施肥方式對機插早稻產量形成的影響

王曉丹 王亞梁 宋文健 張玉屏 向鏡 張義凱 祁軍 陳惠哲

（中國水稻研究所，杭州311400；第一作者：15610392585@163.com；*通訊作者：chenhuizhe@163.com）

近年來，我國水稻生產機械化水平逐步提高，機械種植比例達到38%[1]。然而雙季稻機械化種植比例仍較低，水稻生產過程中的插秧、施肥大多以手工作業為主，勞動力成本高。面對農業生產勞動力緊缺的現狀，迫切需要提高雙季稻的機械化生產水平。近年雙季稻比例占我國水稻種植面積的40%左右，提高雙季稻的生產效益對保障我國糧食安全與稻農增收具有重要意義[2]。

過去傳統施肥為人工撒施，由于生產中肥料多為速效肥，造成了肥料利用率低，肥料浪費嚴重，同時增加了人工施肥的成本[3]。隨著品種的更新，一批生育期較長的高產品種在生產中逐漸推廣，速效氮肥無法滿足整個生育期的營養供應[4]。緩釋肥淋溶揮發損失小，可以配合水稻生長進程釋放養分，提高肥料利用效率，同時配合水稻機插側深施肥技術，可以有效地降低勞動力成本[5-6]。

目前側深施肥在北方已經有很大的推廣面積，該技術通過施肥機插一體化作業，機插同時在水稻根系周圍3～5 cm 處，開4～6 cm 左右溝施緩釋肥料，可將肥料精確送達根區，有利于構建水稻高產深層根系，減少氮素損失，提高氮肥利用率和稻谷產量，省工節本[7-8]。本試驗以中早39 為材料，研究了其在不同施氮方式下的產量及干物質積累情況，旨在為早稻高產高效優質栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試品種為大面積生產的早稻品種中早39。

1.2 試驗處理

試驗于2018 年在中國水稻研究所富陽基地進行。設置3 個施肥處理：處理1，傳統施肥（CK），氮肥采用尿素，人工撒施，總氮量180 kg/hm2，基肥、分蘗肥、穗肥比為5∶3∶2；處理2，緩釋肥機械深施（F1），總氮量180 kg/hm2，基肥、分蘗肥、穗肥比例為2∶5∶3，其中分蘗肥采用中化福萬農緩控釋肥（N、P2O5、K2O 有效成份21∶15∶16），機插作業時采用洋馬側深施肥插秧一體機側深施入，基肥和穗肥為尿素；處理3，緩釋肥人工撒施（F3），總氮量180 kg/hm2，基肥、分蘗肥、穗肥比例為2∶5∶3，除了分蘗肥采用中化福萬農緩控釋肥機插后人工撒施，其他與F2 一致。各處理采用機插種植方式，播種量100 g/盤，3 月24 日播種，秧齡32 d，4 月27 日機插。機插行距30 cm、株距12 cm，每667 m2栽插1.9 萬叢、基本苗8.0～9.5 萬。按不同處理要求施肥，磷肥作基肥用，鉀肥作基肥和穗肥各50%施用。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生育期記錄

表1 不同施肥方式對水稻產量及產量結構的影響

表2 不同施肥方式對水稻穎花分化與退化的影響

每隔5 d 標記葉齡，利用葉齡模式確定水稻穗分化期，以水稻群體抽穗50%記錄為水稻抽穗期，水稻完熟記錄為水稻成熟期。

1.3.2 干物質積累

于水稻幼穗分化期、抽穗期及成熟期，以平均莖蘗數為主要標準，每個處理每次重復分別取6 株，植株連根拔出，清洗去根。量取株高，記錄總莖蘗數，把葉片、莖鞘、穗（齊穗期和成熟期）分開，測定葉面積，80℃烘干并稱重。

1.3.3 葉片SPAD 值

采用SPAD-502 葉綠素計進行測定。抽穗期前每隔7 d、抽穗期后每隔7～10 d 測定1 次SPAD 值，直至成熟期。每小區選擇6 株稻株，并選擇完全展開葉，對葉片中部進行測量，每張葉片的最終SPAD 值為葉片中部的平均值。

1.3.4 穎花分化與退化調查

于稻穗抽出1/3～1/2 時，每處理取生長一致的水稻10 叢，選取大小相對一致的主莖穗25 個，參考松島省三痕跡法[21]考察每穗一次枝梗上的穎花數及退化數、二次枝梗上的穎花數及退化數，并計算每穗穎花數及退化數、一次枝梗上的穎花分化數、二次枝梗上的穎花分化數。穎花數=一次枝梗穎花數+二次枝梗穎花數；穎花退化數=一次枝梗穎花退化數+二次枝梗穎花退化數；一次枝梗穎花分化數=一次枝梗穎花數+一次枝梗穎花退化數；二次枝梗穎花分化數=二次枝梗穎花數+二次枝梗穎花退化數。

1.3.5 成熟期葉片含氮量

選取主莖，利用無損傷葉片快速測氮儀CCN6000測定劍葉含氮量。

1.3.6 產量

1.3.6.1 穗粒結構 成熟期取樣，每個小區取30 株調查穗數，計算每株有效穗數。每小區按平均有效穗數選代表性植株3 叢，測定每穗實粒數和空癟粒數，計算結實率，并測定粒重。

1.3.6.2 實割測產 每個小區選6 m2實割，曬干換算成標準含水量后計算產量，3 次重復。

1.3.6.3 單穗取樣考種 每處理小區按穗型（大、中、小）各取10 個單穗，單穗考種，測定穗子不同部位一次枝梗、二次枝梗數、結實粒數、空癟粒數等性狀。

1.4 統計分析

采用Excel 2013 對原始數據進行處理和繪圖，SPSS 24.0 統計分析軟件對數據進行差異顯著性檢驗（LSD 法，α=0.05）。

2 結果與分析

2.1 對機插早稻產量及產量結構的影響

如1 所示，與傳統施肥相比，緩釋肥機械深施與緩釋肥人工撒施處理的產量分別增加了3.4%和2.6%；緩釋肥機械深施處理比緩釋肥人工撒施處理產量提高了4.6 kg/667 m2，二者無顯著差異。從產量結構上看，相對于傳統施肥，緩釋肥機械深施處理每叢有效穗數降低7.1%，但緩釋肥機械深施、緩釋肥人工撒施處理每穗粒數分別比對照增加6.2%和14.6%，差異均達顯著水平；施用緩釋肥降低了水稻的結實率，但與對照相比并無顯著差異；各處理間千粒重的變化也不明顯。以上說明，緩釋肥的施用不利于水稻分蘗的生長，但對增加穗粒數有利。

2.2 對穎花數的影響

如表2 所示，緩釋肥的施用提高了每穗穎花數。與傳統施肥相比，緩釋肥機械深施和人工撒施處理的穎花數分別提高5.7%和6.4%，穎花分化數分別提高4.5%和6.2%，差異均達顯著水平。以上說明，施用緩釋肥通過增加每穗穎花分化數來增加每穗穎花數。

2.3 對干物質積累的影響

圖1 不同施肥方式對機插水稻干物質積累的影響

圖2 不同施肥方式對機插水稻葉片SPAD 值的影響

圖3 不同施肥方式對水稻成熟期葉片含氮量的影響

如圖1 所示，緩釋肥的施用增加了水稻干物質積累，其中在穗分化期、灌漿期效果較明顯。在穗分化期，與傳統施肥相比，緩釋肥機械深施和人工撒施處理的干物質積累量分別增加了8.9%和25.5%，差異顯著。在灌漿期，與傳統施肥相比，緩釋肥機械深施和人工撒施處理的干物質積累量分別增加了17.2%和5.6%，差異顯著，其中緩釋肥機械深施處理的增效更明顯，比緩釋肥人工撒施處理增加了12.3%。

2.4 對SPAD 值及成熟期葉片含氮量的影響

如圖2 所示，與傳統施肥相比，在抽穗期緩釋肥機械深施和人工撒施處理的水稻葉片SPAD 值分別增加了7.4%和3.2%，在成熟期分別增加了5.8%和16.4%。說明緩釋肥的施用增加了水稻葉片SPAD 值。

如圖3 所示，緩釋肥施用增加了水稻成熟期的葉片含氮量。與傳統施肥相比，緩釋肥機械深施和人工撒施處理的成熟期葉片含氮量分別增加12.5%和34.1%，差異達顯著水平。其中，緩釋肥人工撒施處理成熟期葉片含氮量最高。

3 討論與結論

施波等[9]研究表明，緩釋肥顯著提高了水稻的平均株高、穗長、結實率、千粒重和產量。本試驗研究表明，緩釋肥施用增加了水稻的每穗粒數，進而提高了產量。緩釋肥處理有效穗數低于傳統尿素施肥，主要原因是傳統施肥為速效氮肥，在水稻前期可以釋放較多的養分促進水稻分蘗[10-12]。而緩釋肥前期釋放緩慢，對分蘗形成造成了影響[13]。趙勝利等[14]研究表明，緩釋肥在處理后期促進了水稻大量分蘗，而通過擱田等措施后，處于水稻后期的分蘗成穗可能性很小。本試驗研究發現，緩釋肥的施用可以增加穎花分化數，降低穎花退化率，進而增加穎花數，提高每穗粒數。

緩釋肥施用增加了水稻葉片的SPAD 值，反映緩釋肥施用提高了葉綠素的相對含量[15]。葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，有利于促進光合生產。趙勝利等[14]研究表明，施緩釋肥的處理葉綠素b 比傳統施肥高。李杰等[16]研究表明，劍葉凈光合速率隨葉綠素含量增加而提高，其原因為葉綠體數目、表面積密度和體積密度增加，類囊體膜上光合色素即葉綠素a、b 及類胡蘿卜素含量也增加。本試驗研究表明，緩釋肥機械深施處理在穗分化始期到灌漿期，葉片SPAD 值均高于傳統施肥和緩釋肥人工撒施處理。同時，緩釋肥機械深施處理在水稻籽粒灌漿期干物質積累量分別比傳統施肥和緩釋肥人工撒施處理增加17.2%和12.3%。這說明緩釋肥機插側深施肥提高了葉片的保綠能力，同時通過提高葉綠素相對含量來增加光合生產量，進而促進干物質積累。聶軍等[17]研究發現，施用緩釋肥可以延長葉片的保綠時間，保證籽粒灌漿的時間，從而提高水稻的產量。

在成熟期，與傳統施肥相比，緩釋肥機械深施和緩釋肥人工撒施處理的葉片含氮量分別增加12.5%和34.1%，雖然緩釋肥人工撒施處理的葉片含氮量高于緩釋肥機械深施處理，但面對早稻成熟期收獲來說，葉片含氮量過高容易造成貪青，影響產量，同時也反映了早稻緩釋肥用量及施肥次數值得進一步探討。由于緩釋肥釋放周期與早稻生育期不同，緩釋肥一次施肥對早稻生長是否足夠，后期是否需要進行二次施肥，這些問題還需要進一步探究。本試驗是進行早稻緩釋肥用量及施肥次數的前期研究，為機插早稻緩釋肥精準施肥提供理論依據。

雖然緩釋肥機械深施和緩釋肥人工撒施處理的產量效果一致，并無顯著差異。但相對于經濟效益來說，側深施肥減少了人工撒施的過程，降低了人工成本，增加了水稻生產效益，是一種增加生產效益很有效的方法。綜上所述，施用緩釋肥提高了水稻葉片SPAD 值，增強了葉片保綠能力，提高了光合速率，保證了籽粒灌漿的充實度。施用緩釋肥通過增加每穗穎花分化數而增加每穗穎花數，進而提高了水稻產量。