不同氮肥運籌下低樁機(jī)收再生稻的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益

胡香玉 鐘旭華彭碧琳 劉彥卓 黃農(nóng)榮 梁開明 潘俊峰 傅友強(qiáng)

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術(shù)重點實驗室，廣州510640；第一作者：huxiangyu.2@163.com；*通訊作者：xzhong8@163.com）

水稻是我國65%以上人口的主糧。但隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村勞動力大量向城市轉(zhuǎn)移，水稻生產(chǎn)中勞動力短缺的問題日趨嚴(yán)重，用工成本不斷上升，導(dǎo)致水稻種植效益不斷下滑。一些傳統(tǒng)的雙季稻區(qū)出現(xiàn)了“雙改單”，甚至拋荒的現(xiàn)象，這不僅浪費了光溫資源，還對國家糧食安全形成隱患。再生稻是采取適當(dāng)?shù)脑耘啻胧妙^季稻收割后稻樁上的休眠芽萌發(fā)生長成穗，進(jìn)而再收獲一季的稻作類型，具有生育期短、省種、省工、生產(chǎn)成本低和效益高等優(yōu)點，已成為我國南方光溫資源一季有余、兩季不足稻區(qū)和勞動力短缺地區(qū)一種重要的輕簡化種植制度[1-3]。

再生稻在我國有悠久的種植歷史。傳統(tǒng)再生稻頭季采用手工收割，勞動強(qiáng)度大、人工成本高。隨著水稻機(jī)械化收割的普及，機(jī)收再生稻應(yīng)運而生，并已成為必然趨勢。我國科研工作者從2010年前后進(jìn)入機(jī)收再生稻技術(shù)攻關(guān)與研究階段，并已取得很大進(jìn)展，為實現(xiàn)再生稻全程機(jī)械化生產(chǎn)邁出了重要的一步。根據(jù)留樁高度的不同，再生稻可分為高、中、低樁再生稻。高樁再生稻基本保留全部腋芽，再生苗早生快發(fā)，有效穗數(shù)多，但再生季生育期較短、穗粒數(shù)少，不同節(jié)位再生稻抽穗成熟參差不齊，頭季機(jī)收碾壓區(qū)與非碾壓區(qū)差異更大，影響了再生稻產(chǎn)量和機(jī)收再生稻的推廣與發(fā)展[4-7]；而低樁再生稻僅保留了基部腋芽，雖然有效穗數(shù)較高樁再生稻減少，但其生育期延長，再生根、莖、葉多且生長量大，每穗粒數(shù)增多，有利于發(fā)揮大穗優(yōu)勢而獲得高產(chǎn)，而且生育整齊度更高[6，8-11]。目前，在長江流域等光溫資源一季有余、兩季不足地區(qū)以中、高樁為主。華南地區(qū)的福建和廣西再生稻目前也以中、高樁為主，但從光溫資源角度看，華南地區(qū)無霜期長，發(fā)展低樁再生稻不成問題。廣東早在上世紀(jì)70年代就有采用低樁再生稻并獲得高產(chǎn)的成功案例[12-13]；近年福建和廣西也有少量機(jī)收低樁再生稻的研究報道[9-10，14]。

已有研究表明，合理的氮肥運籌是再生稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)[15-19]。綜合前人研究，再生稻施肥有促芽肥、促苗肥和穗肥等，分別在頭季抽穗灌漿期、頭季收后的再生稻發(fā)苗期和再生季穗分化期施用。長江流域及福建等地的中、高樁機(jī)收再生稻，強(qiáng)調(diào)促芽肥和促苗肥的施用，并據(jù)此制定了技術(shù)規(guī)程[16-17，20-22]。近年黃水明等[9-10，23-24]研究發(fā)現(xiàn)，低樁機(jī)收再生稻可不施促芽肥，穗肥具有重要的增產(chǎn)作用。但這些研究大多是在人工收割或高留樁條件下進(jìn)行的，而低樁機(jī)收條件下的研究很少。為此，筆者以常規(guī)稻黃華占和雜交稻深優(yōu)9516為材料，探討不同施肥處理對低樁機(jī)收再生稻產(chǎn)量的影響，以期為華南低樁機(jī)收再生稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供依據(jù)。

表1 再生稻不同氮肥處理施氮量 （kg/hm2）

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為常規(guī)稻黃華占和雜交稻深優(yōu)9516。

1.2 試驗設(shè)計與栽培管理

試驗于2017年在廣東省興寧市新圩鎮(zhèn)崇上村水稻田進(jìn)行。頭季稻統(tǒng)一管理。再生季設(shè)促芽肥、促苗肥、穗肥3個施肥因素，每個因素設(shè)不施氮肥與施氮肥60 kg/hm22個水平，共8個處理（表1），每個處理3次重復(fù)。促芽肥于頭季稻抽穗后20 d施用。黃華占促苗肥于頭季稻收割后第5 d施用，穗肥于頭季稻收割后第12 d施用。深優(yōu)9516促苗肥于頭季稻收割后第2 d施用，穗肥于頭季稻收割后第14 d施用。各處理統(tǒng)一施氯化鉀112.5 kg/hm2，在頭季稻抽穗后20 d施下。

頭季稻采用水稻“三控”施肥技術(shù)進(jìn)行管理。氮、磷、鉀肥總施用量分別為純N 150 kg/hm2（尿素，含N 46%）、P2O535 kg/hm2（過磷酸鈣，含 P2O512%）和 K2O 135 kg/hm2（氯化鉀，含K2O 60%）。氮肥分別于移栽前、分蘗中期和穗分化始期按5∶2∶3的比例施入，磷肥作基肥于移栽前一次性施入，鉀肥分別于移栽前和穗分化始期按5∶5的比例施入。3月1日播種，4月7日機(jī)插秧，規(guī)格為30 cm×14 cm。黃華占頭季稻7月26日收割，再生稻10月15日收割。深優(yōu)9516頭季稻7月20日收割，再生稻9月28日收割。頭季稻按當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)習(xí)慣進(jìn)行水分管理，抽穗后20 d停止灌溉直至成熟。頭季稻采用低留樁收割，留樁高度5 cm。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 再生稻總生物量

再生稻成熟期每個小區(qū)取代表性植株12叢，洗凈后剪根，分為稻草和穗兩個部分，將樣品置于烘箱中于105℃下殺青30 min，然后在70℃下烘干至恒質(zhì)量，稱重。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

頭季稻與再生稻成熟期，調(diào)查有效穗數(shù)。取代表性植株12叢考種，測定每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重。每個小區(qū)實收5 m2，脫粒并曬干，用風(fēng)選的方法清除雜質(zhì)和空秕粒后稱重，測定水分，折算成含水量14.0%的產(chǎn)量。

1.3.3 經(jīng)濟(jì)效益

詳細(xì)記錄各處理種子、機(jī)耕、機(jī)插、肥料、農(nóng)藥、用工等成本，稻谷價格按當(dāng)?shù)厥袃r計。以稻谷產(chǎn)值扣除成本計算凈收入。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件錄入和整理數(shù)據(jù)，運用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥處理下再生季產(chǎn)量及總生物量

就頭季稻而言，不施促芽肥和施用促芽肥處理下，黃華占產(chǎn)量分別為8.77 t/hm2和8.63 t/hm2，深優(yōu)9516產(chǎn)量分別為7.63 t/hm2和7.67 t/hm2，差異都不顯著。

由表2可知，黃華占再生季產(chǎn)量整體高于深優(yōu)9516，這可能與黃華占生育期較長有關(guān)。2個品種不同氮肥處理再生季產(chǎn)量差異顯著，且均以T8處理最高，黃華占和深優(yōu)9516產(chǎn)量分別為5.43 t/hm2和3.97 t/hm2，而單施促芽肥處理（T5）的再生季產(chǎn)量最低。只施1次肥、施氮量為60 kg/hm2的3個處理的再生季產(chǎn)量，黃華占表現(xiàn)為T3（只施促苗肥）＞T2（只施穗肥）＞T5（只施促芽肥），其中，T5顯著低于T2和T3處理；深優(yōu)9516表現(xiàn)為T2（只施穗肥）＞T3（只施促苗肥）＞T5（只施促芽肥），其中，T2處理顯著高于T5處理。施2次肥、施氮量為120 kg/hm2的3個處理的再生季產(chǎn)量，黃華占和深優(yōu)9516均表現(xiàn)為T4（促苗肥+穗肥）＞T6（促芽肥+穗肥）＞T7（促芽肥+促苗肥）。2個品種均以T4處理最高，其中，深優(yōu)9516的T4和T6處理都顯著高于T7處理。

從圖1可以看出，同一品種不同氮肥處理再生季總生物量存在顯著差異，2個品種表現(xiàn)趨勢一致，均以T8處理最高、T5處理最低。施用了2次肥料的處理，黃華占和深優(yōu)9516均表現(xiàn)為T4（促苗肥+穗肥）＞T7（促芽肥+促苗肥）＞T6（促芽肥+穗肥）。黃華占各處理收獲指數(shù)（HI）大多在55%以上，以T6和T7處理較高。產(chǎn)量最高的2個處理HI較低，但由于其總生物量較高，使其再生季產(chǎn)量也較高。深優(yōu)9516收獲指數(shù)整體低于黃華占。

2.2 再生稻產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀、物質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)系

由表3可見，黃華占再生季產(chǎn)量與單位面積有效穗數(shù)（x1）、單位面積粒數(shù)（x5，庫容量）極顯著正相關(guān)，且與后者的相關(guān)系數(shù)更高；深優(yōu)9516再生季產(chǎn)量與有效穗數(shù)（x1）、每穗粒數(shù)（x2）和單位面積粒數(shù)（x5）呈顯著或極顯著正相關(guān)，亦與單位面積粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)更高。以5個產(chǎn)量性狀為自變量，以p=0.05作為變量入選和剔除的條件，進(jìn)行逐步回歸，得再生季產(chǎn)量（y）回歸方程：y黃華占=117.861+5.948x5（R2=0.609**），y深優(yōu)9616=141.257+7.289x5（R2=0.609**），2個品種均只入選單位面積粒數(shù)?？梢?，在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，再生稻產(chǎn)量主要由庫容量決定。由表3還可見，黃華占庫容量與有效穗數(shù)極顯著正相關(guān)，而深優(yōu)9516庫容量與有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)均呈極顯著正相關(guān)。再生季有效穗數(shù)、單位面積粒數(shù)與結(jié)實率呈極顯著負(fù)相關(guān)，2個品種表現(xiàn)一致。

表2 不同氮肥處理下再生稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子

圖1 不同品種各氮肥處理下再生季總生物量和收獲指數(shù)

由圖2可以看出，不管是黃華占還是深優(yōu)9516，再生季產(chǎn)量與總生物量均呈極顯著正相關(guān)（r黃華占=0.897，p＜0.01；r深優(yōu)9516=0.716，p＜0.01），而與收獲指數(shù)相關(guān)性不顯著，說明增加總生物量是提高再生季產(chǎn)量的主要途徑。

表3 不同品種再生季產(chǎn)量性狀之間的相關(guān)性

圖2 不同品種再生季產(chǎn)量與再生季總生物量、收獲指數(shù)的關(guān)系

進(jìn)一步分析表明，促芽肥、促苗肥和穗肥都可顯著提高黃華占再生季產(chǎn)量，增幅分別為8.3%、20.4%和17.0%，促芽肥作用最小、促苗肥作用最大（表4）。對于深優(yōu)9516，施用促苗肥或穗肥都可顯著提高其再生季產(chǎn)量，且以穗肥增產(chǎn)幅度最大（32.3%），而促芽肥無增產(chǎn)效果。施用促芽肥、促苗肥、穗肥后，2個品種的有效穗數(shù)均顯著增加，黃華占增幅分別為21.0%、27.5%、16.3%，深優(yōu)9516增幅分別為9.2%、12.4%、13.8%。但只施促芽肥有減少每穗粒數(shù)的趨勢，其中黃華占達(dá)到顯著水平。施用促苗肥、穗肥均可顯著提高庫容量和總生物量，其中黃華占以促苗肥的作用更大，深優(yōu)9516以穗肥的作用更大。施用促芽肥對庫容量和總生物量都無顯著影響，2個品種表現(xiàn)一致。施用穗肥對深優(yōu)9516每穗粒數(shù)有顯著的促進(jìn)作用?？傮w而言，促芽肥在增產(chǎn)擴(kuò)庫和提高生物量上的作用都是最小的。

2.3 種植成本與經(jīng)濟(jì)效益

由表5可見，與常規(guī)機(jī)插晚稻生產(chǎn)相比，再生季每hm2可節(jié)省種子、耙田和育插秧費用共4 500元，減少病蟲害防治費用630元、人工管理費用3 150元。再生稻肥料、烘干和稻谷運輸費用因處理不同而異，但都低于常規(guī)機(jī)插晚稻。再生稻總成本投入為5 558~6 909元/hm2，較常規(guī)機(jī)插晚稻（15 825元/hm2）減少 8 916~10 268元/hm2，凈收入增加1 583~5 046元/hm2。深優(yōu)9516不同氮肥處理下再生季的投入產(chǎn)出與黃華占趨勢基本相同，由于正常晚季未種植該品種，在此不作對比。

表4 不同施肥時間對再生稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

表5 黃華占不同氮肥處理下再生稻投入與產(chǎn)出 （元/hm2）

3 討論與結(jié)論

重施促芽肥長期以來被視為再生稻高產(chǎn)的關(guān)鍵措施[15-18]。但本研究表明，促芽肥對低樁機(jī)收再生稻的增產(chǎn)作用并不明顯。促芽肥對再生稻庫容量和總生物量無顯著影響。促芽肥雖然可增加有效穗數(shù)，但其作用遠(yuǎn)小于促苗肥，且還有減少每穗粒數(shù)的趨勢。筆者在田間觀察到，施用促芽肥后，黃華占頭季稻的稻瘟病明顯加重，表現(xiàn)出一定的副作用。在當(dāng)前勞動力缺乏、用工成本高的局面下，更應(yīng)減少施肥次數(shù)。因此，筆者認(rèn)為，低樁機(jī)收再生稻不必施用促芽肥。黃水明等[10-11，23-24]研究也認(rèn)為，采用低樁再生時，低節(jié)位腋芽呈休眠狀態(tài)或生理年齡較低，對稻樁營養(yǎng)物質(zhì)的依賴性小，可不施用促芽肥。本研究進(jìn)一步從產(chǎn)量形成方面證明了這一點。徐富賢等[25]認(rèn)為，促芽肥的施用與否及施用量多少，應(yīng)根據(jù)頭季稻抽穗后的長勢來決定，可根據(jù)頭季稻齊穗期葉片的SPAD值進(jìn)行預(yù)測。本研究中，頭季稻是采用“三控”施肥技術(shù)進(jìn)行管理，實行氮肥后移，使抽穗后植株營養(yǎng)狀況良好[26]，也為不施促芽肥打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。但頭季稻若按當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)習(xí)慣施肥，基肥和分蘗肥比例過高，植株往往易早衰，結(jié)果可能不同，這有待進(jìn)一步研究。

本研究表明，不論是促苗肥還是穗肥，均能顯著提高再生稻產(chǎn)量，這與前人研究結(jié)果一致[9-10，24]。增產(chǎn)原因主要是庫容量的擴(kuò)大和生物產(chǎn)量的增加。低樁再生稻所利用的基部腋芽和地下腋芽在頭季收割后才開始萌發(fā)出蘗，此時需要大量養(yǎng)分支撐發(fā)苗長穗。施用促苗肥可有效促進(jìn)早出苗、多出苗，進(jìn)而增加有效穗數(shù)，并對部分已進(jìn)入生殖生長的再生芽起到促進(jìn)穎花分化的作用，利于每穗粒數(shù)的增加，最終實現(xiàn)擴(kuò)庫增產(chǎn)。黃水明等[10，13]研究發(fā)現(xiàn)，留樁高度5 cm時，再生稻高峰苗期出現(xiàn)在頭季稻收割后15~20 d，此時施用穗肥，一方面可起到保蘗作用，提高成穗率，顯著增加有效穗數(shù)，另一方面可促進(jìn)穎花分化而增加每穗粒數(shù)，進(jìn)而擴(kuò)大庫容。所以，“促苗肥+穗肥”處理能在較“促芽肥+促苗肥+穗肥”處理施肥量減少1/3的情況下，達(dá)到與之相近的產(chǎn)量水平。本研究中的“促苗肥+穗肥”處理中，若適當(dāng)增加促苗肥和穗肥施用量，再生稻產(chǎn)量可能會更高。可見，在頭季稻適量施用穗粒肥的情況下，低樁機(jī)收再生稻不必施用促芽肥，而只需施用促苗肥和穗肥即可。

本研究條件下，再生季產(chǎn)量可達(dá)5 250 kg/hm2。由于光溫資源的限制，長江流域等地區(qū)只能蓄留高樁再生稻。高樁再生稻所利用的優(yōu)勢腋芽在頭季收割時生理年齡較大，多數(shù)已在穗分化Ⅲ期（二次枝梗和穎花分化期）以上，生育進(jìn)程快，再生季生育期短，穗小粒少，每穗粒數(shù)相當(dāng)于頭季稻的1/4~1/3[27-28]。故生產(chǎn)上以多苗多穗為主攻方向，走多穗型高產(chǎn)路線[16，19]。這也是高樁再生稻側(cè)重施用促芽肥的重要原因。在已有的高樁再生稻研究中，以同一品種黃華占為例，有效穗數(shù)多介于 350~450 個/m2之間，每穗粒數(shù)多為 55~75 粒[8，29-30]。劉懷珍等[31]在廣東的研究表明，在留樁高度40 cm時，黃華占再生季有效穗數(shù)為275.4個/m2，每穗粒數(shù)為66.1粒，再生季產(chǎn)量只有3 000 kg/hm2。本研究中，黃華占施用促苗肥+穗肥的處理再生季有效穗數(shù)為316.7個/m2，雖稍低于大部分高樁再生稻水平，但每穗粒數(shù)大幅增加，達(dá)到109.8粒，相當(dāng)于頭季的2/3。在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，大幅增加每穗粒數(shù)更易實現(xiàn)水稻高產(chǎn)[32]。低樁再生稻生育期長，單莖葉片數(shù)多，宜走大穗高產(chǎn)之路，以充分發(fā)揮再生稻光合效率高的優(yōu)勢。在低樁機(jī)收再生稻的氮肥運籌上，應(yīng)重視穗肥的施用。

在本研究條件下，黃華占再生稻產(chǎn)量遠(yuǎn)高于雜交稻深優(yōu)9516。可見，選用優(yōu)良品種是再生稻高產(chǎn)的重要前提。未來應(yīng)針對廣東不同地區(qū)生態(tài)條件，篩選或選育頭季和再生季產(chǎn)量均高、適宜機(jī)收、低位芽再生力強(qiáng)的品種（組合）。

致謝

興寧市新圩鎮(zhèn)銳嘉水稻種植專業(yè)合作社廖偉仟協(xié)助田間管理工作，特此致謝。