水稻綠色栽培減施增效施肥技術(shù)及其應(yīng)用研究

陳紹榮，邵建華，張明澤，楊 君，句夢娜

(1.江西省鷹潭市余江區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村糧食局 江西鷹潭 335200；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所 江蘇南京 210014；3.內(nèi)蒙古東寶大田生物科技有限公司 內(nèi)蒙古包頭 014036)

多年的生產(chǎn)實踐證明，化肥對我國水稻生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了不可替代的作用，化肥對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率超過了50%。但由于化肥過量施用，造成了許多負(fù)面效應(yīng)，如：化肥過量施用，水稻無法完全吸收，多余的養(yǎng)分便進(jìn)入土壤、水體、大氣等造成環(huán)境污染，嚴(yán)重破壞生態(tài)，影響人體健康；化肥施用過量引起土壤板結(jié)、酸化、鹽漬化及重金屬污染，使土壤的有效肥力下降，降低了水稻產(chǎn)量和品質(zhì)。為了推動水稻生產(chǎn)的綠色發(fā)展，減施增效施肥技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1 水稻綠色栽培減施增效施肥技術(shù)的科學(xué)內(nèi)涵

1.1 “大三元”生態(tài)肥是水稻減施增效的主推肥料

“大三元”生態(tài)肥是近20年來國內(nèi)創(chuàng)新推出的高吸收利用率、高經(jīng)濟(jì)效益、高生態(tài)效益的新型復(fù)合肥料，包括無機(jī)化肥、新型有機(jī)肥和微生物肥等三重營養(yǎng)成分，其綠色增效機(jī)制如下。

(1)活化土壤養(yǎng)分，大幅提高水稻對化肥及有機(jī)肥中有效養(yǎng)分的吸收利用率[1]?！按笕鄙鷳B(tài)肥中的微生物能促進(jìn)土壤中潛在的難溶態(tài)的營養(yǎng)成分活化，增加土壤中水稻能吸收利用的有效養(yǎng)分的庫容，其中的固氮菌可增加土壤中有效氮的供給，解磷、解鉀菌能活化土壤中難吸收的磷、鉀、硅等養(yǎng)分?！按笕鄙鷳B(tài)肥中的有機(jī)成分，如腐殖酸、氨基酸、小分子肽等，可大幅提高水稻對肥料及土壤中有效營養(yǎng)成分的吸收利用效率,而且腐殖酸、氨基酸是許多中微量營養(yǎng)元素和有益營養(yǎng)元素的最佳螯合劑，螯合成本低，螯合活性高。更重要的是腐殖酸還可通過促進(jìn)和調(diào)節(jié)水稻的新陳代謝，使水稻吸鉀量增加一倍以上。

(2)促進(jìn)葉綠素形成，提高光合作用效率。據(jù)研究[2]，腐殖酸能促進(jìn)葉綠素的形成，大幅提高光合作用效率。

(3)提高酶的活性，促進(jìn)水稻新陳代謝。據(jù)李安民等[2]的研究，腐殖酸鈉可提高水稻的抗壞血酸氧化酶、多酚氧化酶的活性，促使水稻新陳代謝作用旺盛。

(4)促進(jìn)根系生長，提高水稻對養(yǎng)分的吸收利用。李安民等[2]研究指出，腐殖酸能促進(jìn)水稻根系生長、根幅擴(kuò)大、根干質(zhì)量增加、根的活力明顯提高。

(5)提高水稻的抗脅迫能力?！按笕鄙鷳B(tài)肥中的腐殖酸、微生物及硅等的活性成分能提高水稻的抗?jié)?、抗旱、抗寒及抗病蟲害能力。

(6)“大三元”生態(tài)肥的多重有效成分可以優(yōu)化生態(tài)，治理修復(fù)污染土壤，特別是治理重金屬污染效果較好。

1.2 硅肥在水稻減施增效中占有重要位置

國內(nèi)外大量研究及實踐應(yīng)用證明[3]，硅是水稻生長的必需營養(yǎng)元素，而且是需求量占第一位的營養(yǎng)元素。有資料指出[4]，每生產(chǎn)1 t稻谷，需從土壤中吸收二氧化硅200～220 kg，需求量超出氮、磷、鉀三要素的總量。水稻體內(nèi)的硅酸含量為氮的10倍、磷的20倍。硅能提高水稻同化CO2的能力及產(chǎn)量，主要是硅能使水稻桿硬、葉挺，使葉片開張度變小，減少遮陰，增大田間透光率，增加葉片厚度，延長功能葉壽命，特別是可提高水稻群體中下部葉片的光合作用效率。硅肥能使水稻莖葉細(xì)胞膜硅質(zhì)化，使莖桿變粗，莖葉硬度增加，第一伸長節(jié)間明顯縮短，大大提高抗倒伏能力。硅肥能有效促進(jìn)根系發(fā)育，增強(qiáng)根系活力，提高其對水分、養(yǎng)分的吸收能力。硅肥還能增強(qiáng)水稻的抗病能力，減少紋枯病、黑條矮縮病的發(fā)生。施硅還能活化土壤中的難溶態(tài)養(yǎng)分，提高土壤磷的釋放率。施用硅肥還能改善稻米品質(zhì)，提高出糙率和精米率，減小膠稠度，提高品質(zhì)并改善口感。

1.3 生物刺激素是水稻減施增效的最佳選擇

大量的研究資料及應(yīng)用實踐表明，應(yīng)用生物刺激素是水稻減施增效的最佳選擇。生物刺激素能提高水稻對化肥有效成分的吸收利用率；能促進(jìn)氮肥的緩慢釋放和螯合中微量營養(yǎng)元素及有益營養(yǎng)元素；能夠活化土壤養(yǎng)分，使無效養(yǎng)分有效化，低效養(yǎng)分高效化，速效養(yǎng)分長效化，增加土壤養(yǎng)分供給；能有效促進(jìn)水稻新陳代謝，提高其營養(yǎng)效率，增強(qiáng)對生物脅迫和非生物脅迫抵抗能力及高效修復(fù)土壤的退化與污染。

1.4 添加螯合態(tài)中微量元素，平衡水稻營養(yǎng)

由于稻農(nóng)在實踐中往往忽視中微量肥料的施用，致使稻田中水稻需要的中微量營養(yǎng)元素越來越少。水稻對鋅元素特別敏感，很多稻農(nóng)喜歡施用無機(jī)鋅，但無機(jī)鋅易與土壤中的磷酸鹽發(fā)生反應(yīng)生成水不溶物，使鋅元素失去活性。本項目將無機(jī)鋅用氨基酸螯合生成氨基酸鋅，提高了鋅元素的活性，平衡了水稻營養(yǎng)，減少了氮、磷、鉀三元素的用量。

2 水稻綠色發(fā)展減施增效施肥技術(shù)應(yīng)用實例

2.1 試驗示范概況

試驗示范地點(diǎn)：江西省鷹潭市余江區(qū)鄧埠鎮(zhèn)三宋村委會上宋家小組。

試驗示范戶：家庭農(nóng)場。

試驗示范面積：共12.7畝(1畝=667 m2)，其中減施增效施肥大區(qū)示范田10畝，小區(qū)試驗田1畝，常規(guī)測土施肥對照田(CK)1.7畝。

常規(guī)測土施肥處理：底肥為16-16-16復(fù)合肥，40 kg/畝；根際追肥為尿素，10 kg/畝。

供試土壤理化性狀：土壤為潴育性水稻土，w(有機(jī)質(zhì))為5.02%，w(全氮)為0.75%，w(速效磷)為0.01%，w(速效鉀)為0.37%，pH為6.1，電導(dǎo)率為75.6 μS/cm。

試驗示范肥料：骨鈣粉型“大三元”生態(tài)肥(N-P2O5-K2O=10～15-5-10～15)和腐殖酸硅[w(有效硅)為2.1%]，內(nèi)蒙古東寶大田生物科技有限公司；r-氨基丁酸，南寧漢和生物科技股份有限公司；海藻精，山東潔晶集團(tuán)恒泰海洋生物科技有限公司；阿氏解硅菌劑，河北萌邦水溶肥料股份有限公司；氨基酸鋅，南京地博農(nóng)業(yè)科技有限公司。

供試水稻品種：黃花粘。

2.2 一季中稻減施增效施肥技術(shù)規(guī)程

底肥：畝施15-5-10骨鈣粉型“大三元”生態(tài)肥40 kg+腐殖酸硅20 kg+阿氏解硅菌劑400 g。

根際追肥：封行前畝施10-5-15“大三元”生態(tài)肥20 kg。

葉面追肥：拔秧前一天，畝葉面噴施r-氨基丁酸稀釋液(稀釋5 000倍)15 kg；分蘗盛期葉面噴施2次海藻精稀釋液(稀釋1 500倍)，畝用量15 kg，間隔15 d；拔節(jié)始期畝葉面噴施r-氨基丁酸稀釋液(稀釋5 000倍)30 kg。

2.3 減施增效施肥技術(shù)試驗示范的肥效觀測

2.3.1 根系生長

減施增效施肥技術(shù)對水稻根系生長的影響見表1。

表1 減施增效施肥技術(shù)對水稻根系生長的影響

由表1可知：減施增效施肥處理對水稻根系生長的促進(jìn)作用比CK處理的顯著，根幅擴(kuò)大35.90%，根鮮質(zhì)量增加36.36%，最長新根長度增加42.37%。強(qiáng)大的根系能夠吸收更多的營養(yǎng)物質(zhì)，奠定了增產(chǎn)、提質(zhì)的基礎(chǔ)。

考察了生物刺激素r-氨基丁酸對水稻秧苗返青、發(fā)根的影響，數(shù)據(jù)見表2。

表2 r-氨基丁酸對水稻返青、發(fā)根的影響

由表2可知：噴施r-氨基丁酸的秧苗返青日期比CK處理的提前2 d，根系生長明顯優(yōu)于CK處理的，表明r-氨基丁酸對水稻的發(fā)根作用顯著。

2.3.2 葉綠素含量

減施增效施肥技術(shù)對水稻葉綠素相對含量(SPAD值)的影響見表3。

表3 減施增效施肥技術(shù)對水稻SPAD值的影響

由表3可知，減施增效施肥處理的SPAD值增大，尤其是在抽穗成熟期，減施增效施肥處理的SPAD值比CK處理的增加31.33%。

2.3.3 莖葉生長

我國武術(shù)文化研究發(fā)文量呈現(xiàn)該趨勢的原因主要體現(xiàn)在：一是武術(shù)文化是以武術(shù)技擊技術(shù)為核心，以中國文化哲學(xué)為基礎(chǔ)的產(chǎn)物，關(guān)于該主題的研究在武術(shù)研究和文化研究之后，因此2007年以前的發(fā)文量相對較少。二是2007年是北京奧運(yùn)會前夕，武術(shù)項目申奧呼聲較高，武術(shù)文化的相關(guān)理論與實踐研究受到學(xué)者們的關(guān)注，發(fā)文量急劇上升。三是發(fā)文量整體呈現(xiàn)波浪趨勢，說明了我國武術(shù)文化研究道路坎坷，學(xué)者們的學(xué)術(shù)熱情起起伏伏，但近些年隨著一帶一路、體育深化改革政策的推進(jìn)，武術(shù)文化交流、傳播與傳承問題再次備受關(guān)注。

減施增效施肥技術(shù)對水稻莖葉生長的影響見表4。

由表4可知，與CK處理相比，減施增效施肥處理的水稻莖葉生長旺盛，表明肥效顯著。

表4 減施增效施肥技術(shù)對水稻莖葉生長的影響

2.3.4 產(chǎn)量要素

減施增效施肥技術(shù)對水稻產(chǎn)量要素的影響見表5。

表5 減施增效施肥技術(shù)對水稻產(chǎn)量要素的影響

根據(jù)表5數(shù)據(jù)可知：在化肥用量(氮磷鉀折純量)減少24.4%的條件下，減施增效施肥處理的理論產(chǎn)量比CK處理的增加20.05%，主要增產(chǎn)因素是實粒數(shù)的增加和千粒質(zhì)量的增大。

2.3.5 抗生物脅迫

減施增效施肥技術(shù)對水稻抗生物脅迫的影響見表6。

表6 減施增效施肥技術(shù)對水稻抗生物脅迫的影響

由表6可知，應(yīng)用減施增效施肥技術(shù)，能夠提高水稻對稻縱卷葉螟、水稻稻紋枯病、稻曲病的抵抗能力，可以減少生物脅迫等帶來的損失。

2.3.6 實收產(chǎn)量

減施增效施肥技術(shù)對水稻產(chǎn)量(干谷)的影響見表7。

表7 減施增效施肥技術(shù)對水稻產(chǎn)量(干谷)的影響

由表7可知，減施增效施肥大區(qū)示范田平均畝產(chǎn)517.96 kg，常規(guī)測土施肥對照田平均畝產(chǎn)435.29 kg，示范田比對照田增產(chǎn)18.99%。

2.4 討論與分析

2.4.1 化肥折純量比較

減施增效施肥與常規(guī)測土配方施肥的化肥折純量見表8。

表8 減施增施肥與常規(guī)測土施肥的化肥折純量

由表8可知，減施增效施肥處理化肥折純量比CK處理的減少24.4%，其中N減少27.3%，P2O5減少53.1%，K2O 增加了9.4%。

2.4.2 減施增效施肥技術(shù)的增產(chǎn)機(jī)制

減施增效施肥技術(shù)在減少化肥折純量的情況下，增施了有機(jī)硅肥和生物硅肥，而且施用的化肥中融合了有機(jī)肥、微生物肥和生物刺激素，充分滿足了水稻的營養(yǎng)需求；特別是添加了水稻大量需要的硅營養(yǎng)成分，加上腐殖酸、氨基酸及骨鈣粉中所含的小分子肽及中微量元素，起到了提高水稻營養(yǎng)效率、活化土壤養(yǎng)分和抗生物脅迫能力的作用，從而大幅提高了水稻的單位面積產(chǎn)量，產(chǎn)生了較好的生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

采用綠色栽培減施增效施肥技術(shù)可以改善和提高水稻各項生理指標(biāo)水平，減少各種病害的發(fā)病率，不僅提高了水稻產(chǎn)量，而且提高了抗生物脅迫能力，有助于推動水稻生產(chǎn)的綠色發(fā)展。