新型肥料在機插優(yōu)質(zhì)粳稻上的應(yīng)用效果

張軍 劉忠紅 周冬冬

摘要：以優(yōu)良食味粳稻品種南粳2728和徐稻9號為材料，機插條件下，通過設(shè)置常規(guī)高產(chǎn)施肥（CK，施純氮 300 kg/hm2），同時設(shè)置較CK減氮20%的緩混肥料一次性基施（B-BBF）和有機硅高塔肥加尿素分次施肥（HTC-U）2種新型肥料處理，來研究新型肥料處理對機插優(yōu)質(zhì)粳稻產(chǎn)量、氮素利用率及稻米品質(zhì)等指標的影響。結(jié)果表明，2種新型肥料處理對2個水稻品種均有一定的增產(chǎn)效應(yīng)，B-BBF處理實際產(chǎn)量分別較CK增加2.35%、2.61%，HTC-U處理分別較CK增加1.36%、1.27%，增產(chǎn)主要原因是穗粒數(shù)增加，進而增加群體穎花量，同時保持較高的結(jié)實率和千粒質(zhì)量。與CK相比，2種新型肥料處理的水稻群體莖蘗消長動態(tài)平穩(wěn)，最終成穗率較高，后期葉面積指數(shù)衰減慢，最終干物質(zhì)積累量較高。2個品種的氮素積累總量表現(xiàn)出B-BBF>HTC-U>CK的趨勢;2個品種B-BBF處理的氮素利用率分別較CK高49.76%和50.51%，HTC-U處理分別較CK高40.82%、43.84%。新型肥料較CK可以改進稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)，但使得稻米營養(yǎng)品質(zhì)變劣。

關(guān)鍵詞：摻混肥;有機硅高塔肥;優(yōu)質(zhì)粳稻;產(chǎn)量形成;氮素利用率;稻米品質(zhì)

氮肥是水稻高產(chǎn)必需的物質(zhì)資料之一，但一味增加氮肥投入，不僅大幅提升生產(chǎn)成本，且會帶來一定的面源污染[1]。針對這一問題，研究人員開展了大量的替代肥料篩選及肥料運籌相關(guān)試驗研究，初步形成了稻田氮肥減施的相關(guān)技術(shù)[2-5]。隨著肥料產(chǎn)業(yè)研究的深入和工藝流程的優(yōu)化，新型肥料發(fā)展取得了長足的進步。推廣應(yīng)用新型肥料是當前減少稻田施肥、提高肥效的重要舉措。緩控釋肥料的養(yǎng)分釋放速率緩慢，釋放期較長，在作物的整個生長期都可以滿足作物生長需求[6]。高塔復(fù)合肥是利用較為先進的料漿高塔造粒工藝生產(chǎn)的復(fù)合肥，具有養(yǎng)分含量高、水溶性好、物理性狀優(yōu)良等特點[7]。上述2種新型肥料已逐步成為傳統(tǒng)化學(xué)肥料較好的替代品，且在不同作物上取得較好成效。

江蘇省淮安市是水稻主產(chǎn)區(qū)和優(yōu)勢區(qū)，同時也是國家商品糧生產(chǎn)基地。而隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推進，當?shù)貎?yōu)質(zhì)粳稻生產(chǎn)面臨稻米品質(zhì)競爭力不強、種植成本高、收益逐年降低等問題，如何在水稻豐產(chǎn)的基礎(chǔ)上降低施肥成本、改良稻米品質(zhì)、增加稻農(nóng)收入成為當前水稻生產(chǎn)亟待改進的技術(shù)難題之一。為此，筆者以當?shù)爻Ｒ?guī)高產(chǎn)施肥技術(shù)為對照，研究不同新型肥料處理對機插優(yōu)質(zhì)粳稻產(chǎn)量、氮素利用率及稻米品質(zhì)等指標的影響，以期為當?shù)貦C插優(yōu)質(zhì)粳稻的科學(xué)施肥提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2019年，試驗在江蘇省淮安市稻麥綜合示范基地淮陰區(qū)凌橋鎮(zhèn)（118°51′E，33°35′N）進行。試驗地前茬作物為小麥（產(chǎn)量為7 585.95 kg/hm2），土壤類型屬淤泥質(zhì)土，0～20 cm土層有機質(zhì)含量為 18.63 g/kg、全氮含量為1.30 g/kg、速效磷含量為58.71 mg/kg、速效鉀含量為101.69 mg/kg。

供試水稻品種為中熟中粳品種南粳2728和徐稻9號，分別由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所育成并提供。供試肥料為尿素（U，氮含量為46%）、復(fù)合肥（N ∶ P2O5 ∶ K2O=15 ∶ 15 ∶ 15）、摻混控釋肥料（BBF，N ∶ P2O5 ∶ K2O=27 ∶ 10 ∶ 12，含氯）、有機硅高塔肥（HTC，N ∶ P2O5 ∶ K2O=25 ∶ 10 ∶ 15），氮、磷、鉀的比例均為質(zhì)量比。其中摻混肥由漢楓緩釋肥料（江蘇）有限公司提供，有機硅高塔肥由河北省硅谷農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

1.2 試驗設(shè)計

2019 年5 月28日在28 cm×58 cm 的秧盤中播種，每盤播干種質(zhì)量為125 g，旱育壯秧，同年6 月23 日機插，栽插規(guī)格為30 cm×12 cm，每穴4 苗。

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，以施肥處理為主區(qū)，水稻品種為裂區(qū)，裂區(qū)面積為40 m2，每個處理重復(fù)3次。各小區(qū)間作埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體，單獨排灌。設(shè)置2種新型肥料處理，設(shè)置摻混肥料的一次性基施（B-BBF）和高塔復(fù)合肥加尿素的分次施肥（HTC-U），以當?shù)馗弋a(chǎn)施肥方式為對照（CK）。當?shù)馗弋a(chǎn)施肥施用純氮300 kg/hm2，基肥于移栽前施用，分蘗肥于栽后8～10 d施用，促花肥和保花肥分別于倒3葉和倒2葉齡施用。其余2種施肥處理總氮較CK減少20%，即施用240 kg/hm2。同時增設(shè)不施氮肥的空白對照，以計算肥料利用率。小區(qū)分開進行水分管理并保持相同的水層。田間管理與當?shù)爻Ｒ?guī)高產(chǎn)管理一致。具體施肥處理名稱、肥料用量與施用時期見表1。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 莖蘗動態(tài) 從每個小區(qū)選擇長勢較一致的連續(xù)20 穴定點調(diào)查莖蘗動態(tài)，每7 d調(diào)查1 次。

1.3.2 葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量和含氮率的測定 有效分蘗臨界葉齡（N-n）期、拔節(jié)期、抽穗期、乳熟期（抽穗后20 d）、成熟期每個處理取代表性植株3穴，其中1穴樣本用于測葉面積指數(shù)，采用長寬系數(shù)法測定。另2穴樣本于105 ℃條件下殺青 30 min，80 ℃烘箱烘至恒質(zhì)量后，測定大田干物質(zhì)質(zhì)量。樣品粉碎后采用H2SO4-H2O2 消化，用半微量凱氏定氮法測定植株含氮率。

1.3.3 產(chǎn)量及稻米品質(zhì)測定 于成熟期普查每個小區(qū)50穴，計算每穴有效穗數(shù);根據(jù)栽插密度求得單位面積穗數(shù);取有代表性的5 穴，風(fēng)干脫粒，計算千粒質(zhì)量和結(jié)實率，計算出各小區(qū)理論產(chǎn)量，并實收小區(qū)計產(chǎn)。將小區(qū)收獲水稻曬干3個月后，依照GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》測定稻米的糙米率、精米率、整精米率、堊白度、蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量，采用米飯食味計（STA1A型，日本佐竹公司）測定米飯的綜合評分值。

1.4 數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

氮肥吸收利用率=（施氮處理總吸氮量-無氮處理總吸氮量）/施氮量×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 新型肥料對機插優(yōu)質(zhì)粳稻產(chǎn)量的影響

由表2可知，與常規(guī)高產(chǎn)施肥（CK）相比，新型肥料（B-BBF、HTC-U）處理在減氮20%條件下，2個品種水稻實際產(chǎn)量仍有一定增加。南粳2728和徐稻9號的B-BBF處理的實際產(chǎn)量分別較CK增加2.35%、2.61%，HTC-U處理實際產(chǎn)量分別較CK增加136%、1.27%。實際產(chǎn)量高的原因，主要是新型肥料處理下2個品種的群體穎花量、結(jié)實率和千粒質(zhì)量均高于CK。具體分析群體穎花量的構(gòu)成可知，與CK相比，新型肥料減氮條件下雖然穗數(shù)有所減少，但每穗粒數(shù)有所增加，所以群體穎花量仍高于CK。

2.2 新型肥料對機插優(yōu)質(zhì)粳稻莖蘗動態(tài)及成穗率的影響

如表3所示，2個品種不同處理的莖蘗動態(tài)變化規(guī)律基本一致。從（N-n）期直至成熟期，CK的群體莖蘗數(shù)均高于B-BBF和HTC-U處理，說明減氮條件下，2個品種的群體莖蘗數(shù)較CK有所降低，而HTC-U處理的群體莖蘗數(shù)略高于B-BBF處理，可能是由于該處理分蘗期追施速效氮肥的原因。2個品種中，B-BBF和HTC-U處理的群體最終成穗率均高于CK，南粳2728、徐稻9號B-BBF處理分別比CK提高2.77%、292%，南粳2728、徐稻9號HTC-U處理分別比CK提高0.97%、2.38%。

2.3 新型肥料對機插優(yōu)質(zhì)粳稻葉面積指數(shù)的影響

2個品種的（N-n）期至拔節(jié)期，CK處理的葉面積指數(shù)（LAI）高于新型肥料處理（圖1）。抽穗期后， 新型肥料處理的綠葉衰減速率低于CK，直至成熟期，均是新型肥料處理的葉面積指數(shù)高于CK。2個品種，成熟期B-BBF處理的葉面積指數(shù)分別較CK高11.27%、18.67%，HTC-U處理的分別較CK高5.63%、10.67%。

2.4 新型肥料對機插優(yōu)質(zhì)粳稻干物質(zhì)積累量的影響

群體干物質(zhì)積累量與群體葉面積指數(shù)變化規(guī)律相似，2個品種的（N-n）期至拔節(jié)期，CK處理的干物質(zhì)質(zhì)量均高于新型肥料處理。抽穗期至成熟期，新型肥料處理的干物質(zhì)積累量均高于CK。抽穗至成熟階段的干物質(zhì)積累量也是新型肥料處理高于CK（表4）。

2.5 新型肥料對機插優(yōu)質(zhì)粳稻氮素利用率的影響

2個品種空白對照的氮素積累總量分別為10275、106.80 kg/hm2（圖2），2個品種不同肥料處理的氮素積累總量均表現(xiàn)出B-BBF>HTC-U>CK，2個品種B-BBF處理分別較CK高10.59%、1073%，HTC-U處理分別較CK高6.76%、7.93%。

2個品種的氮素利用率均也表現(xiàn)出B-BBF>HTC-U>CK的趨勢，2個品種B-BBF處理的氮素利用率分別為58.90%、59.43%，分別較CK高49.76%、50.51%，HTC-U處理的分別為55.38%、5679%，分別較CK高40.82%、43.84%。

2.6 新型肥料對機插優(yōu)質(zhì)粳稻品質(zhì)的影響

從表5可知，3 種肥料處理對2個品種的糙米率和精米率影響不大，新型肥料處理的糙米率略高于CK，新型肥料處理的整精米率均比CK高。從產(chǎn)量構(gòu)成分析也可看出，新型肥料處理稻谷飽滿度要高于常規(guī)高產(chǎn)施肥，依照稻谷市場收購依據(jù)來看，新型肥料處理提高整精米率利于提高稻谷售價。

2個品種的堊白粒率、堊白度、蛋白質(zhì)含量大體上呈現(xiàn)B-BBFHTC-U>CK的趨勢，說明新型肥料較常規(guī)高產(chǎn)施肥在減氮條件下可以改進稻米外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)，但使得稻米營養(yǎng)品質(zhì)變劣。

3 結(jié)論與討論

關(guān)于基施緩控釋肥的效果，前人的研究結(jié)論不一。有研究認為，單一的緩控釋肥肥效釋放緩慢，不能滿足水稻前期需求，水稻產(chǎn)量不及增施尿素的處理[8];但也有研究認為，緩控釋肥一次性施肥產(chǎn)量可以明顯提高稻谷產(chǎn)量和生物產(chǎn)量[9];另外，侯朋福等研究認為，與無機化肥常規(guī)用量分次施用相比，摻混控釋肥減量10% ～ 30%不會影響水稻產(chǎn)量[10]。本試驗中的摻混肥（BBF），由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)而成（專利號：ZL201410175904.8），其中含有3種不同釋放期的包衣尿素，可以滿足水稻不同時期對肥料的需求。高塔復(fù)合肥養(yǎng)分全面，含量高，施用一次能提供多種養(yǎng)分，且副成分少，物理性狀好，在水稻和玉米生產(chǎn)上會帶來一定的增產(chǎn)效應(yīng)[11-12]。本試驗中，2種新型肥料處理在較當?shù)厮靖弋a(chǎn)施肥減氮20%條件下，南粳2728和徐稻9號產(chǎn)量均有一定增加，摻混肥一次基施處理（B-BBF）實際產(chǎn)量較CK分別增加2.35%、2.61%，有機高塔復(fù)合肥加尿素的分次施用處理（HTC-U）實際產(chǎn)量較CK分別增加1.36%、1.27%。雖然新型肥料處理未能增加群體穗數(shù)，但增加了每穗粒數(shù)，促使群體穎花量仍高于常規(guī)高產(chǎn)施肥處理，同時新型肥料處理提高了水稻植株在后期的葉面積指數(shù)，增強了植株的抽穗至成熟期干物質(zhì)的積累量及最終群體氮素積累量，其氮素利用率也較對照高。本試驗中，新型肥料處理改良了稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)及食味品質(zhì)，可能是因為2種肥料在處理后期能夠持續(xù)為籽粒灌漿提供充足的養(yǎng)分，提高了籽粒充實度，增加稻米的精米率，同時降低了堊白度和直鏈淀粉含量，但由于新型肥料處理較對照降低了施氮量又不利于提升蛋白質(zhì)含量。

節(jié)氮高效施肥是當前水稻綠色豐產(chǎn)栽培的重要研究方向之一，如何降低施氮量、減少施肥次數(shù)進而降低人工成本是關(guān)鍵，筆者結(jié)合江蘇省淮安市水稻生產(chǎn)實際，引進新型肥料在示范基地開展相關(guān)專題試驗。結(jié)果表明，較常規(guī)高產(chǎn)施肥減氮20%條件下，摻混肥一次性基施和高塔復(fù)合肥加尿素的分次施用，優(yōu)質(zhì)粳稻不僅未減產(chǎn)且產(chǎn)量有所增加。由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)明的摻混肥滿足了水稻全生育期生長的營養(yǎng)需求，且利用側(cè)條施肥機器在插秧時將肥料一次性施用，大大降低了施肥成本，在江蘇省全省取得了初步成效;高塔肥作為一種養(yǎng)分含量較高的復(fù)合肥在本試驗中與尿素結(jié)合應(yīng)用，也取得較好成效，減少了施肥次數(shù)，一定程度上降低了施肥成本，以上2種新型肥料可在當?shù)剡M一步進行示范推廣。

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