施肥方式对机插早稻产量形成的影响

王晓丹 王亚梁 宋文健 张玉屏 向镜 张义凯 祁军 陈惠哲

（中国水稻研究所，杭州311400；第一作者：15610392585@163.com；*通讯作者：chenhuizhe@163.com）

近年来，我国水稻生产机械化水平逐步提高，机械种植比例达到38%[1]。然而双季稻机械化种植比例仍较低，水稻生产过程中的插秧、施肥大多以手工作业为主，劳动力成本高。面对农业生产劳动力紧缺的现状，迫切需要提高双季稻的机械化生产水平。近年双季稻比例占我国水稻种植面积的40%左右，提高双季稻的生产效益对保障我国粮食安全与稻农增收具有重要意义[2]。

过去传统施肥为人工撒施，由于生产中肥料多为速效肥，造成了肥料利用率低，肥料浪费严重，同时增加了人工施肥的成本[3]。随着品种的更新，一批生育期较长的高产品种在生产中逐渐推广，速效氮肥无法满足整个生育期的营养供应[4]。缓释肥淋溶挥发损失小，可以配合水稻生长进程释放养分，提高肥料利用效率，同时配合水稻机插侧深施肥技术，可以有效地降低劳动力成本[5-6]。

目前侧深施肥在北方已经有很大的推广面积，该技术通过施肥机插一体化作业，机插同时在水稻根系周围3～5 cm 处，开4～6 cm 左右沟施缓释肥料，可将肥料精确送达根区，有利于构建水稻高产深层根系，减少氮素损失，提高氮肥利用率和稻谷产量，省工节本[7-8]。本试验以中早39 为材料，研究了其在不同施氮方式下的产量及干物质积累情况，旨在为早稻高产高效优质栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

供试品种为大面积生产的早稻品种中早39。

1.2 试验处理

试验于2018 年在中国水稻研究所富阳基地进行。设置3 个施肥处理：处理1，传统施肥（CK），氮肥采用尿素，人工撒施，总氮量180 kg/hm2，基肥、分蘖肥、穗肥比为5∶3∶2；处理2，缓释肥机械深施（F1），总氮量180 kg/hm2，基肥、分蘖肥、穗肥比例为2∶5∶3，其中分蘖肥采用中化福万农缓控释肥（N、P2O5、K2O 有效成份21∶15∶16），机插作业时采用洋马侧深施肥插秧一体机侧深施入，基肥和穗肥为尿素；处理3，缓释肥人工撒施（F3），总氮量180 kg/hm2，基肥、分蘖肥、穗肥比例为2∶5∶3，除了分蘖肥采用中化福万农缓控释肥机插后人工撒施，其他与F2 一致。各处理采用机插种植方式，播种量100 g/盘，3 月24 日播种，秧龄32 d，4 月27 日机插。机插行距30 cm、株距12 cm，每667 m2栽插1.9 万丛、基本苗8.0～9.5 万。按不同处理要求施肥，磷肥作基肥用，钾肥作基肥和穗肥各50%施用。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 生育期记录

表1 不同施肥方式对水稻产量及产量结构的影响

表2 不同施肥方式对水稻颖花分化与退化的影响

每隔5 d 标记叶龄，利用叶龄模式确定水稻穗分化期，以水稻群体抽穗50%记录为水稻抽穗期，水稻完熟记录为水稻成熟期。

1.3.2 干物质积累

于水稻幼穗分化期、抽穗期及成熟期，以平均茎蘖数为主要标准，每个处理每次重复分别取6 株，植株连根拔出，清洗去根。量取株高，记录总茎蘖数，把叶片、茎鞘、穗（齐穗期和成熟期）分开，测定叶面积，80℃烘干并称重。

1.3.3 叶片SPAD 值

采用SPAD-502 叶绿素计进行测定。抽穗期前每隔7 d、抽穗期后每隔7～10 d 测定1 次SPAD 值，直至成熟期。每小区选择6 株稻株，并选择完全展开叶，对叶片中部进行测量，每张叶片的最终SPAD 值为叶片中部的平均值。

1.3.4 颖花分化与退化调查

于稻穗抽出1/3～1/2 时，每处理取生长一致的水稻10 丛，选取大小相对一致的主茎穗25 个，参考松岛省三痕迹法[21]考察每穗一次枝梗上的颖花数及退化数、二次枝梗上的颖花数及退化数，并计算每穗颖花数及退化数、一次枝梗上的颖花分化数、二次枝梗上的颖花分化数。颖花数=一次枝梗颖花数+二次枝梗颖花数；颖花退化数=一次枝梗颖花退化数+二次枝梗颖花退化数；一次枝梗颖花分化数=一次枝梗颖花数+一次枝梗颖花退化数；二次枝梗颖花分化数=二次枝梗颖花数+二次枝梗颖花退化数。

1.3.5 成熟期叶片含氮量

选取主茎，利用无损伤叶片快速测氮仪CCN6000测定剑叶含氮量。

1.3.6 产量

1.3.6.1 穗粒结构 成熟期取样，每个小区取30 株调查穗数，计算每株有效穗数。每小区按平均有效穗数选代表性植株3 丛，测定每穗实粒数和空瘪粒数，计算结实率，并测定粒重。

1.3.6.2 实割测产 每个小区选6 m2实割，晒干换算成标准含水量后计算产量，3 次重复。

1.3.6.3 单穗取样考种 每处理小区按穗型（大、中、小）各取10 个单穗，单穗考种，测定穗子不同部位一次枝梗、二次枝梗数、结实粒数、空瘪粒数等性状。

1.4 统计分析

采用Excel 2013 对原始数据进行处理和绘图，SPSS 24.0 统计分析软件对数据进行差异显著性检验（LSD 法，α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 对机插早稻产量及产量结构的影响

如1 所示，与传统施肥相比，缓释肥机械深施与缓释肥人工撒施处理的产量分别增加了3.4%和2.6%；缓释肥机械深施处理比缓释肥人工撒施处理产量提高了4.6 kg/667 m2，二者无显著差异。从产量结构上看，相对于传统施肥，缓释肥机械深施处理每丛有效穗数降低7.1%，但缓释肥机械深施、缓释肥人工撒施处理每穗粒数分别比对照增加6.2%和14.6%，差异均达显著水平；施用缓释肥降低了水稻的结实率，但与对照相比并无显著差异；各处理间千粒重的变化也不明显。以上说明，缓释肥的施用不利于水稻分蘖的生长，但对增加穗粒数有利。

2.2 对颖花数的影响

如表2 所示，缓释肥的施用提高了每穗颖花数。与传统施肥相比，缓释肥机械深施和人工撒施处理的颖花数分别提高5.7%和6.4%，颖花分化数分别提高4.5%和6.2%，差异均达显著水平。以上说明，施用缓释肥通过增加每穗颖花分化数来增加每穗颖花数。

2.3 对干物质积累的影响

图1 不同施肥方式对机插水稻干物质积累的影响

图2 不同施肥方式对机插水稻叶片SPAD 值的影响

图3 不同施肥方式对水稻成熟期叶片含氮量的影响

如图1 所示，缓释肥的施用增加了水稻干物质积累，其中在穗分化期、灌浆期效果较明显。在穗分化期，与传统施肥相比，缓释肥机械深施和人工撒施处理的干物质积累量分别增加了8.9%和25.5%，差异显著。在灌浆期，与传统施肥相比，缓释肥机械深施和人工撒施处理的干物质积累量分别增加了17.2%和5.6%，差异显著，其中缓释肥机械深施处理的增效更明显，比缓释肥人工撒施处理增加了12.3%。

2.4 对SPAD 值及成熟期叶片含氮量的影响

如图2 所示，与传统施肥相比，在抽穗期缓释肥机械深施和人工撒施处理的水稻叶片SPAD 值分别增加了7.4%和3.2%，在成熟期分别增加了5.8%和16.4%。说明缓释肥的施用增加了水稻叶片SPAD 值。

如图3 所示，缓释肥施用增加了水稻成熟期的叶片含氮量。与传统施肥相比，缓释肥机械深施和人工撒施处理的成熟期叶片含氮量分别增加12.5%和34.1%，差异达显著水平。其中，缓释肥人工撒施处理成熟期叶片含氮量最高。

3 讨论与结论

施波等[9]研究表明，缓释肥显著提高了水稻的平均株高、穗长、结实率、千粒重和产量。本试验研究表明，缓释肥施用增加了水稻的每穗粒数，进而提高了产量。缓释肥处理有效穗数低于传统尿素施肥，主要原因是传统施肥为速效氮肥，在水稻前期可以释放较多的养分促进水稻分蘖[10-12]。而缓释肥前期释放缓慢，对分蘖形成造成了影响[13]。赵胜利等[14]研究表明，缓释肥在处理后期促进了水稻大量分蘖，而通过搁田等措施后，处于水稻后期的分蘖成穗可能性很小。本试验研究发现，缓释肥的施用可以增加颖花分化数，降低颖花退化率，进而增加颖花数，提高每穗粒数。

缓释肥施用增加了水稻叶片的SPAD 值，反映缓释肥施用提高了叶绿素的相对含量[15]。叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，有利于促进光合生产。赵胜利等[14]研究表明，施缓释肥的处理叶绿素b 比传统施肥高。李杰等[16]研究表明，剑叶净光合速率随叶绿素含量增加而提高，其原因为叶绿体数目、表面积密度和体积密度增加，类囊体膜上光合色素即叶绿素a、b 及类胡萝卜素含量也增加。本试验研究表明，缓释肥机械深施处理在穗分化始期到灌浆期，叶片SPAD 值均高于传统施肥和缓释肥人工撒施处理。同时，缓释肥机械深施处理在水稻籽粒灌浆期干物质积累量分别比传统施肥和缓释肥人工撒施处理增加17.2%和12.3%。这说明缓释肥机插侧深施肥提高了叶片的保绿能力，同时通过提高叶绿素相对含量来增加光合生产量，进而促进干物质积累。聂军等[17]研究发现，施用缓释肥可以延长叶片的保绿时间，保证籽粒灌浆的时间，从而提高水稻的产量。

在成熟期，与传统施肥相比，缓释肥机械深施和缓释肥人工撒施处理的叶片含氮量分别增加12.5%和34.1%，虽然缓释肥人工撒施处理的叶片含氮量高于缓释肥机械深施处理，但面对早稻成熟期收获来说，叶片含氮量过高容易造成贪青，影响产量，同时也反映了早稻缓释肥用量及施肥次数值得进一步探讨。由于缓释肥释放周期与早稻生育期不同，缓释肥一次施肥对早稻生长是否足够，后期是否需要进行二次施肥，这些问题还需要进一步探究。本试验是进行早稻缓释肥用量及施肥次数的前期研究，为机插早稻缓释肥精准施肥提供理论依据。

虽然缓释肥机械深施和缓释肥人工撒施处理的产量效果一致，并无显著差异。但相对于经济效益来说，侧深施肥减少了人工撒施的过程，降低了人工成本，增加了水稻生产效益，是一种增加生产效益很有效的方法。综上所述，施用缓释肥提高了水稻叶片SPAD 值，增强了叶片保绿能力，提高了光合速率，保证了籽粒灌浆的充实度。施用缓释肥通过增加每穗颖花分化数而增加每穗颖花数，进而提高了水稻产量。