施肥模式及栽插密度對四川丘區(qū)水稻生長及產(chǎn)量的影響

歐陽裕元，陳英立，蘭漢軍，朱從樺，余俊奇，刁 友，李旭毅

（1四川省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所，成都610066；2中江縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川德陽618100）

0 引言

水稻是四川省最主要的糧食作物之一，常年種植面積約200萬hm2[1-2]。近年來，隨著農(nóng)村勞動生產(chǎn)力逐年向城市轉(zhuǎn)移，水稻種植逐漸從分散個體向種植大戶轉(zhuǎn)變，這就對生產(chǎn)方式、作業(yè)成本、生產(chǎn)效率提出了更高要求，因此，機插秧在四川推廣面積逐年擴大[3-7]。但在水稻生產(chǎn)中，種植大戶為了追求高產(chǎn)，往往過量投入氮肥，這不僅造成氮肥浪費，還容易引起后期易倒伏、貪青、病蟲害發(fā)生率提升、稻米品質(zhì)變差等系列問題[8-11]，圍繞氮肥運籌和栽插密度對水稻生產(chǎn)的影響前人開展了大量研究，周江明[12]通過施氮水平和種植密度互作研究表明氮水平和移植密度對水稻產(chǎn)量有顯著影響，但其互作效應不顯著；孫永健等[13]通過不同施氮量和株距研究表明，施氮量及株距對機插稻結(jié)實期物質(zhì)轉(zhuǎn)運、各營養(yǎng)器官養(yǎng)分轉(zhuǎn)運及最終產(chǎn)量均存在顯著的調(diào)控作用；楊世民[14]通過田間裂區(qū)試驗研究了氮肥水平和栽插密度對水稻倒伏的影響，結(jié)果表明，莖稈基部節(jié)間的倒伏指數(shù)與施氮量和栽插密度極顯著相關(guān)。水稻機械插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)是運用配有深施肥裝置的水稻插秧機，配合符合側(cè)深施肥要求的肥料，在水稻機械化插秧時同步完成精確定量深施肥并進行覆蓋，既能提高施肥環(huán)節(jié)機械化率、節(jié)省勞動力投入，又能提升氮肥利用率、減少氮肥投入量，實現(xiàn)水稻綠色高產(chǎn)[12-16]，符合當下四川省水稻規(guī)模化種植提質(zhì)增效的需求。為探究機械化側(cè)深施肥技術(shù)對四川省丘陵區(qū)水稻生長及產(chǎn)量的影響，以‘蜀優(yōu)217’及‘天優(yōu)湘99’為材料，在中江開展機械化側(cè)深施肥技術(shù)相關(guān)研究，以期為四川丘區(qū)水稻機械化側(cè)深施肥技術(shù)的進一步推廣示范提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于2019年在中江縣黃鹿鎮(zhèn)寶塘村試驗基地進行。試驗田塊為砂壤土，排灌方便，前茬為小麥。耕作層有機質(zhì)含量為24.50 g/kg、速效氮63.12 mg/kg、速效磷9.46 mg/kg、速效鉀70.54 mg/kg、全氮1.64 g/kg、全磷0.83 g/kg、全鉀17.43 g/kg。

1.2 試驗設(shè)計

試驗以重穗型品種‘蜀優(yōu)217’（生育期156天）、穗粒兼顧型品種‘天優(yōu)湘99’（生育期153天）為材料，4月15日以毯狀秧盤進行旱育秧，每盤播種量為70 g，5月25日用久保田SPU-68C插秧機進行機插，采用兩因素裂區(qū)設(shè)計。主區(qū)為施肥模式，N1處理為機械化側(cè)深施肥，施氮量為180 kg/hm2，肥料類型為緩釋復合肥，栽插同時通過機械一次性施入；N2處理為傳統(tǒng)施肥，施氮量為180 kg/hm2，底肥類型為普通復合肥，追肥為尿素，底肥追肥均通過人工撒施，氮肥運籌以基肥:孽肥:穗肥比為6:2:2施用，分蘗肥于栽插后7天施用，穗肥于拔節(jié)后15天施用；磷鉀肥總用量同N1。裂區(qū)為栽插密度，D1處理栽插密度20.85萬穴/hm2，規(guī)格為30 cm×16 cm；D2處理栽插密度16.65萬穴/hm2，每個處理設(shè)置3個重復小區(qū)，小區(qū)面積48 m2，各處理間筑土埂，并用塑料薄膜包裹。試驗統(tǒng)一按照各處理要求的密度和施肥模式設(shè)計水平進行施肥、移栽，4月15日播種，5月25日統(tǒng)一移栽。生產(chǎn)管理措施同大田生產(chǎn)，嚴格控制病、蟲、草害。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 干物質(zhì)調(diào)查 在齊穗期和成熟期，每個小區(qū)按照平均分蘗數(shù)（取樣前調(diào)查30叢水稻分蘗數(shù)，并計算平均分蘗數(shù)）選取代表性植株3株，分葉、莖鞘和穗，105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重后稱量。

1.3.2 群體動態(tài)調(diào)查 從每個小區(qū)另選長勢比較一致的連續(xù)15穴，于移栽后5天、移栽后20天、拔節(jié)期、抽穗期、齊穗期和成熟期調(diào)查一次總莖蘗數(shù)，同時折算成單位面積群體莖蘗數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成 收獲前，每個小區(qū)調(diào)查30叢的有效穗，按照平均穗數(shù)取6叢代表性植株，調(diào)查結(jié)實率、每穗粒數(shù)、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成指標；每個小區(qū)去除左右各2行邊行，剩余部分3等分，用機器收獲，晾曬侯用上海青浦綠洲LDS-1H谷物水分測定儀測定水分，計算產(chǎn)量。

1.3.4 計算方法

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 7.05軟件進行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用最小顯著差法LSD檢驗平均數(shù)(P≤0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥模式和密度對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

施肥模式和栽插密度對水稻產(chǎn)量影響達顯著水平，兩者互作達顯著水平（表1～2），但不同品種間存在一定差異，‘蜀優(yōu)217’在2種栽插密度下，側(cè)深施肥模式產(chǎn)量均顯著高于傳統(tǒng)施肥模式，同一施肥模式下，高密度栽植(30 cm×16 cm)產(chǎn)量均較低密度栽植(30 cm×20 cm)高，但不同栽植密度對產(chǎn)量影響不顯著；‘天優(yōu)湘99’在2種栽插密度下，側(cè)深施肥產(chǎn)量均高于傳統(tǒng)施肥，低密度栽插下，增產(chǎn)顯著，而高密度栽插條件下，增產(chǎn)不顯著，同一施肥模式下，低密度栽植較高密度栽植產(chǎn)量更高。本試驗條件下，2個品種側(cè)深施肥模式產(chǎn)量均高于傳統(tǒng)施肥模式，但密度間有所差異，‘蜀優(yōu)217’在栽插密度為30 cm×16 cm時產(chǎn)量最高，而‘天優(yōu)湘99’在栽插密度為30 cm×20 cm時產(chǎn)量最高。

表1 施肥模式及栽插密度對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

表2 不同施肥模式及栽插密度下產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的方差分析

從產(chǎn)量構(gòu)成看，不同栽插密度和施肥模式對水稻有效穗數(shù)產(chǎn)生顯著或極顯著影響，且兩者互作達極顯著水平，栽插密度對有效穗產(chǎn)生極顯著影響，對穗粒數(shù)影響顯著、千粒重、結(jié)實率影響不顯著，通過與施肥模式互作，對穗粒數(shù)產(chǎn)生極顯著影響；施肥模式對有效穗產(chǎn)生顯著影響，對穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重影響不顯著，栽插密度和不同施肥模式均主要通過提升有效穗增加稻谷產(chǎn)量。不同品種之間產(chǎn)量構(gòu)成有差異，‘蜀優(yōu)217’側(cè)深施肥高密度下產(chǎn)量更高，因為有效穗增加后每穗粒數(shù)和結(jié)實率穩(wěn)定，而‘天優(yōu)湘99’側(cè)深施肥低密度產(chǎn)量更高，原因為有效穗雖然顯著提高但穗部每穗粒數(shù)和結(jié)實率降低。

2.2 施肥模式和密度對水稻群體的影響

由圖1可知，不同栽插密度和施肥模式下，水稻各時期生育群體均存在差異，隨著栽插密度的增加，苗期至拔節(jié)期水稻分蘗明顯增加，到齊穗期高密度有效穗較低密度多，但差距縮小，表明高密度前期分蘗數(shù)過大，易形成無效分蘗。從不同施肥模式看，側(cè)深施肥較傳統(tǒng)施肥模式，各生育時期水稻群體均有所增加，苗期至拔節(jié)期群體數(shù)量優(yōu)勢巨大，表明側(cè)深施肥能提升水稻群體。高密度栽插條件下，在確保高產(chǎn)群體需求的前提下應及時采取措施控苗，減少無效分蘗的產(chǎn)生。

圖1 施肥模式及栽插密度對不同水稻品種群體動態(tài)的影響

從成穗率看，不同品種之間分蘗能力和成穗率差異較大（圖2），‘天優(yōu)湘99’成穗率顯著低于‘蜀優(yōu)217’，從不同施肥模式看，側(cè)深施肥有利于早生快發(fā)，進而促進中低節(jié)位分蘗，提高成穗率；從栽插密度看，增加栽插密度，最高苗峰值顯著提高，通風透光性減弱，無效分蘗增加，成穗率降低。

圖2 施肥模式及栽插密度對不同水稻品種成穗率的影響

2.3 施肥模式和密度對水稻干物質(zhì)積累的影響

由表3～4可知，品種間干物質(zhì)積累量差異達顯著水平。不同施肥模式下，拔節(jié)前干物質(zhì)積累差異達極顯著水平；不同栽插密度下，拔節(jié)前及拔節(jié)—齊穗期干物質(zhì)積累差異極顯著?！駜?yōu)217’齊穗前輸出物質(zhì)的貢獻率更大，表明該品種抽穗期干物質(zhì)的積累更重要，因此，側(cè)深施肥模式下，高密度栽插可提高莖鞘輸出量，增加轉(zhuǎn)運貢獻，從而提高產(chǎn)量；‘天優(yōu)湘99’干物質(zhì)輸出量小，對產(chǎn)量貢獻率低，提高輸出轉(zhuǎn)運能力，其增產(chǎn)效果不顯著。

表3 不同施肥模式及栽插密度對水稻干物質(zhì)積累的影響

表4 不同施肥模式及栽插密度下水稻干物質(zhì)積累的方差分析

2.4 施肥模式和密度對水稻干物質(zhì)轉(zhuǎn)運的影響

由表5～6可知，品種間莖鞘輸出量及齊穗期干物質(zhì)積累量差異顯著，施肥模式對葉片輸出量及貢獻率產(chǎn)生極顯著影響，而栽插密度則對莖鞘、輸出總量和轉(zhuǎn)運率產(chǎn)生極顯著影響。從不同品種看，‘蜀優(yōu)217’在側(cè)深施肥模式下，齊穗期干物質(zhì)積累量顯著增加，同時轉(zhuǎn)運率顯著提升，從而有效提升產(chǎn)量；而‘天優(yōu)湘99’在2種施肥模式下輸出和轉(zhuǎn)運差異不顯著，在傳統(tǒng)施肥模式下高密度栽插干物質(zhì)輸出總量和轉(zhuǎn)運率、貢獻率均顯著提升，而側(cè)深施肥模式下不同栽插密度間差異不顯著。

表5 不同施肥模式及栽插密度對水稻干物質(zhì)輸出及轉(zhuǎn)運的影響

表6 不同施肥模式及栽插密度下水稻干物質(zhì)輸出及轉(zhuǎn)運的方差

3 結(jié)論

施肥模式和栽插密度對水稻產(chǎn)量有顯著影響，且互作效應顯著，增加有效穗同時穩(wěn)定穗粒結(jié)構(gòu)是產(chǎn)量提升的主要因素。本試驗條件下，‘蜀優(yōu)217’在側(cè)深施肥模式下，栽插規(guī)格為30 cm×16 cm時產(chǎn)量最高，而‘天優(yōu)湘99’在側(cè)深施肥模式下，栽插規(guī)格為30 cm×20 cm時產(chǎn)量最高，品種間存在一定差異；對其產(chǎn)量構(gòu)成分析表明‘蜀優(yōu)217’側(cè)深施肥有效穗顯著增加，同時每穗粒數(shù)和結(jié)實率穩(wěn)定，而‘天優(yōu)湘99’有效穗增加后，每穗粒數(shù)和結(jié)實率降低；進一步分析表明，側(cè)深施肥有利于早生快發(fā)，進而促進中低節(jié)位分蘗，提高成穗率；同時顯著提升葉片輸出量及貢獻率。

4 討論

施肥模式和栽插密度通過對水稻的構(gòu)成因素、成穗率、干物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運產(chǎn)生影響進而影響水稻產(chǎn)量，長期以來施肥模式和栽插密度既是栽培學家研究的熱點，也是生產(chǎn)上調(diào)節(jié)產(chǎn)量的重要手段，本研究結(jié)果表明，施肥模式和栽插密度對‘蜀優(yōu)217’、‘天優(yōu)湘99’產(chǎn)量（表1～2）、成穗率（圖2）及養(yǎng)分轉(zhuǎn)運（表5～6）均存在顯著或極顯著影響，但不同品種間表現(xiàn)出一定差異，這表明在栽培時，應根據(jù)不同品種選擇適宜的施肥模式和在栽插密度，從而優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，提高各時期養(yǎng)分轉(zhuǎn)運，從而獲得高產(chǎn)。這與易茜等[28]對機插秧側(cè)深施肥技術(shù)的研究結(jié)果“機械側(cè)深施技術(shù)既能降低施肥成本，又能穩(wěn)產(chǎn)，值得大面積推廣應用”基本一致，但應根據(jù)品種特性、地域特征、土壤肥力綜合影響導致，優(yōu)化水稻群體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)水稻豐產(chǎn)。從本研究的結(jié)果看，側(cè)深施肥較傳統(tǒng)施肥模式，各生育時期水稻群體均有所增加，苗期至拔節(jié)期群體數(shù)量優(yōu)勢巨大（圖1），但高密度栽插條件下，容易造成群體過大，影響通風透光，因此在確保高產(chǎn)群體需求的前提下應及時采取措施控苗，減少無效分蘗的產(chǎn)生。隨著栽插密度增加，2個參試品種最高苗峰值均顯著提高，通風透光性減弱，無效分蘗增加，成穗率降低（圖2）。側(cè)深施肥模式下，‘蜀優(yōu)217’高密度栽插可提高莖鞘輸出量，增加轉(zhuǎn)運貢獻，從而提高產(chǎn)量；而‘天優(yōu)湘99’干物質(zhì)輸出量小，對產(chǎn)量貢獻率低，提高輸出轉(zhuǎn)運能力，其增產(chǎn)效果不顯著。因此，側(cè)深施肥模式下，因根據(jù)品種特性，選擇適宜的栽插密度，本試驗為2種不同類型品種在不同施肥模式下，不同栽插密度對其產(chǎn)量及生長影響的分析，為生產(chǎn)上實現(xiàn)源庫協(xié)調(diào)，最終實現(xiàn)豐產(chǎn)提供了參考依據(jù)，而不同施肥模式與栽插密度對水稻氮肥利用效率的影響有待于進一步研究。