施肥模式及栽插密度對(duì)四川丘區(qū)水稻生長及產(chǎn)量的影響

歐陽裕元，陳英立，蘭漢軍，朱從樺，余俊奇，刁 友，李旭毅

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，成都610066；2中江縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川德陽618100）

0 引言

水稻是四川省最主要的糧食作物之一，常年種植面積約200萬hm2[1-2]。近年來，隨著農(nóng)村勞動(dòng)生產(chǎn)力逐年向城市轉(zhuǎn)移，水稻種植逐漸從分散個(gè)體向種植大戶轉(zhuǎn)變，這就對(duì)生產(chǎn)方式、作業(yè)成本、生產(chǎn)效率提出了更高要求，因此，機(jī)插秧在四川推廣面積逐年擴(kuò)大[3-7]。但在水稻生產(chǎn)中，種植大戶為了追求高產(chǎn)，往往過量投入氮肥，這不僅造成氮肥浪費(fèi)，還容易引起后期易倒伏、貪青、病蟲害發(fā)生率提升、稻米品質(zhì)變差等系列問題[8-11]，圍繞氮肥運(yùn)籌和栽插密度對(duì)水稻生產(chǎn)的影響前人開展了大量研究，周江明[12]通過施氮水平和種植密度互作研究表明氮水平和移植密度對(duì)水稻產(chǎn)量有顯著影響，但其互作效應(yīng)不顯著；孫永健等[13]通過不同施氮量和株距研究表明，施氮量及株距對(duì)機(jī)插稻結(jié)實(shí)期物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、各營養(yǎng)器官養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)及最終產(chǎn)量均存在顯著的調(diào)控作用；楊世民[14]通過田間裂區(qū)試驗(yàn)研究了氮肥水平和栽插密度對(duì)水稻倒伏的影響，結(jié)果表明，莖稈基部節(jié)間的倒伏指數(shù)與施氮量和栽插密度極顯著相關(guān)。水稻機(jī)械插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)是運(yùn)用配有深施肥裝置的水稻插秧機(jī)，配合符合側(cè)深施肥要求的肥料，在水稻機(jī)械化插秧時(shí)同步完成精確定量深施肥并進(jìn)行覆蓋，既能提高施肥環(huán)節(jié)機(jī)械化率、節(jié)省勞動(dòng)力投入，又能提升氮肥利用率、減少氮肥投入量，實(shí)現(xiàn)水稻綠色高產(chǎn)[12-16]，符合當(dāng)下四川省水稻規(guī)模化種植提質(zhì)增效的需求。為探究機(jī)械化側(cè)深施肥技術(shù)對(duì)四川省丘陵區(qū)水稻生長及產(chǎn)量的影響，以‘蜀優(yōu)217’及‘天優(yōu)湘99’為材料，在中江開展機(jī)械化側(cè)深施肥技術(shù)相關(guān)研究，以期為四川丘區(qū)水稻機(jī)械化側(cè)深施肥技術(shù)的進(jìn)一步推廣示范提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2019年在中江縣黃鹿鎮(zhèn)寶塘村試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)田塊為砂壤土，排灌方便，前茬為小麥。耕作層有機(jī)質(zhì)含量為24.50 g/kg、速效氮63.12 mg/kg、速效磷9.46 mg/kg、速效鉀70.54 mg/kg、全氮1.64 g/kg、全磷0.83 g/kg、全鉀17.43 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以重穗型品種‘蜀優(yōu)217’（生育期156天）、穗粒兼顧型品種‘天優(yōu)湘99’（生育期153天）為材料，4月15日以毯狀秧盤進(jìn)行旱育秧，每盤播種量為70 g，5月25日用久保田SPU-68C插秧機(jī)進(jìn)行機(jī)插，采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)。主區(qū)為施肥模式，N1處理為機(jī)械化側(cè)深施肥，施氮量為180 kg/hm2，肥料類型為緩釋復(fù)合肥，栽插同時(shí)通過機(jī)械一次性施入；N2處理為傳統(tǒng)施肥，施氮量為180 kg/hm2，底肥類型為普通復(fù)合肥，追肥為尿素，底肥追肥均通過人工撒施，氮肥運(yùn)籌以基肥:孽肥:穗肥比為6:2:2施用，分蘗肥于栽插后7天施用，穗肥于拔節(jié)后15天施用；磷鉀肥總用量同N1。裂區(qū)為栽插密度，D1處理栽插密度20.85萬穴/hm2，規(guī)格為30 cm×16 cm；D2處理栽插密度16.65萬穴/hm2，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)小區(qū)，小區(qū)面積48 m2，各處理間筑土埂，并用塑料薄膜包裹。試驗(yàn)統(tǒng)一按照各處理要求的密度和施肥模式設(shè)計(jì)水平進(jìn)行施肥、移栽，4月15日播種，5月25日統(tǒng)一移栽。生產(chǎn)管理措施同大田生產(chǎn)，嚴(yán)格控制病、蟲、草害。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 干物質(zhì)調(diào)查 在齊穗期和成熟期，每個(gè)小區(qū)按照平均分蘗數(shù)（取樣前調(diào)查30叢水稻分蘗數(shù)，并計(jì)算平均分蘗數(shù)）選取代表性植株3株，分葉、莖鞘和穗，105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重后稱量。

1.3.2 群體動(dòng)態(tài)調(diào)查 從每個(gè)小區(qū)另選長勢(shì)比較一致的連續(xù)15穴，于移栽后5天、移栽后20天、拔節(jié)期、抽穗期、齊穗期和成熟期調(diào)查一次總莖蘗數(shù)，同時(shí)折算成單位面積群體莖蘗數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成 收獲前，每個(gè)小區(qū)調(diào)查30叢的有效穗，按照平均穗數(shù)取6叢代表性植株，調(diào)查結(jié)實(shí)率、每穗粒數(shù)、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)；每個(gè)小區(qū)去除左右各2行邊行，剩余部分3等分，用機(jī)器收獲，晾曬侯用上海青浦綠洲LDS-1H谷物水分測(cè)定儀測(cè)定水分，計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.4 計(jì)算方法

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 7.05軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用最小顯著差法LSD檢驗(yàn)平均數(shù)(P≤0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥模式和密度對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

施肥模式和栽插密度對(duì)水稻產(chǎn)量影響達(dá)顯著水平，兩者互作達(dá)顯著水平（表1～2），但不同品種間存在一定差異，‘蜀優(yōu)217’在2種栽插密度下，側(cè)深施肥模式產(chǎn)量均顯著高于傳統(tǒng)施肥模式，同一施肥模式下，高密度栽植(30 cm×16 cm)產(chǎn)量均較低密度栽植(30 cm×20 cm)高，但不同栽植密度對(duì)產(chǎn)量影響不顯著；‘天優(yōu)湘99’在2種栽插密度下，側(cè)深施肥產(chǎn)量均高于傳統(tǒng)施肥，低密度栽插下，增產(chǎn)顯著，而高密度栽插條件下，增產(chǎn)不顯著，同一施肥模式下，低密度栽植較高密度栽植產(chǎn)量更高。本試驗(yàn)條件下，2個(gè)品種側(cè)深施肥模式產(chǎn)量均高于傳統(tǒng)施肥模式，但密度間有所差異，‘蜀優(yōu)217’在栽插密度為30 cm×16 cm時(shí)產(chǎn)量最高，而‘天優(yōu)湘99’在栽插密度為30 cm×20 cm時(shí)產(chǎn)量最高。

表1 施肥模式及栽插密度對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

表2 不同施肥模式及栽插密度下產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的方差分析

從產(chǎn)量構(gòu)成看，不同栽插密度和施肥模式對(duì)水稻有效穗數(shù)產(chǎn)生顯著或極顯著影響，且兩者互作達(dá)極顯著水平，栽插密度對(duì)有效穗產(chǎn)生極顯著影響，對(duì)穗粒數(shù)影響顯著、千粒重、結(jié)實(shí)率影響不顯著，通過與施肥模式互作，對(duì)穗粒數(shù)產(chǎn)生極顯著影響；施肥模式對(duì)有效穗產(chǎn)生顯著影響，對(duì)穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重影響不顯著，栽插密度和不同施肥模式均主要通過提升有效穗增加稻谷產(chǎn)量。不同品種之間產(chǎn)量構(gòu)成有差異，‘蜀優(yōu)217’側(cè)深施肥高密度下產(chǎn)量更高，因?yàn)橛行朐黾雍竺克肓?shù)和結(jié)實(shí)率穩(wěn)定，而‘天優(yōu)湘99’側(cè)深施肥低密度產(chǎn)量更高，原因?yàn)橛行腚m然顯著提高但穗部每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率降低。

2.2 施肥模式和密度對(duì)水稻群體的影響

由圖1可知，不同栽插密度和施肥模式下，水稻各時(shí)期生育群體均存在差異，隨著栽插密度的增加，苗期至拔節(jié)期水稻分蘗明顯增加，到齊穗期高密度有效穗較低密度多，但差距縮小，表明高密度前期分蘗數(shù)過大，易形成無效分蘗。從不同施肥模式看，側(cè)深施肥較傳統(tǒng)施肥模式，各生育時(shí)期水稻群體均有所增加，苗期至拔節(jié)期群體數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)巨大，表明側(cè)深施肥能提升水稻群體。高密度栽插條件下，在確保高產(chǎn)群體需求的前提下應(yīng)及時(shí)采取措施控苗，減少無效分蘗的產(chǎn)生。

圖1 施肥模式及栽插密度對(duì)不同水稻品種群體動(dòng)態(tài)的影響

從成穗率看，不同品種之間分蘗能力和成穗率差異較大（圖2），‘天優(yōu)湘99’成穗率顯著低于‘蜀優(yōu)217’，從不同施肥模式看，側(cè)深施肥有利于早生快發(fā)，進(jìn)而促進(jìn)中低節(jié)位分蘗，提高成穗率；從栽插密度看，增加栽插密度，最高苗峰值顯著提高，通風(fēng)透光性減弱，無效分蘗增加，成穗率降低。

圖2 施肥模式及栽插密度對(duì)不同水稻品種成穗率的影響

2.3 施肥模式和密度對(duì)水稻干物質(zhì)積累的影響

由表3～4可知，品種間干物質(zhì)積累量差異達(dá)顯著水平。不同施肥模式下，拔節(jié)前干物質(zhì)積累差異達(dá)極顯著水平；不同栽插密度下，拔節(jié)前及拔節(jié)—齊穗期干物質(zhì)積累差異極顯著。‘蜀優(yōu)217’齊穗前輸出物質(zhì)的貢獻(xiàn)率更大，表明該品種抽穗期干物質(zhì)的積累更重要，因此，側(cè)深施肥模式下，高密度栽插可提高莖鞘輸出量，增加轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)，從而提高產(chǎn)量；‘天優(yōu)湘99’干物質(zhì)輸出量小，對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)率低，提高輸出轉(zhuǎn)運(yùn)能力，其增產(chǎn)效果不顯著。

表3 不同施肥模式及栽插密度對(duì)水稻干物質(zhì)積累的影響

表4 不同施肥模式及栽插密度下水稻干物質(zhì)積累的方差分析

2.4 施肥模式和密度對(duì)水稻干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表5～6可知，品種間莖鞘輸出量及齊穗期干物質(zhì)積累量差異顯著，施肥模式對(duì)葉片輸出量及貢獻(xiàn)率產(chǎn)生極顯著影響，而栽插密度則對(duì)莖鞘、輸出總量和轉(zhuǎn)運(yùn)率產(chǎn)生極顯著影響。從不同品種看，‘蜀優(yōu)217’在側(cè)深施肥模式下，齊穗期干物質(zhì)積累量顯著增加，同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)率顯著提升，從而有效提升產(chǎn)量；而‘天優(yōu)湘99’在2種施肥模式下輸出和轉(zhuǎn)運(yùn)差異不顯著，在傳統(tǒng)施肥模式下高密度栽插干物質(zhì)輸出總量和轉(zhuǎn)運(yùn)率、貢獻(xiàn)率均顯著提升，而側(cè)深施肥模式下不同栽插密度間差異不顯著。

表5 不同施肥模式及栽插密度對(duì)水稻干物質(zhì)輸出及轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

表6 不同施肥模式及栽插密度下水稻干物質(zhì)輸出及轉(zhuǎn)運(yùn)的方差

3 結(jié)論

施肥模式和栽插密度對(duì)水稻產(chǎn)量有顯著影響，且互作效應(yīng)顯著，增加有效穗同時(shí)穩(wěn)定穗粒結(jié)構(gòu)是產(chǎn)量提升的主要因素。本試驗(yàn)條件下，‘蜀優(yōu)217’在側(cè)深施肥模式下，栽插規(guī)格為30 cm×16 cm時(shí)產(chǎn)量最高，而‘天優(yōu)湘99’在側(cè)深施肥模式下，栽插規(guī)格為30 cm×20 cm時(shí)產(chǎn)量最高，品種間存在一定差異；對(duì)其產(chǎn)量構(gòu)成分析表明‘蜀優(yōu)217’側(cè)深施肥有效穗顯著增加，同時(shí)每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率穩(wěn)定，而‘天優(yōu)湘99’有效穗增加后，每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率降低；進(jìn)一步分析表明，側(cè)深施肥有利于早生快發(fā)，進(jìn)而促進(jìn)中低節(jié)位分蘗，提高成穗率；同時(shí)顯著提升葉片輸出量及貢獻(xiàn)率。

4 討論

施肥模式和栽插密度通過對(duì)水稻的構(gòu)成因素、成穗率、干物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生影響進(jìn)而影響水稻產(chǎn)量，長期以來施肥模式和栽插密度既是栽培學(xué)家研究的熱點(diǎn)，也是生產(chǎn)上調(diào)節(jié)產(chǎn)量的重要手段，本研究結(jié)果表明，施肥模式和栽插密度對(duì)‘蜀優(yōu)217’、‘天優(yōu)湘99’產(chǎn)量（表1～2）、成穗率（圖2）及養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)（表5～6）均存在顯著或極顯著影響，但不同品種間表現(xiàn)出一定差異，這表明在栽培時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同品種選擇適宜的施肥模式和在栽插密度，從而優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，提高各時(shí)期養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)，從而獲得高產(chǎn)。這與易茜等[28]對(duì)機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)的研究結(jié)果“機(jī)械側(cè)深施技術(shù)既能降低施肥成本，又能穩(wěn)產(chǎn)，值得大面積推廣應(yīng)用”基本一致，但應(yīng)根據(jù)品種特性、地域特征、土壤肥力綜合影響導(dǎo)致，優(yōu)化水稻群體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水稻豐產(chǎn)。從本研究的結(jié)果看，側(cè)深施肥較傳統(tǒng)施肥模式，各生育時(shí)期水稻群體均有所增加，苗期至拔節(jié)期群體數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)巨大（圖1），但高密度栽插條件下，容易造成群體過大，影響通風(fēng)透光，因此在確保高產(chǎn)群體需求的前提下應(yīng)及時(shí)采取措施控苗，減少無效分蘗的產(chǎn)生。隨著栽插密度增加，2個(gè)參試品種最高苗峰值均顯著提高，通風(fēng)透光性減弱，無效分蘗增加，成穗率降低（圖2）。側(cè)深施肥模式下，‘蜀優(yōu)217’高密度栽插可提高莖鞘輸出量，增加轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)，從而提高產(chǎn)量；而‘天優(yōu)湘99’干物質(zhì)輸出量小，對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)率低，提高輸出轉(zhuǎn)運(yùn)能力，其增產(chǎn)效果不顯著。因此，側(cè)深施肥模式下，因根據(jù)品種特性，選擇適宜的栽插密度，本試驗(yàn)為2種不同類型品種在不同施肥模式下，不同栽插密度對(duì)其產(chǎn)量及生長影響的分析，為生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)源庫協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)提供了參考依據(jù)，而不同施肥模式與栽插密度對(duì)水稻氮肥利用效率的影響有待于進(jìn)一步研究。