稻—油免耕復種連作施肥模式及減量施肥效應研究

摘要：為了建立適合湖北省稻-油復種連作制度的高產、高效和保護性、環保型生產技術體系， 2008-2010年在安陸市棠棣鎮開展了水稻-油菜復種連作雙免耕秸稈還田系統作物合理施肥模式及減量施肥效應試驗。結果表明，在相同施肥量和基肥追肥比例條件下兩種作物產量隨追肥次數的增加而提高；水稻在返青期、分蘗初期和拔節期進行3次追肥，可促進分蘗成穗、幼穗分化以及子粒灌漿充實而實現水稻高產；油菜在間苗、定苗后及12月上中旬進行3次追肥，可促進角果和子粒的形成及子粒充實而實現油菜高產；在當前習慣施肥水平基礎上水稻氮、磷肥減量8%～10%、油菜氮磷鉀肥減量9%～10%，如實行3次追肥模式可獲得高于或相當于當前習慣施肥模式的經濟產量和生產效益，從而達到增產增收和節本目的，并可降低農田受化肥污染的風險。

關鍵詞：稻-油復種；免耕；秸稈還田；施肥模式；施肥效應

中圖分類號：S511.48；S565.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）20-4870-05

Studies on Modes of Fertilization and the Effects of Fertilization Reduction in Minimum-Tilled Double Cropping System of Rice-Oilseed Rape

WANG Ji-an1，WEI Zong-lin2，YANG Te-wu3，ZHANG Si-song4，WU Jiang-sheng3，XU Zu-hong2，

FEI Hua-ping2，LI Xiao-feng2，LIU Yu-peng2

（1.Xiaogan Academy of Agricultural Sciences， Xiaogan 432000， Hubei， China；

2.Anlu Agricultural Bureau， Anlu 432600， Hubei， China；

3. College of Plant Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China；

4. General Station of Agricultural Technology Extension of Hubei Province， Wuhan 430070， China）

Abstract： In order to establish a high-yield， efficient and conservational and environment-friendly fertilization technology for double-cropping system of rice-oilseed rape in Hubei province， appropriate fertilization modes and the effects of fertilization reduction under the conditions of minimum tillage and straw mulch were studied in Tangli township， Anlu city from 2008 to 2010. The results showed that the yield of these two crops was raised by increasing the frequency of topdressing without changing the fertilization amount and the base to dressing ratio. High yield of rice was achieved by topdressing three times during the stage of returning green early tillering and jointing， which can promote tiller-earing， young spike differentiation and grain filling. For high yield of oilseed， topdressing three times after seedling thinning and final singling and during the early or middle of December can enhance the formation of pods and grains and grain filling. Compared with current level of fertilizer used， the usage of nitrogen and phosphate fertilizer for rice was reduced by 8% to 10% and the amount of nitrogen， phosphate and potassium fertilizer used for oilseed was reduced by 9% to 10%. By adopting the three-times-topdressing method， higher or equal yield and production efficiency can be achieved， comparing with current fertilizer mode. Meanwhile， the former mode can reduce the cost and decrease the risk of fertilizer pollution in farmland.

Key words： rice-oilseed rape double cropping； minimum tillage； straw mulch； mode of fertilization； effect of fertilization

稻-油復種連作是長江中下游地區一種重要的耕作制度。在我國人口持續增長而耕地面積不斷減少、從事農田作業的勞動力越來越少的形勢下，如何有效地發揮稻-油復種連作系統的生產潛力、實現農作資源的高效利用，以及降低農作生產的勞動強度和減輕農作過程對環境的負面影響，已成為我國農業可持續性發展的一個重要內容。稻-油復種免耕是將免耕和水稻-油菜復種制度結合后產生的一種新型耕作方式[1]。在現代農業生產中，少免耕及殘茬覆蓋、還田在改善生態環境、培肥地力、提高作物產量和提高資源利用效率等方面的作用已越來越受到人們的關注[2]。適宜施肥是作物高產栽培的重要技術內容，前人已開展了大量研究。曾家玉等[3]連續4年的試驗表明，在稻-油免耕復種連作系統實行秸稈還田可明顯提高油菜、水稻產量。鐘干清[4]對免耕晚稻的研究表明，氮肥采用基肥與分蘗肥、穗肥、粒肥相結合時產量和經濟效益最高。稻田免耕后由于養分趨向于在土壤表層聚集[5]，施氮量超過一定范圍時將導致水稻的氮素利用率下降，并可能造成水土污染日趨嚴重等問題[6，7]。吳玉林等[8]、鄒序安等[9]、劉雪基等[10]和鄒娟等[11]研究了稻田免耕油菜適宜施肥技術，結果表明，在氮肥用量為180 kg/hm2的條件下，50%氮肥用作基肥、50%氮肥用于苗期和抽薹期追肥時其產量和效益較優。然而，有關稻-油兩熟制雙免耕秸稈還田條件下合理施肥的研究還鮮見報道。同時，湖北省目前水稻生產中存在氮肥施用量偏高、追肥次數少等問題，絕大多數農戶將氮肥以基肥或基肥與分蘗期追肥施入，導致產量和肥料利用率低下[12]。鑒于此，本研究在安陸市開展了兩輪的稻-油免耕復種系統合理施肥模式及減量施肥效果定位試驗，旨在為推廣這一新型耕作模式建立高產、高效施肥技術體系。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗分兩輪進行，試驗地前茬為油菜。第一輪試驗期為2008年4月至2009年5月，第二輪試驗期為2009年5月至2010年5月。試驗地土壤為近代河流沖積的灰潮沙泥土，耕層土壤容重1.27 g/cm3、孔隙度51.8%；土壤pH 7.7，有機質29.51 g/kg，全氮1.34 g/kg，全磷1.68 g/kg，全鉀20.50 g/kg，堿解氮149.4 mg/kg，速效磷8.9 mg/kg，速效鉀101.0 mg/kg。

1.2 試驗品種

試驗水稻品種為揚兩優6號，油菜品種為華油雜9號。

1.3 試驗設計

試驗采用裂區設計，在參考當地習慣施肥量和施肥模式的基礎上設置施肥量和追肥次數兩種處理。主區為施肥量，設4種水平；副區為追肥模式，設3種水平（表1）。試驗隨機排列，3次重復。小區面積20 m2，小區間筑埂包膜確保不透水，周圍設保護區。氮肥施用方式見表1。磷肥全部基施，鉀肥除在分蘗期追施6 kg（K2O）/hm2外其余基施。油菜試驗加施15 kg/hm2硼砂作基肥。基肥用復合肥（15-15-15）和尿素，追肥為尿素和氯化鉀。

1.4 試驗方法

1.4.1 水稻試驗 第一輪試驗按當地常規方法進行育秧，2008年4月16日播種；第二輪試驗按旱育拋寄兩段育秧法育秧，2009年4月20日播種。

大田實行免耕和秸稈還田法栽培。大田移栽秧苗前噴施滅生性除草劑，淹水浸泡3 d（第二輪試驗為10 d）后均勻撒入15～20 cm長度油菜秸稈3 750 kg/hm2，繼續淹水浸泡8 d后施入基肥。

第一輪試驗大田經機械耕整后于5月28日人工移栽秧苗，每穴2苗，行距26.7 cm，株距15.0 cm，折合每公頃基本苗約66萬株。第二輪試驗采用免耕人工拋秧移栽，于5月23日拋秧，每公頃基本苗約169萬株。按常規方法進行管理。

1.4.2 油菜試驗 油菜按免耕直播、秸稈覆蓋法栽培。播種前3 d，大田噴施滅生性除草劑后撒施基肥。第一輪試驗采用人工撒播，于9月29日播種，第二輪試驗采用人工穴播，于9月28日播種，播量均為3 kg/hm2。播后行間均勻覆蓋6 000 kg/hm2稻草并溝灌濕潤土壤。6葉期定苗，第一輪試驗種植密度21.6萬株/hm2，第二輪試驗種植密度25.5萬株/hm2。按當地常規方法進行管理。

1.5 調查測定項目

在試驗過程中，調查不同處理作物生長發育狀況；收獲期測定不同處理作物產量、分析生產效益，取樣考察作物產量構成因素。

2 結果與分析

2.1 施肥模式對水稻產量及構成因素的影響

兩輪試驗的水稻均于9月8～9日成熟，第一輪試驗全生育期為145～146 d；第二輪試驗全生育期為141～142 d。在兩輪試驗中，減量施肥Ⅱ和減量施肥Ⅲ處理的生育進程均縮短1 d。

方差分析結果表明，在第一輪試驗中，水稻產量在施肥量處理間達差異顯著水平，但追肥次數及其與施肥量處理的交互作用未達到差異顯著水平；在第二輪試驗中，水稻產量在施肥量和追肥次數處理間均達差異顯著水平，但施肥量與追肥次數處理的交互作用未達到差異顯著水平，說明施肥量是影響稻-油免耕復種連作系統水稻產量的主要因素，追肥次數在一定條件下也有明顯影響。表2結果顯示，在兩輪試驗中，隨著施肥量的減少，水稻平均產量呈下降趨勢，常量施肥處理與減量施肥Ⅰ相比差異不顯著，但兩處理顯著高于減量施肥Ⅱ和Ⅲ的處理；在追肥次數處理中，水稻產量隨追肥次數的增加而明顯提高，3次追肥處理的平均產量顯著高于2次和1次追肥處理。

圖1為第一輪試驗水稻產量結果。結果顯示，在所有施肥處理中，以常量施肥3次追肥處理產量最高，為8 683.5 kg/hm2，但與常量施肥的1次和2次追肥、減量施肥Ⅰ的2次和3次追肥處理及減量施肥Ⅱ的3次追肥處理間差異未達顯著水平；產量最低者為減量施肥Ⅲ的1次追肥處理，為7 000.0 kg/hm2，但三種減量施肥的不同追肥次數處理間差異不顯著。產量構成因素考察結果表明，產量較高的常量施肥水平的3次追肥和2次追肥處理的單位面積有效穗數、每穗總粒數和實粒數及千粒重均較高，而產量較低的減量施肥Ⅲ的1次追肥和2次追肥及減量施肥Ⅱ的1次追肥處理的每穗總粒數和實粒數及千粒重均較低。

圖2結果顯示，在第二輪試驗中以常量施肥水平3次追肥處理產量最高，達10 225.0 kg/hm2，顯著高于其他處理；產量最低者為減量施肥Ⅲ中的1次追肥處理，但與減量施肥Ⅲ的另兩種追肥處理和減量施肥Ⅱ不同追肥處理，以及減量施肥Ⅰ的1次追肥處理間產量差異不顯著。產量構成因素考察顯示，產量最高的常量施肥3次追肥處理單位面積有效穗數、每穗實粒數及千粒重最高，而減量施肥Ⅲ的1次追肥和2次追肥處理的單位面積有效穗數、每穗實粒數及千粒重最低。

以上說明，在稻-油免耕復種連作系統中不同施肥模式主要通過影響水稻分蘗成穗、幼穗分化以及子粒灌漿充實而影響水稻產量形成。

2.2 施肥模式對油菜產量及構成因素的影響

第一輪試驗油菜于2009年5月30～31日成熟，全生育期為243～244 d，其中，減量施肥Ⅱ和Ⅲ處理的生育期縮短1 d；在第二輪試驗中，因氣溫較常年偏低，油菜于2010年5月14日成熟，全生育期228 d，不同處理間生育期無明顯差異。

方差分析表明，在兩輪試驗中，不同施肥量和追肥次數的處理間油菜經濟產量達差異顯著水平，但施肥量與追肥次數處理間交互作用不顯著，說明施肥量和追肥次數對油菜產量均存在明顯影響。表3結果顯示，在第一輪試驗中，隨著施肥量的減少，油菜平均產量呈顯著下降趨勢；在第二輪試驗中，以減量施肥Ⅰ的平均產量最高，減量施肥Ⅲ的平均產量最低，減量施肥Ⅱ與常量施肥處理的平均產量相近。在兩輪試驗中，隨追肥次數的增加油菜產量顯著提高。

圖3顯示，在第一輪試驗中，油菜產量最高者為常量施肥的3次追肥處理，為2 926.7 kg/hm2，顯著高于除常量施肥2次追肥處理外的其他處理；產量最低者為減量施肥Ⅲ的1次追肥處理，顯著低于除減量施肥Ⅲ的2次追肥和減量施肥Ⅱ的1次追肥處理外的其他處理。產量構成因素考察表明，常量施肥3次追肥和2次追肥處理的千粒重最大、角果粒數較多，而減量施肥Ⅲ的1次追肥和2次追肥處理的單株有效一級分枝數、有效角果數及千粒重均最低。

圖4結果顯示，在第二輪試驗中，油菜經濟產量以減量施肥Ⅰ的3次追肥處理產量最高，為2 245.0 kg/hm2，顯著高于除減量施肥Ⅰ的2次追肥和1次追肥及常量施肥和減量施肥Ⅱ的3次追肥處理外的其他處理；產量最低者為減量施肥Ⅲ的1次追肥處理，顯著低于除減量施肥Ⅲ的2次追肥處理和減量施肥Ⅱ的1次追肥處理外的其他處理。產量構成因素考察表明，減量施肥Ⅰ的3次追肥處理的單株有效角果數最多，千粒重較高，而在產量最低的減量施肥Ⅲ的1 次追肥處理中單株有效一級分枝數和有效角果數最低。

以上表明，在稻-油免耕復種連作系統實行合理施肥模式可促進油菜角果和子粒的形成，并可促進子粒充實，從而提高油菜產量。

2.3 不同施肥模式下周年作物生產效益分析

生產效益分析表明，不同施肥模式的作物生產效益存在明顯差異（表4）。在兩輪試驗中，周年作物凈產值均以常量施肥的3次追肥處理最高；在第一輪試驗中，平均周年作物凈產值隨著施肥量的增加而提高，而在第二輪試驗中以減量施肥Ⅰ處理最高；在相同施肥量下，周年作物凈產值均隨追肥次數的增加而提高（表4）。兩輪試驗表明，在減量施肥Ⅰ的施肥量基礎上實行3次追肥，周年作物凈產值接近甚至高于常量施肥1次追肥處理（表4），從而達到節本增效目的，并可降低農田化肥污染的風險。

在兩輪試驗中，水稻平均凈產值隨施肥量的增加而提高，凈產值均以常量施肥的3次追肥最高，減量施肥Ⅲ中2次追肥處理最低（表4）。在第一輪試驗中，在常量施肥和減量施肥Ⅱ處理中，隨著追肥次數的增加水稻凈產值提高；在減量施肥Ⅰ處理中以2次追肥處理凈產值最高，在減量施肥Ⅲ處理中以3次追肥處理凈產值最高；在第二輪試驗中，在常量施肥處理中隨著追肥次數的增加水稻凈產值提高，而在其他減量施肥處理中均以3次追肥處理凈產值最高（表4）。

表4分析表明，在第一輪試驗中，油菜平均凈產值隨施肥量的增加而上升，而在第二輪試驗中以減量施肥Ⅰ最高，減量施肥Ⅲ最低；在相同施肥量下，除第二輪試驗的常量施肥處理外油菜凈產值隨追肥次數的增加而提高。在第一輪試驗中，油菜凈產值以常量施肥的3次追肥處理最高，而在第二輪試驗中以減量施肥Ⅰ的3次追肥處理最高。

3 小結

在稻-油免耕復種連作和秸稈還田生產系統中，施肥量和追肥次數對作物產量具有明顯影響。在相同施肥量和基施比的條件下，增加追肥次數可促進水稻和油菜增產，特別是水稻增施拔節孕穗肥、油菜增施臘肥的增產、增收效益較明顯。合理的施肥模式可促進水稻分蘗成穗、幼穗分化及子粒灌漿充實而提高水稻產量，可促進油菜角果和子粒形成及子粒充實而提高油菜產量。在當前習慣施肥量基礎上，水稻氮、磷肥施用量減少8%～10%并實行2次或3次追肥，油菜氮、磷、鉀肥施用量減少9%～10%并實行3次追肥，可獲得高于或相當于當前常規施肥模式的經濟產量和生產效益，并可降低農田化肥污染的風險，有效消除農田秸稈污染。

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