长江中下游地区单季晚粳水稻侧深施肥技术研究_周丽瑶.pdf

Effects of Different Lateral Deep Fertilization Methodson Rice Yield and Economic BenefitZHOU Li-yao1,LU Chao1,LI Yu-juan1,HUA Xiao-long2*(1 Wuxi Agricultural Technology Extension Center,Wuxi Jiangsu 214131,China;2 Wuxi Rural Management Center,Wuxi Jiangsu 214131,China)Abstract:Lateraldeepfertilizationisasafe,efficientandhigh-quality productiontechnology of ricemechanicaltransplanting.In order to improve the technical system of lateral deep fertilization,we investigated the effects of differentlateral fertilization methods on rice yield and economic benefit.In this study,high quality and delicious rice Nangeng-46were used as materials.Three different lateral deep fertilization methods were arranged,including 70%base fertilizer(conventional compound fertilizer)side deep application+30%panicle fertilizer FM1(fertilization method 1),70%basefertilizer(slow/controlled release fertilizers)side deep application+30%panicle fertilizer FM2(fertilization method 2),and100%base fertilizer(slow/controlled release fertilizers)disposable side deep application FM3(fertilization method 3).Inaddition,35%base fertilizer(conventional compound fertilizer)broadcast application+30%tillering fertilizer+30%paniclefertilizer CFM(the conventional fertilization method)were added.The effects of different treatments on rice yield,tilleringdynamics,nitrogen use efficiency,and economic benefit were compared.The results revealed that the yield of FM2 andCFM were higher than those of other treatments.The main reason was that the panicles per unit area,grains per panicleand rice grain bank capacity were higher than that of other treatments on the basis of stable filled grains rate and1000-grain weight.Compared with CFM treatment,the FM2 treatment reduced the number of fertilization at one time,reduced the labor cost and had the highest economic benefit.The results also indicate that the lateral deep fertilization ofslow/controlled release fertilizers+quick-acting panicle fertilizer was the way to form high yield and improve nitrogen useefficiency.It is a high-yield,simple and efficient fertilization method for rice.Keyword:Japonica rice;Lateral deep fertilization;Fertilization methods;Yield;Economic benefit长江中下游地区单季晚粳水稻侧深施肥技术研究周丽瑶1，鲁超1，李育娟1，华小龙2*（1 无锡市农业技术推广中心，江苏无锡214131；2 无锡市农村经营管理中心，江苏无锡214131）摘要：在长江中下游地区的无锡市以中熟晚粳品种南粳 46 为材料，设置 3 种不同的侧深施肥方式，分别为：70%基肥(常规复合肥)侧深施+30%穗肥 FM1、70%基肥(缓释肥)侧深施+30%穗肥 FM2、100%基肥(缓释肥)一次性侧深施 FM3，并设置常规施肥对照 35%基肥(常规复合肥)撒施+35%分蘖肥+30%穗肥 CFM。研究了不同施肥方式对水稻产量及构成因素、茎蘖动态、氮素偏生产力、经济效益等方面的影响。结果表明，与其他处理相比，FM2 和 CFM处理提高了单位面积穗数、每穗粒数，扩大了库容量，在稳定结实率和千粒重的基础上，获得了较高产量。FM2 处理较 CFM处理减少了一次施肥次数，降低了人工成本，经济效益也最高，是一种兼具高产、轻简与高效的水稻施肥方式。FM3 处理的产量与氮素偏生产力均最低，虽减轻了劳动力，但不利于长江中下游晚粳稻丰产高效生产。关键词：粳稻；侧深施肥；施肥方式；产量；经济效益中图分类号：S511.062文献标志码：A文章编号：16736737（2023）01001805基金项目：江苏现代农业产业技术体系建设项目（JATS2021041）。收稿日期：2022-05-07作者简介：周丽瑶（1989-），女，硕士，农艺师，研究方向：作物与栽培、农业技术推广。*通讯作者：华小龙（1989-），男，硕士，农艺师，研究方向：作物与栽培、农业技术推广。我国是水稻生产与消费大国，稻谷是我国城乡居民口粮消费的主体，占口粮消费量的60%以上，维持水稻产量稳定关乎我国的粮食安全1-4。肥料作为水稻的“粮食”，在水稻生产上具有不可替代的作用，氮肥又是所有肥料中对水稻产量影响最大的因素之一5，作用仅次于水。但我国水稻生产上的氮肥利用率仅为研 究 报 告Vol.53 No.118-DOI:10.16170/ki.1673-6737.2023.01.006表 1试验处理设计处理总 N基肥 N分蘖肥 N穗肥 N施肥次数（kg hm-2）（kg hm-2）（kg hm-2）（kg hm-2）35%基肥(常规复合肥)撒施+35%分蘖肥+30%穗肥，记为 CFM27094.594.581370%基肥(常规复合肥)侧深施+30%穗肥，记为 FM1270189081270%基肥(缓释肥)侧深施+30%穗肥，记为 FM22701890812100%基肥(缓释肥)一次性侧深施，记为 FM32702700013035%，远低于世界平均水平6，7。过量施用氮肥，不仅造成资源浪费，成本增加，还不符合绿色环保生产要求8，9。为加强粮食稳产保供，始终端牢“中国饭碗”10，同时提高科学施肥水平，本研究以水稻侧深施肥技术为核心，探讨不同施肥方式、施肥种类对优质稻米产量及经济效益的影响，从而实现优质、增产、增效目标，为优质水稻品种稳产增产、节本增效示范推广提供依据。1材料与方法1.1试验地点及供试材料试验于 2021 年在无锡市锡山区太湖水稻示范园内进行，供试田块排灌方便，土壤质地为粘土，肥力中等，地力均衡，前茬作物为小麦。供试水稻品种为南粳 46，属中熟晚粳品种。供试肥料分别为尿素（含氮 46%）、常规复合肥（15-15-15）、稳定性复合肥（26-11-11）（缓释肥）、速效氮钾肥（16-12）。1.2试验设计试验设计 4 个施氮处理（表 1）：35%基肥(常规复合肥)撒施+35%分蘖肥+30%穗肥 CFM（常规施肥对照）、70%基肥(常规复合肥)侧深施+30%穗肥 FM1、70%基肥(缓释肥)侧深施+30%穗肥FM2、100%基肥(缓释肥)一次性侧深施 FM3，各处理施常规纯 N 量为 270 kg hm-2，分蘖肥施用尿素，于机插后 7 d 人工撒施，穗肥施用速效氮钾肥，于倒 3 叶人工撒施。试验共 4 个处理，处理间随机区组排列，每处理重复二次，大区设计，每区面积 0.15 hm2。各试验处理的氮肥运筹见表1。1.3试验实施播前采用药剂浸种催芽，播种期为 5 月 26日，大田用种量为 60 kg hm-2，秧田期做好病虫草害防治工作。移栽前整好地，做到田面平整、土块细碎，处理间以田埂包膜隔开，单灌单排，防止窜水窜肥，重复间灌排隔离。移栽期为 6 月 11 日，采用插秧机移栽，实际株行距为 30 cm15 cm，密度为 22.2 万穴 hm-2。大田管理与常规大面积生产一致，除分区施肥差异外，其他措施保持一致，及时防治好各种病虫草害，将病虫草害损失降低到最低限度。1.4测定项目与方法1.4.1茎蘖动态移栽后 23 d，在普查移栽密度和基本苗的基础上，移栽稻横向每点定 10 穴，插杆作标记，作为茎蘖动态观测点。移栽后至 7 月底前每隔 5 d 观察一次，7 月底后每隔 7 d 观察一次，直至抽穗为止。1.4.2生育动态监测记录关键生育时期，并对叶龄进行标记。1.4.3成熟期考种在水稻成熟期普查穗数的基础上，确定每穴成穗数，取有代表性植株 5 穴进行考种，测定产量构成因素，计算理论产量。1.4.4产量实收对大区进行实割实收，分别上磅测水分，计算出实际产量。1.4.5效益对比根据农事记载表按时记载农事操作情况，并对比各处理投入与产出的效益差异。1.4.6数据计算和统计氮素偏生产力(kg kg-1)=水稻产量/氮肥施用量2结果与分析周丽瑶等长江中下游地区单季晚粳水稻侧深施肥技术研究研 究 报 告19-表 3不同施肥方式对水稻茎蘖动态的影响注：不同小写字母表示在 5%水平上差异显著。处理基本苗分蘖盛期成熟期茎蘖成穗率（104hm-2）（104hm-2）（104hm-2）(%)CFM89.40 a581.78 a378.60 a65.08 bFM187.60 a561.30 b362.78 bc64.63 bFM287.90 a542.25 d372.60 ab68.71 aFM388.35 a553.20 c355.35 c64.24 b表 2不同施肥方式对水稻产量及其构成因素的影响注：不同小写字母表示在 5%水平上差异显著。处理产量穗数每穗粒数结实率千粒重（t hm-2）(104hm-2）（粒）（%）（g）CFM9.48 a378.60 a121.29 a90.75 a25.06 cFM19.04 b362.78 bc117.09 b90.97 a25.30 abFM29.65 a372.60 ab122.01 a91.13 a25.39 aFM38.69 c355.35 c113.84 b90.17 a25.24 b2.1不同施肥方式对水稻产量及其构成因素的影响方差分析表明（表 2），产量以 FM2 处理最高，CFM处理次之但差异不显著，FM3 处理显著最低，其中 FM2 处理比 CFM处理产量高 1.79%，比其他两个侧深施肥处理高 6.75%11.05%；穗数以 CFM处理最高，FM2 处理次之但差异不显著，FM3 处理显著最低，其中 CFM处理比其他三个侧深施肥处理高 1.61%6.54%；每穗粒数以 FM2 和CFM处理显著最高，FM3 处理最低但与 FM1 处理无显著差异，其中 FM2 处理较其他两个侧深施肥处理高 4.20%7.18%；结实率以 FM2 处理最高，FM1 处理次之，FM3 处理最低，但各处理间差异不显著；千粒重以 FM2 处理最高，FM1 处理次之但差异不显著，CFM处理最低，其中 FM2 处理较CFM处理高 1.32%，较其他两个侧深施肥的处理高 0.36%0.59%。2.2不同施肥方式对水稻茎蘖动态的影响如图 1 所示，不同施肥方式下南粳 46 的茎蘖数均随着生育进程逐渐增加，并在拔节期达到最大值，随后逐步下降至平稳值。其中 CFM处理的茎蘖数在全生育期均较高，FM1 处理在拔节前的茎蘖数仅次于 CFM处理，但在拔节后逐步下降并低于 FM2 处理，生育后期各处理南粳 46 的茎蘖数从大到小为 CFMFM2FM1FM3。方差分析表明（表 3），不同处理间的基本苗差异不显著。分蘖盛期水稻茎蘖数，不同施肥处理以 CFM处理显著最高，FM1 处理次之，FM2 处理显著最低。CFM处理由于分蘖肥单独施用尿素速效氮肥，在撒施基肥确保初期养分供应充足的基础上，满足了水稻分蘖盛期对氮素营养的大量需求，其分蘖数和有效穗均最高。比较三个侧深施肥处理，FM1 处理由于侧深施用常规复合肥，肥效释放较快，故生育前期其茎蘖数也较高，FM3 处理侧深一次性 667 m2施用 18 kg全氮缓释肥，前期总氮高于 FM2 处理，故茎蘖数也高于 FM2 处理。成熟期则以 CFM和 FM2 处理显著最高，FM1 处理次之，FM3 处理显著最低，较 CFM处理低 6.14%。有研究表明11,12，增施穗肥可以促进颖花分化，减少颖花退化，从而增加群体颖花量，提高结实率和千粒重，最终达到提高产量的目的。FM2 处理在生育后期缓释肥肥效得以发挥，加之追施一次速效氮钾穗肥，满足了中后期水稻营养需求，有效分蘖数得以保证。茎蘖成穗率以 FM2 处理显著最高，其余各处理间差异不显著，CFM处理略高于FM1 和 FM3 处理。常规复合肥没有缓释功能，随图 1不同施肥方式下水稻茎蘖动态的变化周丽瑶等长江中下游地区单季晚粳水稻侧深施肥技术研究研 究 报 告20-注：不同小写字母表示在 5%水平上差异显著。表 4不同施肥方式对水稻氮素偏生产力的影响处理产量纯氮施用量氮素偏生产力（kg hm-2）（kg hm-2）（kg kg-1）CFM9.48 a27035.11 aFM19.04 b27033.48 bFM29.65 a27035.74 aFM38.69 c27032.19 c表 5不同施肥方式对水稻经济效益的影响处理产量产值物化与人工成本物化（元 hm-2）人工净效益较 CFM增收（t hm-2）（元 hm-2）（元 hm-2）合计种子肥料农药机械灌溉（元 hm-2）（元 hm-2）（元 hm-2）CFM9.4824 635.5217 529.9010 629.907203 879.90 1 9053 3757506 9007 105.620FM19.0423 502.1818 641.2511 966.257205 216.25 1 9053 3757506 6754 860.93-2 244.69FM29.6525 091.4317 342.5510 667.557203 917.55 1 9053 3757506 6757 748.88643.26FM38.6922 605.5716 626.9010 176.907203 426.90 1 9053 3757506 4505 978.67-1 126.95水稻栽插施入后在短期内释放完毕，但水稻生长初期养分需求较少13，大量释放的养分极易造成水稻前期茎蘖徒长进而导致无效分蘖增加，在水稻拔节孕穗期需要大量养分时却无肥可用，水稻茎秆充实度不够，容易造成倒伏14,15。2.3不同施肥方式对水稻氮素偏生产力的影响方差分析表明（表 4），不同施肥方式的水稻氮素偏生产力以 FM2 处理最高，CFM处理次之但差异不显著，FM3 处理显著最低，其中 FM2 处理较 CFM处理高 1.79%，较 FM1 和 FM3 两个测深施肥处理分别高 6.75%、11.03%。由此可知，侧深施用缓释肥和采用“一基一追”施肥方式的氮素偏生产力最高，说明其氮肥利用率也最高。2.4不同施肥方式对水稻经济效益的影响各处理在所有田管措施一致的情况下，种子、农药、机械、灌溉等成本一致，不同施肥模式的效益差异主要来源于肥料成本与人工成本的差异16，其中肥料成本的差异主要是肥料的单价与施用量的差异，人工成本的差异主要是肥料施用次数使用人工数的差异。从水稻经济效益看（表 5），不同施肥方式的水稻经济效益以 FM2 处理最高，CFM处理次之，比 FM2 处理低 643.26 元 hm-2和8.30%，剩余两个侧深施肥处理的经济效益均低于 CFM处理，顺序为 CFMFM3FM1，分别较CFM处理低 1126.95 元 hm-2、2244.69 元 hm-2。3讨论与结论试验结果表明，不同施肥方式以 FM2 处理产量最高，CFM处理略次之，但二者无显著差异，从产量构成因素角度分析，FM2 获得较高产量主要得益于较高的单位面积穗数和每穗粒数，总颖花量较高，库容量也较高。FM2 处理侧深施用的是缓释肥，缓释肥在生育后期能够保持长效充足的氮素营养，配合后期施用速效氮钾穗肥，这一措施满足了水稻孕穗期对氮素的大量需求，从而获得高产。而 FM1 处理侧深施用的是常规复合肥，没有缓释效果，虽然将常规复合肥侧深施用于水稻根部以减少氨挥发和地表径流带来的氮流失，但常规复合肥无缓释功能，难以满足水稻中后期生育动态需肥特性，水稻分蘖后期及拔节期营养元素供应量不如 FM2 和 CFM处理。FM3 处理为一次性将水稻全生育期需要的氮肥全部施用，随着肥料的释放加之供试品种为生育期较长的晚粳品种，该缓释肥肥料释放特性不能满足供试晚粳品种的需肥特性，后期易早衰导致灌浆不充分，影响最终产量。胡雅杰等研究认为生育后期群体生长率高的有利于水稻高产形成17，18，本研究结果与之一致。FM3 处理的产量低于 FM1 和 FM2 处理，由此可知侧深施肥“一基一追”方式应用效果要优于“一次性”方式。不同施肥方式对水稻茎蘖数、茎蘖成穗率及氮素吸收利用有显著影响，分蘖盛期的水稻茎蘖数由高到低为 CFMFM1FM3FM2，成熟期水稻茎蘖数由高到低则为 CFMFM2FM1FM3，而茎蘖成穗率却以 FM2 处理显著最高，其余各处理间差异不显著。氮素偏生产力结果表明，侧深施用缓释肥+速效氮钾穗肥，可以获得较高产量，同时氮素利用效率也略高于常规施肥处理。前人研究表明19-21，侧深施肥方式在水稻生育前期将氮肥集中施用于水稻根系周围土壤，将更多的养分直接供给水稻根系，有利于根系吸收氮素，从周丽瑶等长江中下游地区单季晚粳水稻侧深施肥技术研究研 究 报 告21-（责任编辑：王丹）而促进水稻生长和产量形成，同时也提高了氮肥利用效率，本研究结果与之一致。不同施肥方式对水稻经济效益也有显著影响，FM2 处理的水稻产量略高于 CFM处理，同时侧深施用缓释肥+速效氮钾穗肥的方式减少了一次施肥次数，人工成本随之降低，综合两方面因素可知水稻生产经济效益得到提高。笔者建议在今后的研究中可增加减氮措施和比较不同类型、不同品牌缓释肥的应用效果，以期为无锡市水稻省工节本增效栽培提供可靠依据。参考文献：1 徐春春,纪龙,陈中督,等.中国水稻生产、市场与进出口贸易的回顾与展望J.中国稻米,2021,27(4):17-21.2 万克江.我国水稻生产技术发展与展望 J.中国稻米,1997(1):50-52.3 刘爽.浅析世界及我国水稻生产状况 J.新农业,2020(20):14-16.4 陈博,敖和军,曾晓珊.我国水稻种植情况调研-基于 9个水稻生产大省的调研数据 J.湖南农业科学,2020(11):66-69.5 段然.施肥方式对稻田氮素转化的影响及其微生物学机制D.北京:中国农业科学院,2018.6 Zhao X,Zhou Y,Min J,et al.Nitrogen runoff dominateswater nitrogen pollution from rice-wheat rotation in theTaihu Lake region of China J.Agric Ecosvst Environ,2012,156(4):1-11.7 汪军,王德建,张刚.太湖地区稻麦轮作体系下秸秆还田配施氮肥对水稻产量及经济效益的影响J.中国生态农业学报,2011,19(2):265-270.8 沈欣,辛景树,徐洋,等.以减氮为核心的水稻侧深施肥技术集成示范J.中国农技推广,2020,36(5):48-51.9 刘继环,苑丽.水稻减量侧深施肥技术研究J.现代化农业,2019(8):20-22.10 杜海涛,常钦.粮食产业迈向高质量发展 中国饭碗装满优质粮J.中国集体经济,2021(29):5-8.11 高军,陈莫军,孟凡梅,等.增施穗肥对水稻产量和氮肥利用率的影响J.东北农业科学,2013,43(2):1-4.12 伍龙梅,李惠芬,黄庆,等.幼穗分化期氮肥用量降低水稻遮光减产效应研究 J.广东农业科学,2019,46(9):18-26.13 齐德明,王彦强,张雨政,等.水稻各生育时期养分吸收动态研究J.现代化农业,2012(1):18-19.14 史占忠,王晓明.水稻倒伏原因及防御技术措施J.北方水稻,2014,44(4):56-60.15 张志忠.水稻倒伏原因及预防对策 J.新农业,2021(21):11.16 尹必文,曹明龙,唐淑菊.水稻不同种植方式的优缺点及成本分析J.现代农业科技,2020(12):52-53.17 胡雅杰,朱大伟,钱海军,等.籼粳杂交稻甬优 2640 钵苗机插超高产群体若干特征探讨 J.作物学报,2014,40(11):2016-2027.18 胡雅杰,邢志鹏,龚金龙,等.钵苗机插水稻群体动态特征及高产形成机制的探讨 J.中国农业科学,2014,47(5):865-879.19 陈秀东.水稻侧深施肥技术分析J.农业技术与装备,2019(5):76-77.20 杨成林,王丽妍.不同侧深施肥方式对寒地水稻生长、产量及肥料利用率的影响 J.中国稻米,2018,24(2):96-99.21 赵婷婷,赵珅,李鹏,等.水稻侧深施肥技术应用与发展J.现代化农业,2021(3):25-27.周丽瑶等长江中下游地区单季晚粳水稻侧深施肥技术研究研 究 报 告22-