豫南稻區再生稻精確定量施肥技術探討

劉祥臣 豐大清* 鄭志松 張強 余貴龍 藍黎明 趙海英劉守堯 黃靖元

（1信陽市農業科學院，河南信陽464000；2河南省農業科技發展中心，鄭州450000；*通訊作者：fdqkyk@126.com）

豫南是河南省水稻主產區，常年種植面積43.1萬hm2，占全省水稻總種植面積的83.4%，在糧食生產中占有十分重要的地位。經過多年的試驗研究及示范推廣，豫南稻區的再生稻種植技術基本成熟，“中稻+再生稻”已成為當地新的種植模式，也是提高該區水稻生產水平、增加種植效益的有效途徑[1-7]。探索合理的肥水運籌，進一步完善豫南稻區再生稻高產栽培技術，實現豫南稻區再生稻“高產、優質、高效、生態、安全”綜合目標是下一步研究的重要工作。

在水稻栽培管理中，合理的施肥能有效調控群體質量、促進穎花分化、提高結實率和粒重，進而增加產量。對再生稻來說，施肥也是打破腋芽休眠、促進腋芽發育、保障再生芽萌發及再生莖穗形成的重要調控措施[8-10]。目前，在我國水稻生產成本中，肥料一般占50%以上，過量施肥、不合理施肥不僅造成肥料利用率下降，大量肥料被浪費，環境受到污染，而且降低了水稻產量和品質，影響食用安全。精確計算肥料用量，節約用肥，合理運籌，是實現水稻生產“高產、優質、高效、生態、安全”綜合目標的關鍵技術[11]。

為探索豫南稻區再生稻精確施肥技術，筆者根據水稻精確定量栽培理論與技術原理，圍繞再生稻兩季均衡高產的栽培目標設計了本試驗，以期探索出豫南稻區再生稻經濟合理的施肥方案，實現高產，提高再生稻的種植效益。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與試驗材料

試驗于2017年在信陽市農業科學院試驗田（東經114°05＇，北緯 32°07＇）進行。試驗地前茬為冬閑田，整地施肥前對土壤養分進行檢測，結果為：pH值6.5，有機質10.78 g/kg，全氮0.085%，全磷0.051%，速效鉀79.3 mg/kg。供試水稻品種為雜交秈稻兩優6326

1.2 試驗設計

3月4日播種，播種前催芽至90%以上種子破胸露白，采用大棚缽苗旱育秧，于4月14日移栽至大田。行株距33 cm×14 cm，栽插密度1.44萬叢/667 m2，各小區間做埂，實行單獨水肥管理，小區面積54 m2。小埂外包薄膜防竄水竄肥。

根據精確定量栽培原理，設定頭季稻目標產量為700 kg/667 m2，以基礎產量 350 kg/667 m2、當季氮肥利用率45%，每百kg籽粒吸氮1.8 kg計，頭季稻每667 m2需施氮肥 14.8 kg，分 4 次施入（基肥∶穗肥=6∶4，底肥∶分蘗肥=7∶3），分別為底肥 6.22 kg、分蘗肥 2.66 kg，氮∶磷∶鉀=2∶1∶2。再生季目標產量為 350 kg/667 m2，以基礎產量150 kg/667 m2、當季氮肥利用率40%計，再生季每667 m2約需施氮肥9.0 kg，分2次施，分別為促芽肥6.5 kg、促苗肥2.5 kg。以施氮量不同共設5個處理：CK，目標施肥量；A，比目標施肥量多50%；B，比目標施肥量多25%；C，比目標施肥量少25%；D，比目標施肥量少50%（具體用量見表1）。每個處理3次重復。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 群體動態

移栽后每小區選擇相鄰的5株（邊行除外）確定為觀察株，每周調查1次，記載莖蘗發育動態。

表1 各處理氮肥設計（kg/667 m2）

圖1 不同處理的莖蘗動態

表2 不同施氮量對頭季稻后期光合速率的影響[μmol（/m2·s）]

1.3.2 光合效率

采用Li-6400型（Li-cor公司）便攜式光合儀分別在頭季稻齊穗期、促芽肥施用前及頭季稻收獲前進行光合速率測定。取樣時扣除邊行后每個處理隨機選5個單株，在天氣晴朗日照穩定的上午9∶00-11∶00，采用6 cm2的標準葉室對每個單株的劍葉中部進行光合速率測定，重復3次。

1.3.3 產量及產量構成要素

于頭季稻和再生稻成熟期分別取樣測產，每處理隨機選取10叢稻進行考種，調查有效穗數、穗粒數等，計算結實率和再生率，并測定千粒重。收獲時，各小區單打單收，風干計產。

1.3.4 紋枯病發病率

成熟期隨機抽取80叢，調查病株數。

1.3.5 倒伏率

頭季稻收割前遇到暴雨及強對流天氣，造成部分小區倒伏嚴重，用目測法比較倒伏面積占小區面積的百分比（倒伏率=倒伏面積/小區面積）。

1.3.6 莖鞘干物質量

頭季稻收割期每小區選擇代表性植株20莖，去掉稻穗、葉片和根系，烘干稱干物質量。

1.3.7 再生率

頭季稻收獲后20 d，每處理連續選5叢，調查原莖數和再生莖數（再生率=再生莖數/原莖數）。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 16.0數據處理系統對數據進行整理及統計分析。氮肥產量=施N后總產量/施 N 量；邊際產量=[產量處理i-產量處理（i-1）]/[純 N量處理i-純 N 量處理（i-1）]；邊際收益=[收入處理i-收入處理（i-1）]/[純 N 費用處理i-純 N 費用處理（i-1）]。

2 結果與分析

2.1 對頭季稻莖蘗動態的影響

由圖1可看出，各處理在移栽后10 d進入分蘗盛期，在移栽后30 d左右莖蘗數達到最高值，此后莖蘗數開始下降，至孕穗期基本穩定。最高莖蘗數表現為A＞B＞CK＞C＞D，處理間呈現出隨氮肥用量增加而分蘗發生早、發生量大的趨勢，說明增加氮肥施用可使前期分蘗大量發生，使分蘗高峰提前出現，莖蘗總數多；有效穗數隨施氮量的降低而下降，成穗率則相反；而氮肥不足會導致前期莖蘗不足，不能形成足夠的群體。

2.2 對水稻灌漿期凈光合速率的影響

水稻葉片光合速率和光合功能期是影響光合生產能力的兩個重要因素，而作物產量則主要來源于光合生產力。提高作物的光合生產力是進一步提高其光能利用率的主要途徑，但要大幅度提高光能利用率必須依賴于光合速率的提高和葉片光合功能期的延長。

從表2可以看到，在水稻抽穗期，葉片的光合速率表現為A＞CK＞B＞C＞D，大致呈現出隨施氮量的減少而降低的趨勢，低氮肥水平的處理C、D顯著低于其他處理，且差異達到極顯著水平，而處理A、CK、B之間則差異較小，表明施氮不足導致抽穗期光合速率降低，光合能力下降；在水稻的乳熟期，也是水稻灌漿的高峰期，此時光合速率最高，同化的光合產物最多，各處理光合速率值最高，不同施氮水平間差異未達極顯著水平；而在成熟期，各處理葉片的光合速率表現為B＞CK＞A＞D＞C，也大致呈現隨施氮量減少而下降的趨勢，以處理B最高，與CK差異不顯著，顯著高于處理A，極顯著高于處理D和處理C。表明在水稻成熟期，充足的氮肥供應可以延緩光合功能的衰退，而過量的氮肥則可能造成群體過大導致內部競爭激烈而早衰。

表3 不同施氮量對頭季稻產量及其構成因素的影響

表4 不同施肥量對頭季抗倒伏、紋枯病及再生能力的影響

2.3 對頭季稻產量及其構成因子的影響

從表3可以看出，各處理的有效穗數隨施氮量的減少而降低，處理D顯著或極顯著低于其他處理，說明氮肥的不足會導致有效穗數顯著降低。穗粒數與有效穗數呈相同的趨勢，均隨施氮量的減少而減少，處理C顯著低于高氮水平的處理A、B和CK，但也顯著高于更低施氮水平的處理D，說明充足的氮肥是促進穎花分化，形成足夠“庫”的必要條件。結實率與粒重各處理間差異不大。理論產量隨施氮量的增加而增加，表現為處理 A＞B＞CK＞C＞D，高氮水平的處理 A、B、CK 極顯著的高于低氮水平的處理C、D，而處理C與處理D間的差異也達到了極顯著水平；實測產量以CK最高，并與其他處理差異達極顯著水平，其次是處理B。從田間長勢來看，處理A、B長勢旺盛，但其有效穗中中小穗偏多，田間郁閉，紋枯病發生較重，抗倒伏能力差，雖然構建了足夠的“庫”和強大的“源”，但其弱勢籽粒灌漿不充分，且所占比例較大，進而導致小區實測產量極顯著低于CK。

2.4 對頭季稻抗倒伏、紋枯病及再生能力的影響

從圖1可以看出，施氮量與單位面積的莖蘗數成正比，增施氮肥有利于形成更多的有效穗數，雖然在一定范圍內，水稻的產量與有效穗數呈顯著正相關，但過量的莖蘗會造成稻田群體過大，株間競爭加劇，并影響通風和基部葉片的受光，致使植株纖弱、紋枯病發生加重、抗倒伏能力下降，不僅影響了頭季稻的產量，也影響了再生能力及再生季的產量。再生稻頭季收割前遭遇強對流天氣，造成部分小區出現倒伏，經調查可以看出，頭季稻倒伏情況呈現出隨施氮量的增加而加重的趨勢，處理A、B倒伏情況極顯著高于CK、處理C和處理D；就紋枯病的危害指數來說，也基本呈現隨施氮量的增加而加重的的趨勢，其中施氮量最大的處理A顯著高于其他處理。

從表4可以看出，CK莖鞘干物質量最大，與其他處理達極顯著差異。表明其氮肥用量合適，運籌合理，不僅頭季稻產量較高，而且其再生發穗能力也最強；但調查再生率卻發現，再生率表現為處理A＞B＞CK＞C＞D，呈現出隨施氮量增加而增加的趨勢，表明充足的氮肥供應有助于再生芽的萌發。進一步調查發現，處理A、B萌發的再生穗多是從基部的低位萌發的，倒2節芽和倒3節芽萌發的較少，這部分再生穗抽穗較晚，后期遇到低溫空癟率多，是導致這2個處理雖然再生率高，但再生季產量不高的主要原因。

2.5 對再生季產量及總產的影響

從表5可以看出，再生季的有效穗數以CK最高，與其他處理差異達顯著水平，處理D和處理A相對較低，表明氮肥不足會影響再生率，減少再生季的成穗率，而過量氮肥則造成頭季群體過大，株間競爭加劇而造成植株纖弱早衰、紋枯病危害重從而影響高位芽的再生，雖然有較多的再生穗，但形成的有效穗依然不足。雖然各處理在穗粒數和結實率上存在一定的差異，但在實粒數方面各處理差異并不大，而在粒重方面A、B、C、D處理間無顯著差異。再生季產量表現為CK＞B＞A＞C＞D，仍以CK最高，并顯著或極顯著高于其他處理。表明前期施氮量過大，會造成群體過大，植株纖弱，即使再生季增施促芽肥和促苗肥，但形成的再生穗卻不能形成有效穗，對再生季的產量作用不大，而前期氮肥不足，影響了再生芽的萌發，造成有效穗偏少。兩季總產以CK最高，與其他處理差異達極顯著水平，表明其施肥量及施肥方案最合理。

表5 不同施氮量對再生季產量及兩季總產的影響

表6 不同施氮量對再生季經濟效益的影響

2.6 對再生稻經濟效益的影響

由表6可以看出，當施N量在目標施N量以下時，隨施N量的增大，產量和純收入逐漸增大，邊際產量和邊際效益亦呈現出增大的趨勢，但超過目標施N量時，不僅兩季產量下降，而且邊際產量和邊際收益均已呈負值，說明施用的氮肥已過量。

根據施N量（X）與邊際收益（Y）數據進行經濟效益曲線擬合，得擬合方程為：Y=-0.1635 X2+6.5244 X-55.665，當 Y=0 時，X=27.54，P=0.0456＜0.05，方程相關性達到了顯著水平。根據擬合方程，當邊際收益等于0時的施N量即為最佳施N量。因此，當兩優6326在豫南稻區作再生稻栽培時，全生育期總用N量以27.54 kg/667 m2為宜，相應的總產量是847.11 kg/667 m2。

3 討論與結論

氮素是水稻所需的主要營養元素之一，合理的氮素營養具有強源、擴庫等功能，適宜的氮肥用量及運籌方式是水稻獲得高產的一項重要技術措施。再生稻若想實現兩季均衡增產，必須在穩定穗數的基礎上培育大穗，在此基礎上穩定的庫及有效充實度（灌漿）是超高產栽培的生理基礎。而后期葉片的光合性能及維持時間長短（源）與庫有效充實度關系緊密。本試驗結果表明，兩優6326作再生稻栽培，以頭季施N 14.8 kg（基肥42%、分蘗肥18%、促花肥24%、?；ǚ?8%）、再生季施N 9.0 kg時兩季產量最高。究其原因，在此施氮水平和肥料運籌下，有利于控制無效分蘗的發生，群體大小適宜，分蘗成穗率高，庫源關系協調，結實率高，從而實現頭季高產，并且在收割期其莖鞘保持較高的干物質量，故其再生能力也是最強的。

本試驗中，以CK的兩季產量最高，其中頭季稻產量達到671.36 kg/667 m2，比較接近預期目標（700 kg/667 m2），但再生季產量僅為 215.94 kg/667 m2，僅為預期產量（350 kg/667 m2）的61.70%，這主要是再生季受當年的華西秋雨影響所致，從8月下旬開始進入持續陰雨天氣，再生季的生長發育受到一定程度的影響，主要表現在再生穗生長較慢、株高降低、空癟粒增多、再生季的有效穗數不足（由于田間調查時實粒數低于10粒的稻穗均不計入再生季的有效穗數，造成再生率普通較低），產量受到較大影響。