率的影響[μmol（/m2·s）]

1.3.2 光合效率

采用Li-6400型（Li-cor公司）便攜式光合儀分別在頭季稻齊穗期、促芽肥施用前及頭季稻收獲前進行光合速率測定。取樣時扣除邊行后每個處理隨機選5個單株，在天氣晴朗日照穩(wěn)定的上午9∶00-11∶00，采用6 cm2的標(biāo)準(zhǔn)葉室對每個單株的劍葉中部進行光合速率測定，重復(fù)3次。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素

于頭季稻和再生稻成熟期分別取樣測產(chǎn)，每處理隨機選取10叢稻進行考種，調(diào)查有效穗數(shù)、穗粒數(shù)等，計算結(jié)實率和再生率，并測定千粒重。收獲時，各小區(qū)單打單收，風(fēng)干計產(chǎn)。

1.3.4 紋枯病發(fā)病率

成熟期隨機抽取80叢，調(diào)查病株數(shù)。

1.3.5 倒伏率

頭季稻收割前遇到暴雨及強對流天氣，造成部分小區(qū)倒伏嚴(yán)重，用目測法比較倒伏面積占小區(qū)面積的百分比（倒伏率=倒伏面積/小區(qū)面積）。

1.3.6 莖鞘干物質(zhì)量

頭季稻收割期每小區(qū)選擇代表性植株20莖，去掉稻穗、葉片和根系，烘干稱干物質(zhì)量。

1.3.7 再生率

頭季稻收獲后20 d，每處理連續(xù)選5叢，調(diào)查原莖數(shù)和再生莖數(shù)（再生率=再生莖數(shù)/原莖數(shù)）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 16.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行整理及統(tǒng)計分析。氮肥產(chǎn)量=施N后總產(chǎn)量/施 N 量；邊際產(chǎn)量=[產(chǎn)量處理i-產(chǎn)量處理（i-1）]/[純 N量處理i-純 N 量處理（i-1）]；邊際收益=[收入處理i-收入處理（i-1）]/[純 N 費用處理i-純 N 費用處理（i-1）]。

2 結(jié)果與分析

2.1 對頭季稻莖蘗動態(tài)的影響

由圖1可看出，各處理在移栽后10 d進入分蘗盛期，在移栽后30 d左右莖蘗數(shù)達(dá)到最高值，此后莖蘗數(shù)開始下降，至孕穗期基本穩(wěn)定。最高莖蘗數(shù)表現(xiàn)為A＞B＞CK＞C＞D，處理間呈現(xiàn)出隨氮肥用量增加而分蘗發(fā)生早、發(fā)生量大的趨勢，說明增加氮肥施用可使前期分蘗大量發(fā)生，使分蘗高峰提前出現(xiàn)，莖蘗總數(shù)多；有效穗數(shù)隨施氮量的降低而下降，成穗率則相反；而氮肥不足會導(dǎo)致前期莖蘗不足，不能形成足夠的群體。

2.2 對水稻灌漿期凈光合速率的影響

水稻葉片光合速率和光合功能期是影響光合生產(chǎn)能力的兩個重要因素，而作物產(chǎn)量則主要來源于光合生產(chǎn)力。提高作物的光合生產(chǎn)力是進一步提高其光能利用率的主要途徑，但要大幅度提高光能利用率必須依賴于光合速率的提高和葉片光合功能期的延長。

從表2可以看到，在水稻抽穗期，葉片的光合速率表現(xiàn)為A＞CK＞B＞C＞D，大致呈現(xiàn)出隨施氮量的減少而降低的趨勢，低氮肥水平的處理C、D顯著低于其他處理，且差異達(dá)到極顯著水平，而處理A、CK、B之間則差異較小，表明施氮不足導(dǎo)致抽穗期光合速率降低，光合能力下降；在水稻的乳熟期，也是水稻灌漿的高峰期，此時光合速率最高，同化的光合產(chǎn)物最多，各處理光合速率值最高，不同施氮水平間差異未達(dá)極顯著水平；而在成熟期，各處理葉片的光合速率表現(xiàn)為B＞CK＞A＞D＞C，也大致呈現(xiàn)隨施氮量減少而下降的趨勢，以處理B最高，與CK差異不顯著，顯著高于處理A，極顯著高于處理D和處理C。表明在水稻成熟期，充足的氮肥供應(yīng)可以延緩光合功能的衰退，而過量的氮肥則可能造成群體過大導(dǎo)致內(nèi)部競爭激烈而早衰。

表3 不同施氮量對頭季稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表4 不同施肥量對頭季抗倒伏、紋枯病及再生能力的影響

2.3 對頭季稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

從表3可以看出，各處理的有效穗數(shù)隨施氮量的減少而降低，處理D顯著或極顯著低于其他處理，說明氮肥的不足會導(dǎo)致有效穗數(shù)顯著降低。穗粒數(shù)與有效穗數(shù)呈相同的趨勢，均隨施氮量的減少而減少，處理C顯著低于高氮水平的處理A、B和CK，但也顯著高于更低施氮水平的處理D，說明充足的氮肥是促進穎花分化，形成足夠“庫”的必要條件。結(jié)實率與粒重各處理間差異不大。理論產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，表現(xiàn)為處理 A＞B＞CK＞C＞D，高氮水平的處理 A、B、CK 極顯著的高于低氮水平的處理C、D，而處理C與處理D間的差異也達(dá)到了極顯著水平；實測產(chǎn)量以CK最高，并與其他處理差異達(dá)極顯著水平，其次是處理B。從田間長勢來看，處理A、B長勢旺盛，但其有效穗中中小穗偏多，田間郁閉，紋枯病發(fā)生較重，抗倒伏能力差，雖然構(gòu)建了足夠的“庫”和強大的“源”，但其弱勢籽粒灌漿不充分，且所占比例較大，進而導(dǎo)致小區(qū)實測產(chǎn)量極顯著低于CK。

2.4 對頭季稻抗倒伏、紋枯病及再生能力的影響

從圖1可以看出，施氮量與單位面積的莖蘗數(shù)成正比，增施氮肥有利于形成更多的有效穗數(shù)，雖然在一定范圍內(nèi)，水稻的產(chǎn)量與有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān)，但過量的莖蘗會造成稻田群體過大，株間競爭加劇，并影響通風(fēng)和基部葉片的受光，致使植株纖弱、紋枯病發(fā)生加重、抗倒伏能力下降，不僅影響了頭季稻的產(chǎn)量，也影響了再生能力及再生季的產(chǎn)量。再生稻頭季收割前遭遇強對流天氣，造成部分小區(qū)出現(xiàn)倒伏，經(jīng)調(diào)查可以看出，頭季稻倒伏情況呈現(xiàn)出隨施氮量的增加而加重的趨勢，處理A、B倒伏情況極顯著高于CK、處理C和處理D；就紋枯病的危害指數(shù)來說，也基本呈現(xiàn)隨施氮量的增加而加重的的趨勢，其中施氮量最大的處理A顯著高于其他處理。

從表4可以看出，CK莖鞘干物質(zhì)量最大，與其他處理達(dá)極顯著差異。表明其氮肥用量合適，運籌合理，不僅頭季稻產(chǎn)量較高，而且其再生發(fā)穗能力也最強；但調(diào)查再生率卻發(fā)現(xiàn)，再生率表現(xiàn)為處理A＞B＞CK＞C＞D，呈現(xiàn)出隨施氮量增加而增加的趨勢，表明充足的氮肥供應(yīng)有助于再生芽的萌發(fā)。進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，處理A、B萌發(fā)的再生穗多是從基部的低位萌發(fā)的，倒2節(jié)芽和倒3節(jié)芽萌發(fā)的較少，這部分再生穗抽穗較晚，后期遇到低溫空癟率多，是導(dǎo)致這2個處理雖然再生率高，但再生季產(chǎn)量不高的主要原因。

2.5 對再生季產(chǎn)量及總產(chǎn)的影響

從表5可以看出，再生季的有效穗數(shù)以CK最高，與其他處理差異達(dá)顯著水平，處理D和處理A相對較低，表明氮肥不足會影響再生率，減少再生季的成穗率，而過量氮肥則造成頭季群體過大，株間競爭加劇而造成植株纖弱早衰、紋枯病危害重從而影響高位芽的再生，雖然有較多的再生穗，但形成的有效穗依然不足。雖然各處理在穗粒數(shù)和結(jié)實率上存在一定的差異，但在實粒數(shù)方面各處理差異并不大，而在粒重方面A、B、C、D處理間無顯著差異。再生季產(chǎn)量表現(xiàn)為CK＞B＞A＞C＞D，仍以CK最高，并顯著或極顯著高于其他處理。表明前期施氮量過大，會造成群體過大，植株纖弱，即使再生季增施促芽肥和促苗肥，但形成的再生穗?yún)s不能形成有效穗，對再生季的產(chǎn)量作用不大，而前期氮肥不足，影響了再生芽的萌發(fā)，造成有效穗偏少。兩季總產(chǎn)以CK最高，與其他處理差異達(dá)極顯著水平，表明其施肥量及施肥方案最合理。

表5 不同施氮量對再生季產(chǎn)量及兩季總產(chǎn)的影響

表6 不同施氮量對再生季經(jīng)濟效益的影響

2.6 對再生稻經(jīng)濟效益的影響

由表6可以看出，當(dāng)施N量在目標(biāo)施N量以下時，隨施N量的增大，產(chǎn)量和純收入逐漸增大，邊際產(chǎn)量和邊際效益亦呈現(xiàn)出增大的趨勢，但超過目標(biāo)施N量時，不僅兩季產(chǎn)量下降，而且邊際產(chǎn)量和邊際收益均已呈負(fù)值，說明施用的氮肥已過量。

根據(jù)施N量（X）與邊際收益（Y）數(shù)據(jù)進行經(jīng)濟效益曲線擬合，得擬合方程為：Y=-0.1635 X2+6.5244 X-55.665，當(dāng) Y=0 時，X=27.54，P=0.0456＜0.05，方程相關(guān)性達(dá)到了顯著水平。根據(jù)擬合方程，當(dāng)邊際收益等于0時的施N量即為最佳施N量。因此，當(dāng)兩優(yōu)6326在豫南稻區(qū)作再生稻栽培時，全生育期總用N量以27.54 kg/667 m2為宜，相應(yīng)的總產(chǎn)量是847.11 kg/667 m2。

3 討論與結(jié)論

氮素是水稻所需的主要營養(yǎng)元素之一，合理的氮素營養(yǎng)具有強源、擴庫等功能，適宜的氮肥用量及運籌方式是水稻獲得高產(chǎn)的一項重要技術(shù)措施。再生稻若想實現(xiàn)兩季均衡增產(chǎn)，必須在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上培育大穗，在此基礎(chǔ)上穩(wěn)定的庫及有效充實度（灌漿）是超高產(chǎn)栽培的生理基礎(chǔ)。而后期葉片的光合性能及維持時間長短（源）與庫有效充實度關(guān)系緊密。本試驗結(jié)果表明，兩優(yōu)6326作再生稻栽培，以頭季施N 14.8 kg（基肥42%、分蘗肥18%、促花肥24%、?；ǚ?8%）、再生季施N 9.0 kg時兩季產(chǎn)量最高。究其原因，在此施氮水平和肥料運籌下，有利于控制無效分蘗的發(fā)生，群體大小適宜，分蘗成穗率高，庫源關(guān)系協(xié)調(diào)，結(jié)實率高，從而實現(xiàn)頭季高產(chǎn)，并且在收割期其莖鞘保持較高的干物質(zhì)量，故其再生能力也是最強的。

本試驗中，以CK的兩季產(chǎn)量最高，其中頭季稻產(chǎn)量達(dá)到671.36 kg/667 m2，比較接近預(yù)期目標(biāo)（700 kg/667 m2），但再生季產(chǎn)量僅為 215.94 kg/667 m2，僅為預(yù)期產(chǎn)量（350 kg/667 m2）的61.70%，這主要是再生季受當(dāng)年的華西秋雨影響所致，從8月下旬開始進入持續(xù)陰雨天氣，再生季的生長發(fā)育受到一定程度的影響，主要表現(xiàn)在再生穗生長較慢、株高降低、空癟粒增多、再生季的有效穗數(shù)不足（由于田間調(diào)查時實粒數(shù)低于10粒的稻穗均不計入再生季的有效穗數(shù)，造成再生率普通較低），產(chǎn)量受到較大影響。