鋅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)·產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響

摘要 為探索皖江流域水稻生長(zhǎng)發(fā)育與營(yíng)養(yǎng)特性對(duì)鋅肥的響應(yīng)，在安徽省宣城市設(shè)置不施肥（CK）、農(nóng)民習(xí)慣施肥（FFP）、在農(nóng)民習(xí)慣施肥的基礎(chǔ)上分別施鋅肥（ZnSO4·7H2O）20和40 kg/hm2（FFP+Zn20和FFP+Zn40）4個(gè)處理的水稻田間小區(qū)試驗(yàn)，研究鋅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明，與FFP相比，F(xiàn)FP+Zn20和FFP+Zn40增加了水稻千粒重和結(jié)實(shí)率，其中FFP+Zn40水稻千粒重和結(jié)實(shí)率的增幅達(dá)到顯著水平（P<0.05）；FFP+Zn40顯著增加了水稻產(chǎn)量和凈收益，增幅分別為14.5%和15.6%。氮鋅配施，有利于水稻成熟期葉、莖鞘和穗的氮、鋅含量的增加，其中FFP+Zn40的增幅最高。增施鋅肥有利于該區(qū)域水稻增產(chǎn)增收和提質(zhì)，施用N、P2O5、K2O各164、54、126 kg/hm2，配合基肥土施鋅肥40 kg/hm2的效果最優(yōu)。

關(guān)鍵詞 鋅肥；水稻；產(chǎn)量；鋅吸收；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào) S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2024）21-0134-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.028

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Zinc Fertilizer Application on Rice Yield and Nutrient Absorption

LI Ruo-qing1， YUAN Man-man2， SUN Yi-xiang2

（1.Agriculture and Rural Bureau in Xuanzhou District， XuaFHqa/g2cceiZ4QrZgBe88TMbQcYMzlnGF+jf7nw/jEk=ncheng City， Xuancheng， Anhui 242000; 2.Institute of Soil and Fertilizer， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei， Anhui 230031）

Abstract In order to explore the response of rice growth， development， and nutritional characteristics to zinc fertilizer in the Yangzi River Basin. Field experiment with four plots were set up with no fertilizer （CK）， farmers’ customary fertilizer practice （FFP） and zinc fertilizer （ZnSO47H2O） of 20 and 40 kg/hm2 （FFP+Zn20， FFP+Zn40） based on FFP to study the effects of zinc fertilizer on rice growth， yield， and nutrient absorption. The results showed that compared with FFP， FFP+Zn20 and FFP+Zn40 increased 1 000-grain weight and seed-setting rate of rice，with FFP+Zn40 achieving a significant increase in the 1 000-grain weight and seed-setting rate（P<0.05）. The yield and net benefit of FFP+Zn40 were the highest in the four treatments， increasing significantly by 14.5% and 15.6% compared with FFP. The combined application of N and Zn is beneficial for the increase of N and Zn content in the leaves， stems， sheaths， and panicles of rice at maturity， with FFP+Zn40 having the highest increase. Increasing the application of zinc fertilizer is beneficial for increasing yield， income， and quality of rice in the region. The application of N，P2O5，and K2O at 164， 54， 126 kg/hm2 respectively， combined with the application of ZnSO4·7H2O at 40 kg/hm2 in the base fertilizer soil， has the best effect.

Key words Zinc fertilizer;Rice;Yield;Zinc absorption;Economic benefit

作者簡(jiǎn)介 李若清（1971—），男，安徽宣城人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事植物營(yíng)養(yǎng)及肥料研究與推廣工作。

*通信作者，研究員，博士，從農(nóng)業(yè)資源高效利用研究。

收稿日期 2023-11-28

水稻是中國(guó)及亞洲人民的主要口糧，水稻不僅高產(chǎn)而且穩(wěn)產(chǎn)，對(duì)解決世界人口的吃飯問(wèn)題和維持糧食安全具有非常重要的作用［1］。水稻的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程受環(huán)境條件影響較大，如氣候、土壤肥力及其養(yǎng)分供應(yīng)等［2］。對(duì)于同一地區(qū)、同一品種的作物，養(yǎng)分的供應(yīng)對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)具有重要影響。水稻在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程除了需要大量營(yíng)養(yǎng)元素，還需要多種中微量元素［3］。

氮是植物生長(zhǎng)必須營(yíng)養(yǎng)元素，是植物體內(nèi)大分子的重要組成部分，對(duì)酶活、碳氮代謝和光合作用都有一定的影響［4］。鋅在蛋白質(zhì)合成、酶的催化及光合作用等重要生物過(guò)程中發(fā)揮不可替代的作用，同時(shí)還參與細(xì)胞分蘗、增殖，維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是水稻生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素之一［5］。同時(shí)鋅也是與人體健康密切相關(guān)的必需營(yíng)養(yǎng)元素［6］。土壤是作物體內(nèi)鋅的主要來(lái)源。據(jù)報(bào)道，我國(guó)耕地有50%以上存在缺鋅問(wèn)題［7］。土壤缺鋅造成水稻生長(zhǎng)容易出現(xiàn)缺鋅癥狀，造成株高降低、新葉失綠發(fā)黃、分蘗抽穗延后，最終導(dǎo)致水稻產(chǎn)量下降［8］。施鋅可以促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，充足的鋅能促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，提高養(yǎng)分吸收能力，從而提高莖稈強(qiáng)度，增加水稻株高及其抗逆性［9］；施鋅肥還可以促進(jìn)水稻分蘗，提高有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，同時(shí)增加籽粒鋅含量，從而顯著提高水稻品質(zhì)和產(chǎn)量［10］。我國(guó)大約60%的居民以稻米為主食，因此，通過(guò)施鋅肥提高稻米產(chǎn)量和鋅營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)直接影響國(guó)民的身體健康［6，11］。

宣城市宣州區(qū)常年水稻種植面積穩(wěn)定在6萬(wàn)hm2左右，四稻混栽，既有早稻和雙晚，又有中稻和單季晚稻，以麥稻、油稻、煙稻和雙季稻種植模式為主，是安徽省重要的稻米生產(chǎn)基地。該區(qū)域是土壤缺鋅的典型區(qū)域之一，通過(guò)合理的施肥措施促進(jìn)宣州區(qū)水稻提質(zhì)增產(chǎn)，對(duì)于保障全國(guó)糧食安全具有重要意義。因此，筆者通過(guò)田間小區(qū)試驗(yàn)，研究施鋅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響，為鋅肥的合理施用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2022年5—11月，在安徽省宣城市宣州區(qū)楊柳鎮(zhèn)華山村（30°49′41″N，118°38′37″E）進(jìn)行。試驗(yàn)土壤為水稻土土類沙泥田土種，質(zhì)地為黏質(zhì)壤土，地力等級(jí)三級(jí)，0～20 cm土壤性質(zhì)：pH 5.8、全氮2.1 g/kg、有機(jī)質(zhì)14.8 g/kg、有效磷18.0 mg/kg、速效鉀94.0 mg/kg，土壤有效鋅含量1.36 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

小區(qū)試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，各處理小區(qū)長(zhǎng)7 m，寬5 m，面積為35 m2。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行，各處理區(qū)之間用塑料薄膜的土埂隔開，單排單灌，避免串灌串排。

處理①：不施肥處理（CK）；處理②：常規(guī)施肥（FFP），即基肥施尿素180 kg/hm2和復(fù)合肥225 kg/hm2，抽穗期施鉀肥75 kg/hm2和N∶P2O5∶K2O為18∶12∶18的復(fù)合肥225 kg/hm2，合計(jì)施用N、P2O5、K2O各164、54、126 kg/hm2；處理③（FFP+Zn20）：常規(guī)施肥處理基礎(chǔ)上，基肥時(shí)，土施鋅肥20 kg/hm2；處理④（FFP+Zn40）：常規(guī)施肥處理基礎(chǔ)上，基肥時(shí)，土施鋅肥40 kg/hm2。

尿素N含量為46%，鉀肥為KCl型，K2O含量為60%，普通復(fù)合肥48%，N∶P2O5∶K2O養(yǎng)分含量為18∶12∶18，鋅肥為ZnSO4·7H2O。

1.3 試驗(yàn)管理及采樣

水稻品種為雜交稻五豐優(yōu)T025，于2017年7月1日播種，7月23日移栽，手工插秧，種植密度為13.6萬(wàn)穴/hm2?；蕰r(shí)間為7月22日，穗肥時(shí)間為8月25日，11月1日成熟收獲。收獲前，每個(gè)小區(qū)采2穴，考種，其余全部收獲測(cè)產(chǎn)。水稻產(chǎn)量換算至14%含水量。各處理除施肥不同外，灌排水和除病蟲害等管理措施相同。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

水稻施肥經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算：水稻收購(gòu)價(jià)以2.7元/kg計(jì)算，凈收入=稻谷收入-成本（肥料成本+人工成本）。

使用WPS Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，使用IBM SPSS Statistics 21中的Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果及分析

2.1 生育期

由表1可知，不同施肥處理對(duì)水稻生育期影響差異不明顯，水稻的生育期為122～124 d，CK水稻的生育期最短，而FFP水稻生育期最長(zhǎng)。

2.2 產(chǎn)量構(gòu)成

由表2可知，與CK相比，施肥顯著提高水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，分別增加了13.8%～15.2%、3.9%～8.3%和0.8%～7.6%。與FFP相比，增施鋅肥對(duì)水稻有效穗數(shù)和穗粒數(shù)影響不顯著。鋅肥的用量顯著影響水稻的千粒重和結(jié)實(shí)率。FFP+Zn40水稻的千粒重和結(jié)實(shí)率顯著高于其他處理，其中，千粒重分別比FFP+Zn20和FFP顯著增加了3.9%和6.7%，結(jié)實(shí)率分別比FFP+Zn20和FFP顯著增加了7.8%和6.6%。

2.3 產(chǎn)量

不同處理水稻產(chǎn)量范圍為7 086～9 714 kg/hm2，其中，CK產(chǎn)量最低，F(xiàn)FP+Zn40產(chǎn)量最高（圖1）。與CK相比，施肥顯著增加了水稻產(chǎn)量，增幅為19.8%～37.1%。與FFP相比，增施鋅肥增加了水稻產(chǎn)量，F(xiàn)FP+Zn20和FFP+Zn40分別增加了3.0%和14.5%，其中FFP+Zn40的增產(chǎn)幅度達(dá)到了顯著水平（P<0.05）。

2.4 地上部干物質(zhì)

由表3可知，施肥增加了水稻生育期單株地上部干物積累，在不同生育期，水稻單株地上部干物重FFP+Zn40>FFP+Zn20>FFP>CK。不同生育期，水稻單株地上部干物重施肥處理比CK的增幅不同，表現(xiàn)為隨著水稻生長(zhǎng)發(fā)育增幅逐漸擴(kuò)大，在抽穗期增幅最高，到成熟期有所下降。成熟期，水稻單株地上部干物重FFP+Zn40、FFP+Zn20和FFP分別比CK增加了27.5%、20.5%和14.0%。

2.5 不同施肥處理對(duì)水稻鋅吸收和分配的影響

由表4可知，水稻增施鋅肥可以顯著提高水稻成熟期各組織部位的鋅含量。與CK相比，F(xiàn)FP增施了氮肥，水稻成熟期葉、莖鞘和穗的鋅含量分別增加了2.0%、3.8%和3.8%，但未達(dá)到顯著水平。與CK相比，F(xiàn)FP+Zn20和FFP+Zn40水稻成熟期各組織部位的鋅含量顯著增加（P<0.05），葉、莖鞘和穗的鋅含量分別增加了11.4%和14.8%、13.4%和15.6%、19.5%和22.6%。FFP+Zn40水稻成熟期各組織部位的鋅含量比FFP+Zn20高，但未到達(dá)顯著水平。

2.6 不同施肥處理對(duì)水稻氮吸收和分配的影響

由表5可知，水稻增施氮肥和鋅肥可以顯著提高水稻成熟期各組織部位的氮含量。與CK相比，F(xiàn)FP增施了氮肥，水稻成熟期葉、莖鞘和穗的氮含量均增加，分別為16.2%、9.2%和14.3%。與CK相比，F(xiàn)FP+Zn20和FFP+Zn40水稻成熟期各組織部位的鋅含量顯著增加（P<0.05），葉、莖鞘和穗的鋅含量分別增加了27.4%和33.3%、13.8%和18.5%、25.0%和31.2%。與FFP相比，F(xiàn)FP+Zn20和FFP+Zn40水稻成熟期葉、莖鞘和穗的鋅含量分別顯著增加了9.6%和14.7%、4.2%和8.5%、9.4%和14.8%。FFP+Zn40比FFP+Zn20增加了水稻成熟期各組織部位的氮含量，其中穗部氮含量增加達(dá)顯著水平（P<0.05）。

2.7 經(jīng)濟(jì)效益

由表6可知，由于產(chǎn)量增加，施肥處理水稻產(chǎn)值比CK增加了3 783～7 100元/hm2，增幅為19.8%～37.1%。與FFP相比，F(xiàn)FP+Zn20和FFP+Zn40水稻種植成本增加了45和90元/hm2，純收入分別增加了648和3 227元/hm2，增幅分別為3.1%和15.6%。

3 小結(jié)與討論

在土壤缺鋅條件下，增施鋅肥，可以使作物產(chǎn)量明顯提升［11-12］。水稻產(chǎn)量隨施鋅量的增加先上升后下降［12］。研究表明水稻鋅肥用量范圍為10～150 kg/hm2，水稻鋅增產(chǎn)效果與土壤缺鋅程度密切相關(guān)［12］，但也與氮、磷肥的運(yùn)籌及水稻品種相關(guān)［13-15］，一般認(rèn)為水稻增產(chǎn)效果最佳的鋅用量范圍為15～50 kg/hm2 ［12］。該研究設(shè)置的2個(gè)鋅肥用量（20和40 kg/hm2）在該范圍內(nèi)，從產(chǎn)量結(jié)果分析施鋅肥40 kg/hm2的FFP+Zn40增產(chǎn)效果最好。這可能與該研究中水稻土壤有效鋅含量水平較低有關(guān)［16-18］。但進(jìn)一步增施鋅肥能否繼續(xù)增加水稻產(chǎn)量，有待開展相關(guān)研究。鋅肥品種、施用方式、施用時(shí)期等因素對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，也是今后關(guān)注的重點(diǎn)。

從產(chǎn)量構(gòu)成角度分析，施鋅肥促成水稻產(chǎn)量增加的原因是增加了籽粒千粒重和結(jié)實(shí)率，這與尹彩俠等［19］研究結(jié)果一致。該研究開展時(shí)，連續(xù)陰雨導(dǎo)致水稻較往年減產(chǎn)，水稻結(jié)實(shí)率下降，但FFP+Zn40的結(jié)實(shí)率顯著高于其他處理，保證了水稻增產(chǎn)。

氮、鋅配施對(duì)籽粒鋅含量的影響通常有兩種觀點(diǎn)：一是認(rèn)為施氮不會(huì)增加鋅含量［20-21］，二是認(rèn)為施氮可以促進(jìn)籽粒鋅含量提高［22-23］，目前，針對(duì)小麥已多見(jiàn)研究，而在水稻上的研究仍少見(jiàn)［24］。施氮肥和鋅肥可以提高水稻成熟期各組織的鋅和氮含量，提高水稻的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)［25］，該研究在相同氮水平下，增施鋅肥顯著增加水稻穗鋅含量和氮營(yíng)養(yǎng)水平，與之一致，但在相同鋅肥水平下，增施氮肥能否提高水稻鋅營(yíng)養(yǎng)有待進(jìn)一步研究。研究表明，水稻在氮鋅配施下富鋅效果增強(qiáng)，可能與鋅離子在尿素作用下進(jìn)一步滲透表皮，從而進(jìn)入葉片組織有關(guān)［20-21，26］，經(jīng)由韌皮部運(yùn)轉(zhuǎn)，再到達(dá)籽粒胚乳，水稻籽粒鋅含量因此增加，但其深層次的生理機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

研究表明，在農(nóng)民習(xí)慣施肥的基礎(chǔ)上，增施鋅肥40 kg/hm2可以使水稻增產(chǎn)14.5%，同時(shí)種植水稻凈收入增加15.6%。因此，F(xiàn)FP+Zn40有利于宣城市水稻增產(chǎn)增收。

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