蒋琪 陈少杰* 王飞 秦方锦 俞国君 汪东东
(1 宁波市农业技术推广总站,浙江 宁波315012;2 宁波市甬丰农资有限公司, 浙江 宁波315012;3 万里神农有限公司,杭州310021;第一作者:jiangqiww512@aliyun.com;*通讯作者:supersjc2@aliyun.com)
水稻是我国第一大粮食作物,全国2/3 的人口以稻米为主食[1]。化肥在促进粮食产量增加中起到了不可替代的作用,但目前也存在化肥过量施用、盲目施用等问题,带来了成本的增加和环境的污染。在当前粮价处于较低水平,化肥、种子、人工等生产成本居高不下的情况下,改进肥料施用方法,提高肥料利用率,促进粮食生产节本增效,是确保粮食生产可持续发展的重要措施。我国氮肥利用率为35%左右,而双季稻区的氮肥利用率明显低于全国平均水平[2]。目前,测土配方施肥和应用缓(控)释肥料是提高肥料利用率的两大途径。宁波市测土配方施肥工作开始于2005 年,目前已实现全覆盖。缓(控)释肥料养分释放速率与作物需肥规律相匹配,可以显著提高肥料利用率[3]。有研究表明,木质素缓释肥及配方施肥能有效降低单季晚稻施肥成本、提高氮素利用率、产量和产投比[4-7]。但不同地区自然生态条件存在差异,耕作制度也不同,为探讨缓(控)释肥在双季稻的应用方法,本试验对目前生产上推广较多的几种肥料进行对比试验,明确其增产增效效果,为缓(控)释肥的推广应用提供依据。
试验于2017 年在宁波市鄞州区姜山镇蔡郎桥卢方兴田块进行,水网平原,黄斑青紫泥田,0~20 cm 耕层土壤(自然风干样)含有机质54.6 g/kg、有效磷49.0 mg/kg、速效钾232 mg/kg、水解性氮239 mg/kg。
1.2.1 试验材料
早稻品种为甬籼15,3 月16 日播种,4 月18 日移栽,插秧行株距25 cm×12 cm,机插大区试验,每个处理面积约为667 m2;各处理大田用种量4.0 kg 左右,每盘播干谷100 g;其他措施参照当地高产田。连作晚稻品种为宁84,6 月30 日播种,7 月19 日移栽,插秧行株距25 cm×14 cm,机插大区试验,每处理面积约为667 m2;各处理大田用种量4.0 kg 左右,每盘播干谷100 g;其他措施参照当地高产田。
1.2.2 试验设计
早稻和连作晚稻分别设置6 个处理:C0,不施肥;C1,常规配方施肥;C2,施控释配方肥+助剂;C3、C4 为不同用量木质素肥处理;C5,施控释肥。各处理具体施肥量及肥料运筹见表1。试验采用大区处理设计,每处理面积667 m2左右,不设重复,大区间筑埂隔离,并用塑料薄膜包埂,保证各小区单独排灌。
1.3.1 生育期、茎蘖动态
从播种至成熟,分别记载各处理播种期、移栽期、返青期、拔节期、始穗期和成熟期的日期。机插秧后每个小区定点10 株,每隔5 d 考查1 次茎蘖数。
表1 不同肥料施用方案及肥料运筹 (单位:kg/hm2)
表2 不同处理的生育期情况
1.3.2 经济性状与产量
成熟期每个处理随机调查80 丛,计算有效穗数;取样10 丛测量理论产量;各处理全田收割机实割测量实际产量。
采用Excel 2007、Origin 8.0 软件进行数据计算、绘图。氮肥农学效率=(施氮区产量-空白区产量)/施氮量
从图1 可见,各施肥处理在各生育期的茎蘖数均大于C0。从移栽后的分蘖发生速率及高峰苗数来看,早稻以C1 和C3 处理表现较好,连作晚稻以C3 处理表现较好。
从表2 可以看出,不同施肥处理对水稻生育期有一定影响。C0 处理的生育期最短,早稻和连作晚稻C0处理比施肥处理分别短2~4 d 和1~4 d。在早季,各施肥处理生育期以C2 和C3 处理最短,C1 处理最长,相差2 d;连作晚稻,各施肥处理生育期以C4 处理最短,较其他处理短3 d。
从表3 可以看出,在早季,各处理实际产量由高到低依次为C5>C1>C4>C3>C2>C0,C5 处理较C1 处理增产4.49%,其他处理均比C1 处理有不同程度减产,C3、C4 处理减产程度均在5.00%以下。连作晚稻,各处理实际产量由高到低依次为C3>C2>C5>C4>C1>C0,各施肥处理产量均高于常规施肥处理,但增产幅度均不大。
氮肥农学效率一般用来反映在基础肥力上施肥的增产作用。从表5 可见,整个生育期,C3、C4、C5 处理的氮肥农学效率均高于C1 处理,C2 处理氮肥农学效率最低,说明木质素肥和控释肥较其他肥料处理有较大的增产潜力。通过经济效益比较发现,C2 处理的肥料及施肥成本比C1 处理每hm2低91.50 元,C3、C4 和C5处理的肥料及施肥成本比C1 处理每hm2分别高744.00 元、1 014.00 元和526.50 元。通过各处理效益比较可以看出,C5 处理较C1 处理增收2.01%,氮肥用量减少了9.82%;C2、C3、C4 处理效益较C1 处理分别减少2.16%、0.67%和1.07%,氮肥用量分别减少了3.41%、19.44%和21.44%。由此可见,施木质素肥的处理在氮素用量大幅降低情况下,经济效益略低于常规施肥处理,但氮素利用率有所提高,具有较好的生态和环境效益;施控释肥处理在一定程度减氮的基础上,稻谷产量和经济效益最高。
图1 不同肥料及运筹对双季稻茎蘖动态的影响
表3 不同处理经济性状及产量表现
表4 不同处理的氮肥农学效率及经济效益(双季稻)
双季稻生育期短,机插条件下返青发棵慢,尤其是机插早稻,通常插秧后10 d 以上才会有分蘖发生,因此肥料运筹上都以促早发为目标,一般施肥原则是:适施基肥,重施分蘖肥,穗肥看长势施用[8]。本试验表明,施缓(控)释肥处理的早稻及连作晚稻有效穗数均低于常规施肥处理,可能是由于前期养分不足造成的。进一步比较发现,各施肥处理下早晚稻的产量反映有所不同,早稻除施控释肥处理(C5)外,其他处理均比常规施肥处理(C1)下降,而连作晚稻各施肥处理均较常规施肥处理增产。分析原因可能与双季稻生长发育期间不同的气候条件有关,早稻生育期气温前低后高,而连作晚稻生育期气温前高后低,温度会一定程度影响缓(控)释肥养分的释放速率,因此早稻施肥后养分释放速率要低于连作晚稻施肥后养分释放速率,而双季稻生育期短,早季的养分不能充分利用,因此早稻施木质素肥的处理(C3、C4)产量较常规施肥处理(C1)下降。
缓(控)释肥料的主要优势在于其能够简化施肥过程、提高肥料利用率,能够在较大幅度降低施氮量的情况下,保持产量稳定甚至增产,降低成本,提高生产效益。研究表明,缓(控)释肥可以提高水稻产量、经济性状指标、氮素的利用效果[9-11]。在本试验条件下,与常规施肥处理(C1)相比,施控释肥处理(C5)在减氮9.82%条件下,每hm2增收930.47 元;施木质素肥处理(C3、C4)在减氮19.44%和21.44%条件下,效益仅有小幅下降,说明缓(控)释肥具有很大的推广应用前景,但在双季稻上的肥料用量及运筹方式还有待进一步研究。