马 畅,杜 萌,杨世宽,林艳芝
(辽宁省盐碱地利用研究所,辽宁 盘锦 124010)
氮肥是影响水稻产量和品质的重要因素之一,氮肥的不当施用会制约水稻高产,降低肥料利用率,造成肥料浪费与环境污染。氮肥的合理施用可以促进水稻群体发育良好, 是获得高产的有效措施, 对保障我国粮食安全和保护生态环境有重要意义。
水稻对氮肥的响应因品种、施肥量、施肥方式、环境条件有很大差异。关于水稻施氮量和施氮模式国内外学者做了大量研究[1]。 诸多学者针对单季稻地区的 “前促施肥法”(70%~80%作基面肥,20%~30%作返青肥)[2]、“前促、中控、后保”施肥法(70%~80%作基蘖肥,中期不施氮,20%~30%作保花肥或粒肥) 的基础上进一步深入探讨合理的氮肥运筹模式[3],凌启鸿[4]认为 5 个伸长节间的单季稻基蘖肥与穗肥比例为 5.5:4.5 高产,孙永健[5]认为在干湿灌溉条件下基肥∶蘖肥∶穗肥以 3:3:4比例合理,也有学者认为基肥、蘖肥与穗肥比例2∶5∶3 合理[6-7]。 这种施肥方式存在施肥次数多、费工费时、劳动生产效率低等弊端,已不适合现代农业生产发展的需要。 又难以准确地满足水稻在整个生育期对养分的需求, 而缓释肥的施用虽然可以提高肥料利用率,简化施肥技术,提高劳动效率,减少肥料流失造成的环境污染, 但又难以准确地满足水稻在整个生育期对养分的需求。 为完善机插水稻精确定量栽培技术, 开展缓释复混肥与速效氮肥配比施用对水稻产量影响试验, 旨在通过探索长效氮肥与速效氮肥配合施用对水稻生育及产量的影响,进一步完善机插水稻定量施肥技术。
试验以本地主推的中晚熟超高产水稻品种盐丰47 为材料,以“大地丰”缓释复混肥做基肥,结合不同的蘖肥和穗肥施用比例和施用时期, 探索合理的施肥方式, 以提高水稻单产和构建合理的水稻群体,进一步完善机插水稻定量施肥技术。
试验地点: 试验在辽宁省盐碱地利用研究所的西安试验基地进行。 耕层土壤(0~15 cm)含有机质 34.8240 g/kg, 全氮 1.7330 g/kg, 碱解氮134.1312 mg/kg,速效磷 25.2615 mg/kg,速效钾217.7303 mg/kg,pH7.75。
试验品种: 盐丰 47,15.5~16.0 叶,5 个伸长节,全生育期158 d。
试验肥料: 供试肥料分别采用由锦州大地丰肥业有限公司生产的 “大地丰” 水稻缓释复混肥(N-P2O5-K2O 28-18-8) 和由盘锦中润化工有限公司生产的尿素(含N:46%)。
试验中水稻缓释复混肥 “大地丰” 施用量为600 kg/hm2,全部以基肥施入。 设A1(氮素基肥、一次蘖肥、二次蘖肥、穗肥比例 70:9:0:21)、A2(70:14:0:16)、A3 (70:16:0:14)、A4 (70:10:9:11)4 个处理(见表1),以完全不施肥作为对照,随机排列,三次重复。小区长 20.0 m、宽 4.8 m,面积96.0 m2。 各处理的基肥于春季旋耕整地前施入,A1、A2 处理的一次蘖肥于插后 1.5 叶龄期施入,穗肥于插后7.0 叶龄期施入;A3 处理的一次蘖肥于插后3.0 叶龄期施入,穗肥于倒4 叶龄期施入;A4 处理的一、二次蘖肥于插后 1.5、3.5 叶龄期施入,穗肥于倒4 叶龄期施入。
采用优质旱田土与充分腐熟的农肥过筛后(客土与农肥的比例7:3)与适量的壮秧剂充分混拌配制营养土,工厂化营养土保温旱育秧。4 月14日播种,播量 100 g/盘(干种),移栽前 3~4d 施入送嫁肥 (硫酸铵或磷酸二铵 50 g/m2),5 月 30 日移栽,行穴距 30 cm×18.0 cm,4~5 株/穴。 其他田间管理措施同生产田。
表1 各处理施肥 (单位:kg·hm-2)
1.3.1 茎蘖动态 每个处理定植 3 点, 每点调查5 穴。 分蘖中期开始,6~7 d 调查一次茎蘖数,主要调查N-n 期(有效分蘖临界期,其中N 代表主茎总叶片数,n 代表伸长节间数)、拔节期、齐穗期、成熟期的茎蘖数。
1.3.2 叶面积指数 于移栽期、N-n 期、拔节期、齐穗期,每小区取2 穴有代表性植株,测定叶面积指数。抽穗期分株测定有效叶面积(有效茎蘖的叶面积)、无效叶面积、高效叶面积(有效茎蘖顶三叶的叶面积)、低效叶面积和总叶面积(所有茎蘖的叶面积)。 叶面积值等于叶片长宽之积乘以系数0.75。
1.3.3 干物质积累量 利用调查叶面积指数的植物样测定群体干物重, 成熟期测定谷粒和茎秆干物重。 收获指数为成熟期籽粒干重除以籽粒与茎秆干重之和。
1.3.4 光合效应 用 LI-6400(LI-COR Inc.USA)便携式光合测定仪于齐穗期测定各处理剑叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率。测定时间为 09:00~11:00,测定部位为叶片中部,每个处理重复测定15 次。
1.3.5 产量与产量构成 成熟期每个处理采取有代表性植株5 穴,调查穗数、每穗粒数、颖花数、结实率、千粒重等。 小区单打单收,计算产量。
采用Excel 软件进行数据的录入、计算与作图;运用DPS 软件进行统计分析。
不同施肥方式对水稻茎蘖数的影响如图1,成熟期茎蘖数表现为 A3>A2>A1>A4,A3 处理在全生育期茎蘖数始终最高;A2 在分蘖期至拔节期茎蘖数较低, 在拔节后期茎蘖数较高,A2、A3 在拔节后期下降速度比较快;A4 处理的拔节期茎蘖数与有效分蘖临界期茎蘖数相差最小, 在拔节期至抽穗期茎蘖数下降幅度较大, 拔节后至成熟期茎蘖数变化平稳。
在分蘖临界期和拔节期,A3 叶面积指数最大。 齐穗期A1 的高效叶面积指数最大,有效叶面积指数、总叶面积指数表现为 A2>A1>A4>A3,A1、A2、A3 总叶面积指数差异不显著, 且显著高于A4。 有效叶面积率、高效叶面积率表现为A1>A2>A3>A4。
表2 不同时期不同施肥方式对叶面积指数的影响
由表3 可知,不同处理下净光合速率、气孔导度表现为 A4>A2>A3>A1,各处理间差异显著。 各处理细胞间CO2浓度无显著差异, 蒸腾速率表现为 A1>A2>A3>A4,A1、A2 差异不显著,且均显著高于A4 处理。
表3 不同施氮方式对光合作用的影响
由表4 可知, 在移栽期干物质积累量相同的情况下,分蘖临界期、拔节期各处理干物重表现为A4>A3>A2>A1, 抽穗期干物重表现为 A1>A2>A3>A4, 其中A1 干物质积累量显著大于其他处理。成熟期总干物质量、籽粒干物质重表现为A1>A2>A4>A3,其中 A4、A3 差异不显著,茎秆干物质重量表现为 A2>A1>A3>A4,A1、A2 差异不显著。齐穗后干物质积累量占籽粒产量的比例表现为A2>A1>A3>A4。
表4 不同时期干物质积累量 单位:t·hm-2
不同施氮模式下, 水稻产量表现为A1>A2>A4>A3 (表 5), 其中 A1 处理产量显著高于 A3,A1、A2、A4 间产量无显著差异。 产量构成因素方面,穗数表现为 A3>A4>A2>A1,各处理间差异不显著; 颖花数为 A1>A4>A2>A3, 千粒重为 A1>A2>A3>A4,其中 A1 处理的千粒重显著高于其他处理,A2、A3、A4 差异不显著;每穗实粒数、总粒数、结实率表现为 A1>A2>A4>A3,A1 结实率显著高于A3。 可见A1 处理通过拥有较高的颖花数、千粒重、结实率和每穗成粒数获得较高产量。
表5 不同施氮处理下产量及产量构成因素
试验在基肥与追肥比例为7:3 的条件下,通过对蘖肥和穗肥配以不同的施用量和施用时期,认为在氮、磷、钾肥施用总量相同的情况下,在插后1.5 叶龄期施用一次蘖肥45 kg/hm2, 在插后7叶龄期施用112.5 kg/hm2穗肥会获得高产。 该施肥模式增加了后期穗肥的施用量, 加大了细胞间CO2浓度和蒸腾速率,拔节后期茎蘖数变化平稳,齐穗期高效叶面积指数、高效叶面积率和有效叶面积率大,抽穗期和成熟期干物质积累量大。该施肥模式促进了齐穗后干物质向穗部的转移, 齐穗及生育后期仍有较强的光合能力, 达到了保蘖促花的作用。 通过产量构成因素分析得出该施肥模式通过增加颖花数、千粒重、结实率和每穗成粒数实现高产。
罗文姬[8]等研究认为提高分蘖肥和穗肥比例可以提高机插水稻中后期干物质积累量。 张洪程[9]等研究水稻氮肥后移的增产机制认为, 氮肥后移技术应在水稻倒三叶、倒四叶增加穗肥施用量,通过巩固穗数,控制无效分蘖,形成足量的群体有效穗数获得高产,与本试验研究结论一致。