新型控釋肥機插側(cè)深施對江淮中稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

吳文革 季雅嵐 許有尊 孫雪原 鐘成虎 束孝海 徐立宏 張兆東 王玉軍 甘劍鋒 江洪強 何畢 胡根生 王宏斌 吳紅星

（1安徽省農(nóng)業(yè)科學院 水稻研究所，合肥230031；2茂施農(nóng)業(yè)科技有限公司，安徽 青陽242800；3安徽省水稻機插側(cè)深施肥技術研發(fā)團隊，合肥230031；*第一/通訊作者：aasrri＠163.com）

我國人口眾多，長期以來糧食生產(chǎn)壓力巨大，高產(chǎn)超高產(chǎn)一直是水稻等口糧作物主要栽培目標。施肥不僅能提高土壤肥力，而且也是提高作物單位面積產(chǎn)量的重要措施[1-3]。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計，化肥在對農(nóng)作物增產(chǎn)的總份額中約占40%～60%。中國能以占世界9%的耕地養(yǎng)活了占世界近20%的人口，化肥起到舉足輕重的作用。然而長期過量施肥，不僅增加生產(chǎn)成本，造成肥料利用率和增產(chǎn)效應遞減，還加大環(huán)境壓力[4-7]，在水稻上還影響稻米品質(zhì)特別是食味品質(zhì)[8-10]。近年我國開展化肥農(nóng)藥“0增長”行動[11-12]，以控制化肥、農(nóng)藥的施用，節(jié)約水資源；其中，減肥是以提高肥料利用效率、保證糧食作物產(chǎn)量為前提，研究表明有多種技術途徑，如改善農(nóng)田條件、選用肥料利用率高效品種、根據(jù)栽培目標和需肥規(guī)律分次精準施用、采用新型肥料（如控釋肥、保持性肥料、長效肥、水溶性肥料等）、采用機械化深施等。2016年以來，本研究室聯(lián)合茂施農(nóng)業(yè)科技有限公司，針對江淮主推稻作中秈和中粳稻，開發(fā)了基于生物基的包膜新型控釋肥[13-14]，同時結(jié)合機插秧技術研究，開展機插側(cè)深施肥技術研究，初步探明江淮雜交中秈、常規(guī)中粳水稻機插側(cè)深施肥的減肥量。本文就2020年在江淮地區(qū)不同點的機插秧側(cè)深減量施肥技術試驗、示范結(jié)果，梳理分析了不同處理下的產(chǎn)量和肥料利用率變化，并總結(jié)了江淮中稻機插秧側(cè)深施肥技術，以為生產(chǎn)提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

雜交中秈稻試驗地點分別選在安徽省滁州市定遠縣（A區(qū)，32°52′N，117°68′E）、蕪湖市南陵縣（B區(qū)，30°92′N，118°33′E）、天長市（C區(qū)，32°7′N，119°E）、安慶市桐城市（D區(qū)，31°05′N，116°95′E）、潛山市（E區(qū)，30°62′N，116°53′E）和合肥市肥東縣（F區(qū)，31°88′N，117°47′E）6個地方；常規(guī)中粳稻試驗地點選在安徽省合肥市廬江縣（G區(qū)，31°25′N，117°28′E）、六安市舒城縣（H區(qū)，31°47′N，116°93′E）和安徽九成農(nóng)場（安慶市宿松縣境內(nèi)，I區(qū)，30°15′N，116°12′E）3個地方。

1.2 供試材料與試驗方法

供試材料選用當?shù)刂髟云贩N，雜交中秈稻徽兩優(yōu)898、常規(guī)中粳稻鎮(zhèn)稻18。統(tǒng)一于5月20日秧盤育秧，適齡（秈稻21 d秧齡、粳稻23 d秧齡）機插；栽插規(guī)格：秈稻30.0 cm×14.8 cm、粳稻30.0 cm×12.4 cm，采用大區(qū)內(nèi)設重復小區(qū)方式，大區(qū)之間做雙膜埂或用0.5 m高的PVC隔離板隔離（埋深25 cm，人工加固），分設進出水口，單灌單排，防竄水竄肥。除施肥方式和肥料按處理設計外，其他農(nóng)事管理均相同。病蟲害防治按當?shù)夭∠x防治方案進行。

1.3 試驗設計

針對兩組試驗，分別研制了雜交中秈稻專用控釋復合肥（簡稱MFx），其N、P2O5、K2O含量為51%（NP2O5-K2O=27-9-15，其中控釋N≥12%，釋放期30 d∶80d=1∶1）；常規(guī)中晚粳稻專用控釋復合肥（簡稱MFj），其N、P2O5、K2O含量為51%（N-P2O5-K2O=26-9-16，其中控釋N≥14%，釋放期40 d∶90 d=1∶2，控釋鉀≥6%）。通過側(cè)深施肥栽插方式，用基肥施肥水平差異作為單因素處理，采用完全隨機試驗設計，以傳統(tǒng)常規(guī)肥料人工撒施（T1）、減氮施肥（T2）和不施肥（T3）為對照，共設8個處理，各試驗處理機插面積≥600 m2，具體見表1。

表1 雜交中秈稻、常規(guī)中粳稻機插側(cè)深施肥處理設計

1.4 測定項目及方法

每個大區(qū)取3個點，每個點割10～20 m2，脫粒后稱重測定水分含量，換算至標準水分含量，折算實際產(chǎn)量。

氮肥利用效率（PFPN）：氮肥偏生產(chǎn)力=水稻實際產(chǎn)量/氮肥總施用量

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2018和SPASS 20.0進行處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對生育進程的影響

從表2可以看出，T4處理生育期最長；與T3處理相比，機插側(cè)深施肥處理均延長了水稻生育進程。中粳稻T3處理下生育期最短，T1和T2生育期均表現(xiàn)為雜交中秈稻早于常規(guī)中粳稻15～13 d；T4～T8處理間生育進程差異不顯著，T8處理生育期相對較長。

表2 簡化減量施肥對中稻生育進程的影響 （單位：d）

2.2 對產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

2.2.1 對雜交中秈稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

從表3可見，T3處理產(chǎn)量最低，T4處理產(chǎn)量最高。T5與T4處理產(chǎn)量差異不顯著；T6處理產(chǎn)量雖比T4處理低50.1 kg/hm2，但差異亦不顯著，與T1、T2處理產(chǎn)量基本一致；T7處理產(chǎn)量較T4處理低13%，顯著低于另外4個側(cè)深施肥處理；T8處理在T6處理的基礎上增施1次孕穗肥后產(chǎn)量有提高，但不明顯。氮肥利用率（偏生產(chǎn)力）表現(xiàn)為T7＞T6＞T5＞T4＞T8＞T2＞T1，除T6處理與T7處理差異不顯著外，其余處理都顯著低于T7處理；一次性側(cè)深施肥處理與常規(guī)施肥不減氮（T1）相比，PFPN都顯著增加；T8處理PFPN與T2處理基本一致。

表3 簡化減量施肥對雜交中秈稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

2.2.2 對常規(guī)中粳稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

從表4可見，中粳稻產(chǎn)量除T6處理稍高于T1處理外，變化規(guī)律與雜交中秈稻基本一致，T4處理產(chǎn)量最高，T3處理產(chǎn)量最低，具體為T4＞T5＞T2＞T6＞T1＞T8＞T7＞T3；一次性側(cè)深施肥減量處理間，除T5處理外，其余均與T4處理差異顯著，與T1、T2處理差異不顯著。各處理間氮肥利用率（偏生產(chǎn)力）變化與中秈稻一致，其中，T6處理PFPN較T7處理降低6%，T5處理PFPN較T7處理降低13%，較T6處理降低7%。

表4 簡化減量施肥對黨規(guī)中粳稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

3 討論

在減少氮肥施用量的前提下提高產(chǎn)量已成為當下水稻優(yōu)質(zhì)高效綠色生產(chǎn)的重要工作。通過研究江淮地區(qū)不同簡化減量條件下機插秧側(cè)深施肥技術表明，與傳統(tǒng)模式（T1）相比，控釋復合肥一次性側(cè)深施肥減量20%（T6）的情況下，產(chǎn)量均顯著提高或無明顯差距；在減量20%的情況下增施1次孕穗肥（T8），產(chǎn)量較T6處理有一定提高，但差異不顯著。相同肥料水平下，控釋復合肥一次性側(cè)深施肥（T4）與T2處理相比，雜交中秈稻產(chǎn)量提高7.7%，常規(guī)中粳稻產(chǎn)量提高6.8%。簡化施肥次數(shù)（減少施肥2次）除大幅降低人力成本外，也說明控釋肥后期釋放效果較好，滿足了中后期水稻對養(yǎng)分的需求。魯立明等[15]通過對比水稻機插秧同步側(cè)深施肥技術下不施基肥、常規(guī)施肥、側(cè)深施肥減量20%和36%施肥處理，發(fā)現(xiàn)側(cè)深施肥可提高肥效，其中純N使用量減10%處理產(chǎn)量增加11%以上。羅翔等[16]通過試驗發(fā)現(xiàn)，80%常規(guī)施肥量+側(cè)深施肥處理產(chǎn)量最佳，與本研究結(jié)果一致。這主要是因為水稻側(cè)深施肥相較于常規(guī)施肥，可顯著減少基肥施用量，確保秧苗初期的生長量，加快分蘗，提高單位面積有效穗數(shù)，從而達到提高產(chǎn)量、高效低污染的效果[17-19]。

側(cè)深施肥技術能減少肥料揮發(fā)，增強水田對氮的吸附，減少流失，在一定程度上減少了生態(tài)環(huán)境污染。水稻機插秧同步側(cè)深施肥技術可顯著提高肥料利用率，促進糧食高產(chǎn)，具有較好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益[20]。從本研究結(jié)果看，控釋復合肥一次性側(cè)深施肥處理氮肥利用率（偏生產(chǎn)力）與對照T1和T2相比均有提高，側(cè)深施肥處理間減量越大氮肥利用率（偏生產(chǎn)力）越高，其中減量20%加施穗肥處理肥料利用率最低。與傳統(tǒng)模式（T1）相比，側(cè)深施肥處理下氮肥利用率（偏生產(chǎn)力）雜交中秈稻提高20.3%～48.9%，常規(guī)中粳稻提高17.6%～45.0%；相同肥料水平下，雜交中秈稻側(cè)深施肥處理下氮肥利用率（偏生產(chǎn)力）提高6.0%～31.1%，常規(guī)中粳稻提高7.0%～31.8%。楊成林和王麗妍[21]通過對比4種側(cè)深施肥方式試驗，結(jié)果均表現(xiàn)出比常規(guī)施肥氮肥農(nóng)學利用率顯著提高，可能是因為側(cè)深施肥方式可以將肥料均勻地施入水稻根系處，提高了根系對肥料的吸收利用率，減少了因表施或噴施造成的養(yǎng)分流失、揮發(fā)等，另一方面在水稻生長前期就顯著提高了氮素利用率，進而將整個生育進程的的氮素利用率都提高到了較高的平臺[22]。同時，研究還通過將傳統(tǒng)習慣性多次施肥簡化為一次性（一基一追）施肥，除了大幅節(jié)省勞動力成本外，依托新型肥料為載體不僅能精簡插秧和施肥過程，而且還能降低施肥量，提高肥料利用率[22-23]。這主要是因為控釋復合肥是高效兼環(huán)境友好型肥料，有緩釋放和控釋放養(yǎng)分的功能，可通過調(diào)節(jié)并改善作物生長過程中的需肥規(guī)律來釋放養(yǎng)分，顯著減少養(yǎng)分由于揮發(fā)、淋溶、徑流等引起的損失，較大程度提高作物生長季的氮肥利用效率，減輕因過度無效施肥對農(nóng)業(yè)環(huán)境造成的污染[24-25]。

4 結(jié)論

水稻機插秧側(cè)深同步一次性（一基一追）簡化減量施肥技術可有效實現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，配合控釋復合肥的施用，可以更大程度的提高氮肥利用率。試驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)施肥相比，氮肥用量降低20%配合一次性側(cè)深施肥基本可以平產(chǎn)（或略增），但是可以顯著提高氮肥利用率；從肥料運籌方式來看，基肥側(cè)深施+1次追肥方式均比對照增產(chǎn)，考慮到優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)中需降低后期氮肥用量，可采取基肥側(cè)深施+分蘗肥的方式。綜合來看，在江淮地區(qū)不同的簡化減量條件下機插秧側(cè)深施肥技術，施氮量比傳統(tǒng)施肥降低20%，達到高產(chǎn)量低成本，提高氮肥利用率以及減少稻田氮素損失，實現(xiàn)水稻節(jié)本增收、穩(wěn)產(chǎn)高效以及環(huán)境友好的可持續(xù)生產(chǎn)。