水稻密植新型集成技术在高海拔稻区的应用效果_邓宣胜.pdf

2023.3 试验研究2019，25（14）：99-100.12王日鑫，李成学绿色环保型腐植酸磷肥M.北京：化学工业出版社，2008：99-103.13李丽，武丽萍，成绍鑫.腐植酸钾与速效磷肥结合形态对磷的有效性影响J.土壤肥料，2000（3）：7-9.14王利宾，王曰鑫.腐植酸肥对土壤养分与微生物活性的影响J.腐植酸，2011（4）:6-9.15陆欣.土壤肥料学M.北京：中国农业大学出版社，2001.16王晶，张旭东，李彬，等.腐植酸对土壤中Cd形态的影响及利用研究J.土壤通报，2002，33（3）：185-187.水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球一半以上的人口以稻米为主要食物来源。中国是世界上水稻种植面积第二大的国家，总产居世界第一1。在湖北水稻是第一大粮食作物，常年种植面积3 500万亩，总产1 900万t，单产550 kg/亩左右，面积和总产常年位居全国第6位和第5位，是我国水稻主产省2。利川市位于鄂西南，是湖北省的粮食生产大县（市），近年水稻种植面积稳定在25万余亩（年报数），平均单产在500 kg/亩左右。其中70%以上的水稻产区分布在海拔8001 300 m的地区，属杂交稻种植临界海拔3，温光资源相对不足，适宜品种少，且属稻瘟病、稻曲病高发地带，严重制约了水稻单产的进一步提升和突破4。为此，湖北大学利川生态产业研究院李亚东教授与利川市土壤肥料工作站一班人合作，结合当地实际研发了水稻密植新型集成技术，2021年初试技术效果突出。该技术将调整肥料结构、优化氮磷钾配比、提高施肥水平、合理密植、水稻旱育早发等技术有机结合，形成新的集成技术。用多肽有机氮肥替代化学氮肥，同时为作物提供氮素营养，为土壤补充适量有机质；氮磷钾配比由常规水稻配方肥的311.5优化为312.5，新配比提高了钾素比例；每亩氮磷钾纯养分投入由20 kg提高到50 kg以上，改常规追施分蘖肥为追施穗肥，保证水稻全生育期氮磷钾营养的持续充分供应；合理密植，加大单位面积基本苗，每亩穴数达到2.5万，并利用宽窄行优化水稻行间通作者简介：邓宣胜（1975-），男，农艺师，从事农业新技术、新产品、新模式试验、示范、推广工作。通讯作者：鲁晓蕾（1985-），女，大专，从事新型肥料的产品研发及农业技术推广服务相关方面的研究。E-mail:水稻密植新型集成技术在高海拔稻区的应用效果邓宣胜1鲁晓蕾2周富忠3（1.利川市谋道镇农业服务中心湖北利川445400；2.武汉皓达农业科技有限公司湖北武汉430000；3.利川市土壤肥料工作站湖北利川445400）摘要：为了验证水稻密植新型集成技术在高海拔稻区的应用效果，在利川市的二高山进行了示范试验，试验设置了单行密植、宽窄行密植、幅式密植3种模式，与常规种植模式对比进行。结果表明，水稻鲜谷单产最高达到860 kg/亩，增幅超过50%，创历史新高。单行、宽窄行、幅式密植模式鲜谷亩产依次为826.2 kg、859.8 kg、844.2 kg，比常规种植（562.6 kg/亩）增产46.85%52.83%；烘干除壳后的净干谷亩产依次为630.0 kg、673.3 kg、614.9 kg，比常规种植（456.0 kg/亩）增产34.86%47.65%。3种密植模式中以宽窄行密植最优，稻谷千粒重及产量最高、水分含量及空壳质量占比率最低。在高海拔水稻种植区域推广应用该项技术增产潜力巨大，为国家粮食安全提供了强有力的保障。关键词：水稻；密植；集成技术；应用效果；高海拔稻区128-试验研究 2023.3风采光，从而增加有效穗（亩有效穗18万20万穗）、穗 粒数及千粒重，最终实现水稻增产增收。为进一步验证其效果，2022年4-10月，在利川市的二高山（海拔1 100 m左右）开展示范，水稻单产创历史新高，增产效果突出，现将试验结果报告如下。1材料与方法1.1试验地点及土壤示范设在利川市汪营镇石坝村2组，属利川中部盆地、水稻主产区，地处北纬30.299 402、东经108.677 899，海拔1 089 m。土壤为第四纪黏土发育的马肝泥田，为利川水稻土中的主要土种，试验前取样检测，肥力水平高，土壤呈中性，pH 6.64；有机质极丰富，为43.73 g/kg；全氮极丰富，为2.36 g/kg；有效磷潜在缺乏，为13.9 mg/kg；速效钾丰富，为167.3 mg/kg；总镉存在潜在超标风险，为0.36 mg/kg；全硒处于富硒水平，为0.64 mg/kg。生产条件对生产富硒大米极为有利。1.2试验肥料及供试作物1.2.1试验肥料多肽有机氮肥（N12%、有机质45%），湖北省联投生物科技股份有限公司生产，湖北大学提供；43%（22813）宜施壮水稻专用肥，由湖北宜施壮农业科技有限公司生产提供；12%过磷酸钙、60%氯化钾，均由示范农户在肥料市场自行采购。1.2.2试验作物水稻，品种为泰优98；生育期适中，抗性及丰产性好，为利川二高山区域主推品种。1.3示范模式设计为探索最优密植和施肥模式，重点以调整移栽密度为主，设置了单行密植、宽窄行密植（以下简称双行密植）、幅式密植（以下简称3行密植）3种模式与常规种植模式进行对比，各模式具体操作内容如下。（1）模式1：常规种植（CK），示范面积0.6亩。行距株距为30 cm20 cm，密度11 111穴/亩（移栽单粒谷）；移栽前每亩宜施壮水稻专用肥50 kg，一次性作底肥施用，不追肥。（2）模式2：单行密植，示范面积1.5亩。行距株距为30 cm10 cm，密度22 222穴/亩，移栽密度是常规种植的2倍；移栽前底肥每亩施用多肽有机氮肥100 kg+过磷酸钙75 kg+氯化钾35 kg，拔节期追施多肽有机氮肥100 kg/亩。（3）模式3：双行密植，示范面积1.5亩。50 cm插2行水稻，宽行40 cm、窄行10 cm，株距10 cm，密度26 667穴/亩，移栽密度是常规种植田密度的2.4倍、单行密植田密度的1.2倍；施肥方式及施用量同模式2。（4）模式4：3行密植，示范面积1.5亩。70 cm一幅，一幅3行，幅距50 cm、行距10 cm、株距10 cm，密度28 570穴/亩，移栽密度是常规种植田密度的2.57倍、单行密植田密度的1.29倍；施肥方式及用量同模式2。1.4实施及管理4月18日播种，塑料棚保温旱育方式育秧。5月23日移栽，移栽前模式1用宜施壮水稻专用肥50 kg/亩，不再追肥；模式2、模式3、模式4因实际面积比设计面积略小，肥料实际用量比设计用量略高，移栽前每亩用多肽有机氮肥107 kg、过磷酸钙71 kg、氯化钾36 kg，7月14日水稻拔节末期模式2、模式3、模 式4分 别 追 施 多 肽 氮 肥100 kg/亩、120 kg/亩、130 kg/亩。6月2日，撒施颗粒杀虫剂杀灭地下虫、撒施除草剂除草；分别在分蘖期、拔节期、齐穗期用杀虫剂、杀菌剂防治钻心虫、稻飞虱、卷叶螟、稻瘟病、稻曲病等。因8-9月持续出现干旱，人工抽水灌溉2次，作物生长受干旱影响不明显。9月30日用久保田收割机收获，分区计实产，并按模式取样测量水稻株高、穗长、有效穗、实粒数、结实率、千粒重等指标。2结果与分析2.1不同模式下氮磷钾肥料纯量及投入变化不同模式下氮磷钾纯量投入情况见表1。常规种植亩投入总养分21.50 kg，N、P2O5、K2O亩用量分别为11 kg、4.00 kg、6.5 kg，NP2O5K2O为2.7511.625；表1不同模式下肥料养分纯量（单位：kg/亩）模式有机质总养分N总量N底肥N追肥P2O5K2O常规种植021.5011.0011.000.04.006.5单行密植93.1554.9624.8412.8412.08.5221.6双行密植102.1557.3627.2412.8414.48.5221.63行密植106.6558.5628.4412.8415.68.5221.6129-2023.3 试验研究单价4元/kg，亩投入200元。单行、双行、3行密植的亩总养分分别是常规种植的2.56倍、2.67倍、2.72倍，其中，N分别是常规种植的2.26、2.48、2.59倍，P2O5是常规种植的2.13倍，K2O是常规种植的3.32倍；NP2O5K2O分 别 为2.9212.54、3.2012.54、3.3412.54；3种密植模式有机质纯量亩投入在100 kg左右，差异不大。多肽有机氮肥、过磷酸钙、氯化钾单价分别为2.4元/kg、0.8元/kg、6.0元/kg，单行、双行、3行密植亩肥料投入分别为769.6元、817.6元、841.6元，比常规种植高出500元。2.2不同模式下水稻生育期变化情况不同模式各主要生育期见表2。播种、移栽时间相同；分蘖期无变化；拔节期常规种植略早，其他模式一致；进入始穗期后出现较明显差异，抽穗按照早晚排序为常规种植、双行密植、单行密植、3行密植；成熟期差异更加明显，常规种植相比其他模式早成熟710 d，其次是双行密植，再次是单行密植，3行密植模式成熟最晚。3种新型集成模式水稻生育期加长，有利于提高单产，但在秋季降温早的年份存在“秋风”（当地水稻不能正常成熟而减产的俗称）风险。表2不同模式下水稻的生育时期记载（单位：月/日）模式播种移栽分蘖拔节始穗齐穗成熟常规种植4/185/236/157/108/98/189/18单行密植4/185/236/157/118/138/239/28双行密植4/185/236/157/118/118/219/253行密植4/185/236/157/118/148/249/29表3不同模式下水稻实产结果模式鲜谷产量（kg/亩）籽粒水分（%）空壳比（%）干谷产量（kg/亩）比常规种植增产增产（kg/亩）增幅（%）常规种植562.618.20.92456.0单行密植826.221.762.54630.0174.038.16双行密植859.820.151.93673.3217.347.653行密植844.225.032.84614.9158.934.862.3不同模式下水稻产量结果及效益分析9月30日收割机收获，为保证计产准确，先收割不同模式稻田四周的稻谷，留出标准长方形测量面积后收割直接计稻谷鲜产，折合鲜湿稻谷亩产；再按模式取样1 kg左右，用鼓风烘箱保持60烘烤48 h后称量计算水分含量，然后用CFY-型种子净度风选仪风选稻谷空壳，称量后计算空壳质量占比，最后计算净干稻谷实产，结果见表3。稻谷鲜产以双行密植最高，其次为3行密植，再次为单行密植，常规种植最低。鲜谷亩产依次为859.8 kg、844.2 kg、826.2 kg、562.6 kg，3种密植模式单产都突破了800 kg/亩，最高接近860 kg/亩，取得历史性突破，分别比常规种植亩增产297.2 kg、284.6 kg、263.6 kg，增 幅 分 别 为52.83%、50.05%、46.85%，增幅达到50%，属杂交稻种植史上罕见的高产。烘干除壳后的净干稻谷单产仍然是双行密植最高，其次为单行密植，再次为3行密植，常规种植最低。干谷亩产依次为673.3 kg、630.0 kg、614.9 kg、456.0 kg，分别比常规种植亩增产217.3 kg、174.0 kg、158.9 kg，增幅分别为47.65%、38.16%、34.86%。单产排位略有变化，单行密植高于3行密植，相比增产2.45%，双行密植比3行密植增产9.49%。鲜谷水分含量、稻谷空壳质量占比（空壳质量/烘干稻谷重）与种植密度有较强相关性，呈现密度越大水分含量越高、空壳重量比越大的趋势；但双行密植的通风采光效果最好，在3种密植模式中稻谷水分含量和空壳质量比最低。3种密植模式以双行密植最优，最具推广价值。稻谷按3元/kg计算，单行、双行、3行密植的亩收入分别为1 890元、2 019.9元、1 844.7元，分别比常规种植亩增收522.0元、651.9元、476.7元，与增加的肥料投入基本持平，达到了增产的目的，为国家粮食生产安全奠定了基础。130-试验研究 2023.32.4不同模式下水稻经济性状变化收获时田间调查不同模式的亩有效穗，并取样测量其株高、穗长、穗实粒、结实率、千粒重等性状，结果见表4。与常规种植比较，3种密植模式水稻亩基本苗成倍数加大，但亩有效穗增加幅度不大，在8.81%16.55%之间，说明水稻基本苗越少、插植密度越低，其分蘖能力越强、每穴的有效穗数越高；株高随着肥料用量增加而提高，常规种植水稻株高明显低于密植模式，3种密植模式之间差异不大；常规种植的施肥水平明显低于密植模式（总养分不足密植模式的一半），因此水稻的穗长、穗总粒数、穗实粒数、千粒重都明显低于密植模式，密植模式则以双行密植最优、单行密植次之、3行密植最差；因种植规格及密度不同，水稻通风采光出现差异，常规种植的密度小、通风采光相对较强，结实率最高，双行密植次之，3行密植通风采光最差，结实率最低。3讨论与结论3.1水稻密植新型集成技术应用于高海拔稻区增产幅度大，单产创历史新高单行密植、宽窄行密植、幅式密植3种模式稻谷鲜湿产量826.2859.8 kg/亩，比常规种植亩增产250 kg以上；烘干除壳后的净干谷亩产614.94 673.3 kg，比常规种植亩增产150 kg以上，最高增幅超过45%；且以宽窄行密植模式最优，稻谷千粒重及产量最高、水分含量及空壳质量比最低。说明平均海拔1 100 m左右的利川市应用水稻密植新型集成技术增产潜力极大，利川市水稻种植面积按25万亩计算，年可增产稻谷近4万t。按人均平年消费稻谷300 kg计算，可多养活10余万人，为国家粮食安全提供了强有力的保障。3.2养分充足是作物丰产的基本保障，合理密植为水稻丰产搭好架子水稻密植新型集成技术重点将调整肥料结构、表4不同模式下水稻主要生物学性状测量模式基本苗（穴/亩）有效穗（穗/亩）株高（cm）穗长（cm）穗总粒数（粒）穗实粒（粒）结实率（%）千粒重（g）理论亩产（kg）常规种植11 111165 08095.019.36148.3135.891.5723.99537.8单行密植22 222179 630102.721.44192.8165.185.6324.52727.2双行密植26 667186 050103.322.04196.2174.989.1424.78806.33行密植28 570192 400104.220.29187.4152.781.4824.19710.7优化氮磷钾配比、提高施肥水平、合理密植、旱育早发等技术有机结合、融为一体，形成新的技术集成。用多肽有机氮肥替代化学氮肥，同时为作物提供氮素营养、为土壤补充适量有机质；氮磷钾配比由常规水稻配方肥的311.5左右优化为312.5，提高钾素比例；亩总养分投入由21.5 kg提高到55.0 kg以上，并将追肥时期由分蘖期改到拔节末期，保证水稻全生育期氮磷钾营养的持续充分供应；合理密植，加大单位面积基本苗，亩基本苗提高到2.5万左右，并利用双行优化水稻行间通风采光；从而增加有效穗（亩有效穗达到18万20万穗）、穗实粒数及千粒重，降低稻谷水分含量，最终实现增产增收。3.3结合利川市实际进一步优化技术要点，扩大示范面积首先，选择优质高抗中熟水稻品种，重点高抗稻瘟病、稻曲病；其次，全面应用旱育早发技术、塑料小棚保温旱育或塑料大棚盘式旱育方式育苗，提高机插比例、提前和缩短插秧季节，降低劳动力成本，同时削除秧苗返青期，促早发早分蘖；合理密植，单粒谷秧宽窄行移栽，规格为宽行4050 cm、窄行10 cm、穴距10 cm，亩基本苗确保在2.5万穴左右，搭好丰产架子；优化配方施肥，利川市水稻底肥施用单质肥的习惯基本消失，大多为复合肥（包括配方肥），因此移栽前亩施40%（12820）配方肥70 kg、多肽有机氮肥（N12%、有机质45%，部分替代化学氮肥）100 kg作底肥，改苗期追施氮肥为始穗前亩追施配方肥30 kg，确保亩有效穗达到18万20万穗，为水稻丰产奠定群体基础。参考文献1李小坤.水稻营养特性及科学施肥M.北京:中国农业出版社,2016:1-2.2黄见良,曹鹏,王飞,等.湖北水稻+技术集成与协同推广C/第十九届中国作物学会学术年会论文摘要集,2020:74.3周富忠.水稻沟箱栽培技术在高海拔地区的应用效果综述J.农业网络信息,2011(10）:21-23，40.4陈洪波,袁彬,杨三春,等.2009年利川市水稻病虫灾害和防治技术展示J.湖北植保,2010（4）:38-39.131-