双季稻早季直播与晚季再生施肥技术研究

韦思亦，唐拴虎，黄 旭，吴永沛，李 苹，付弘婷，杜建军

（1.广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室，广东 广州 510640；2.仲恺农业工程学院资源与环境学院，广东 广州 510225）

【研究意义】水稻是广东省主要粮食作物，稻谷产量占粮食作物产量比例每年平均保持在76%以上［1］。广东光、热、水资源丰富，自然条件优越，因此多种植双季稻，全省约97%的地区适合双季稻生产［2］。在水稻种植成本上涨、大米价格低迷的市场背景下，早稻+再生稻模式受到许多农户和企业欢迎，但由于缺乏科学管理，再生稻受穗数与穗粒数减少而导致产量与效益降低。改传统的水稻双季种植为早季直播+晚季再生新型种植模式可显著提高水稻种植效益，对于稳定水稻生产、提高农民收入起着十分重要的作用。【前人研究进展】近年来，传统的双季稻净收益低，播种面积不断下降［3］。再生稻利用水稻的再生特性，配合科学的栽培管理措施，实现一种两收，能够提高复种指数，比传统双季稻具有更大的优势［4-6］。对再生稻效益研究表明，早季稻+再生稻比单季稻效益提高93.75%，故其成为南方稻区增收增产措施之一［7-8］。研究发现，头季的产量差主要来自有效穗数，再生季的产量差则来自有效穗数和穗粒数，优良的再生稻要具备主产季产量高、再生力也高的“双高特性”［9-12］。改常规双季稻种植为再生稻种植，能够通过节本而大力提高水稻经济效益［13］。但生产中由于管理不科学，常导致再生稻穗数与穗粒数明显减少进而影响产量与效益。【本研究切入点】水稻直播无需育秧、插秧等环节，能大幅降低人工成本，从节本方面增加农民种植水稻的收益。传统水稻施肥需要根据水稻不同的生育时期进行施肥。采用一次性施肥技术具有显著促根优势，有利于抗倒伏抗逆境，减轻面源污染压力。培育根系、增加分蘖是再生稻提高头季产量和再生季产量表现的关键技术之一。前人已在再生稻品种选用、栽培方式等方面开展了较多研究，尚缺乏在促根促糵提产方面的研究方案，以致再生稻产量低，化肥用量偏高，面源污染风险较大。【拟解决的关键问题】本研究拟通过早季稻直播结合一次性施肥和再生稻苗期喷施促根促蘖液肥2 项关键措施以提高再生稻产量与效益，为双季稻早季直播和晚季再生高效种植模式提供理论和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大田试验在兴宁市刁坊镇荷慕村进行，该地区属于南亚与中亚热带过渡气候，年平均气温20.4 ℃。全市年平均气温21℃，降水量1 540 mm。早稻播种采用直播方式，供试品种为黄华占，供试肥料为“新农科”控释肥（23-7-20）。

1.2 试验方法

1.2.1 早稻种植及管理 早稻设置3 个施肥处理，分别为基肥600 kg/hm2+追肥150 kg/hm2（B1）、基肥750 kg/hm2（B2）、基肥900 kg/hm2（B3）。早稻施肥时间为2020 年4 月13 日，基肥施入后喷施封闭剂，耙田，使肥料与土壤充分混匀，4月16 日以直播机播种，大田用种量45 kg/hm2，收获时间为2020 年8 月10 日。

早稻收获后立即灌溉并撒施尿素75 kg/hm2，同时喷施促根促蘖液肥，再生稻生长至9 月10 日追施“新农科”控释肥450 kg/hm2，作为后期营养。各处理按大区进行，4 次重复，大区面积200～500 m2。

1.2.2 再生稻促根促蘖液肥 促根促蘖液肥包括配方Ⅰ和配方Ⅱ（由广东省农业科学院农业资源与环境研究所供试），两种配方各取500 mL，分别兑水15 kg，于早稻收获后立即喷施。试验设9个处理：S1，早稻一次性施控释肥600 kg/hm2、再生稻不喷施营养液；S2，早稻一次性施控释肥600 kg/hm2、再生稻喷施促根促蘖液肥Ⅰ；S3，早稻一次性施控释肥600 kg/hm2、再生稻喷施促根促蘖液肥Ⅱ；S4，早稻一次性施控释肥750 kg/hm2、再生稻不喷施营养液；S5，早稻一次性施控释肥750 kg/hm2、再生稻喷施促根促蘖液肥Ⅰ；S6，早稻一次性施控释肥750 kg/hm2、再生稻喷施促根促蘖液肥Ⅱ；S7，早稻一次性施控释肥900 kg/hm2、再生稻不喷施营养液；S8，早稻一次性施控释肥900 kg/hm2、再生稻喷施促根促蘖液肥Ⅰ；S9，早稻一次性施控释肥900 kg/hm2、再生稻喷施促根促蘖液肥Ⅱ。每个处理3 次重复。

2020 年9 月28 日对不同处理的水稻分蘖数进行调查，每个处理共取15 棵稻株；11 月13 日进行穗数调查，并于同天收获。收获时每处理选取长势一致的水稻取样，取样面积为2 m2，脱谷后计产。

1.2.3 根系观察试验 为观察一次性施肥与传统分次施肥技术对水稻根系重量的影响，设置盆栽水稻根系观察的补充试验。供试品种为野香优莉丝，试验地点在广东省农业科学院农业资源与环境研究所网室内，每盆装土2.3 kg，移栽1 棵苗。2020 年8 月20 日施肥，8 月24 日移栽。试验按照不同的施肥方式（一次性施肥、分次施肥）和不同的施肥量（低肥量、中肥量、高肥量）将整个盆栽水稻试验设7 个处理，其中肥料用量的低量、中量、高量相当于大田施肥的低量施肥600 kg/hm2、中量施肥750 kg/hm2、高量施肥900 kg/hm2，分别为不施肥（T0，CK）、一次性施肥-低量（T1）、一次性施肥-中量（T2）、一次性施肥-高量（T3）、分次施肥-低量（T4）、分次施肥-中量（T5）、分次施肥-高量（T6），每个处理5 次重复。具体施肥量如表1 所示，其中分次施肥按基肥、返青肥、促穗肥3 次施用，分别占总肥量的50%、20%、30%。盆栽水稻于2020 年8 月24 日移栽，12 月3 日进行穗数调查并收获。

表1 不同处理盆栽水稻的养分用量Table 1 Nutrient consumption of potted rice under different treatments

1.3 采样方法及测定指标

1.3.1 动态分蘖数调查 分为盆栽水稻分蘖调查和大田晚稻分蘖调查。盆栽水稻主要考察一次性施肥和分次施肥对分蘖数的影响，于移栽后14、20、27、32、37 d 分别调查分蘖数。大田晚稻于2020 年9 月28 日进行分蘖调查，取15 棵稻株调查结果的平均值。

1.3.2 根系重量调查 为分析一次性施肥和分次施肥对培育水稻根系的效果，在盆栽水稻收割后，向盆里注满水将水稻根系浸泡，隔天把水稻根系取出清洗干净，放入烘箱，7 d 后称水稻根系干重。

1.3.3 产量调查 调查当地常规施肥下黄华占产量，早稻每公顷产量一般为6 500～7 850 kg，平均为6 810 kg；晚稻每公顷产量一般为5 672～6 418 kg，平均为5 970 kg。同时，每个处理取4 个稻穗，分别调查实粒数、秕粒数及千粒重。

从整个人类文明发展史来看，文字是权力的符号，低地水稻国家是文字的中心也是权力的中心，无文字的山地民族游离于这个中心，或被吸纳或被排斥。神话思维给予的启示是这种权力状况是自己造成的缘故，是主动“吃掉”文字的结果，形成一种文化机制解释为何被统治的原因。

早季直播+再生稻模式产量统计按早季施肥处理产量+对应2 种促根促蘖液肥产量平均值之和计算，即B1 处理产量+（S1 处理产量+S2 处理产量）/2 为直播+再生稻（600 kg/hm2）产量（AAA1）；B2 处理产量+（S5 处理产量+S6 处理产量）/2 为直播+再生稻（750 kg/hm2）产量（AAA2）；B3 处理产量+（S8 处理产量+S9 处理产量）/2 为直播+再生稻（600 kg/hm2）产量（AAA3）。

调查数据均采用SPSS 软件进行统计分析，采用邓肯氏比较法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对水稻分蘖动态的影响

2.1.1 不同施肥处理对水稻分蘖动态的影响 由表2 可知，T0 处理（CK）分蘖数明显低于各施肥处理，与水稻分蘖后期相比，水稻分蘖前期各处理的分蘖数差异较明显。除T1 处理外，其余处理在移栽后14～37 d，水稻分蘖在数量上的增长速度总体呈现出慢-快-慢的现象，即移栽后14～20 d 分蘖数增长较慢，移栽后20～27 d 分蘖数迅速增多，而移栽后27 d 分蘖增长速度明显变缓，分次施肥-低量（T6）和一次性施肥-高量（T3）处理的水稻分蘖数甚至出现负增长。其中，一次性施肥-低量处理（T1）的水稻在移栽后14～27 d，分蘖数迅速增长，在所有处理中分蘖数最多，27 d 后开始增长缓慢，分蘖数落后于一次性施肥-中量（T2）和分次施肥-高量（T6），这可能是因为一次性施肥前期肥料能够满足水稻营养需求，而后期水稻肥料供应不足，生长受限。总体上看，一次性施肥处理水稻早期分蘖数多，后期略高于分次施肥。

表2 不同处理盆栽水稻动态分蘖数Table 2 Dynamic tiller number of potted rice under different treatments

2.1.2 促根促蘖液肥对再生稻分蘖的影响 图1显示，在同种肥料用量下，液肥Ⅱ各处理（S3、S6、S9）的分蘖数都比无喷施液肥（S1、S4、S7）和液肥Ⅰ各处理（S2、S5、S8）少，其中在600、900 kg/hm2的肥料用量下，液肥Ⅰ各处理的分蘖数均比无喷施处理多，说明液肥Ⅰ对水稻分蘖数的增加有效果，而液肥Ⅱ对水稻分蘖数增加的效果不明显。

图1 不同处理再生稻分蘖数Fig.1 Tiller number of ratooning rice under different treatments

2.2 不同施肥处理对水稻根系干重的影响

由图2 可知，不施肥处理的水稻根系干重明显轻于各施肥处理。比较不同施肥方式，3 种施肥量一次性施肥处理水稻根系干重均比分次施肥大，从低肥量到高肥量，根系干重分别提高20.3%、17.2%、68.7%，说明一次性施肥较分次施肥能促进根系发育，增加根系干重，有利于培育水稻庞大根系。

图2 不同处理盆栽水稻根系干重Fig.2 Root dry weight of potted rice under different treatments

2.3 产量及其构成因素

2.3.1 不同施肥处理对早稻产量影响（1）盆栽水稻产量。由表3 可知，T0 处理的水稻穗数、实粒数和产量均与其他施肥处理差异显著，说明不施肥不仅在根系上与施肥处理的水稻有明显差异，在产量表现上也有差异，施肥处理对水稻生长具有重要作用；所有处理千粒重介于18.90～20.34 g 且无显著差异，说明千粒重与水稻品种有关，与试验处理关系不大；T3 处理的水稻产量最高，比T2 处理高22.3%，说明一次性施肥-高量的处理水稻增产明显。分蘖数调查中，水稻生长后期T3 处理（一次性施肥-高量）的水稻分蘖数略低于T6 处理（分次施肥-高量），但T3 处理成穗率高达69.8%，实粒数和产量显著高于T6 处理，说明T6 处理无效分蘖较多。整体看一次性施肥处理的穗数表现稳定，且基本比分次施肥多，说明一次性施肥能增加水稻穗数。

表3 不同施肥处理盆栽水稻的产量及其构成因素Table 3 Yield and its components of potted rice under different fertilization treatments

观察产量数据，可以看出同种低量、中量、高量肥料用量下，一次性施肥处理的水稻产量都高于分次施肥处理，说明在不考虑施肥量的情况下，一次性施肥对提高水稻产量具有明显正能量作用。其中，一次性施肥T1、T2、T3 处理的水稻产量比等养分的T4、T5、T6 处理依次增产3.7%、8.7%和31.3%，说明一次性施肥方式增产显著。

（2）大田早稻产量。一次性基施控释肥600 kg/hm2且追施控释肥150 kg/hm2处理的水稻产量为6 340 kg/hm2，一次性基施控释肥750 kg/hm2处理的水稻产量为6 501 kg/hm2，一次性基施控释肥900 kg/hm2处理的水稻产量为7 591 kg/hm2，可见基肥施加较多的水稻产量高于较低施肥的水稻，说明施肥量的增加有利于提高水稻产量。

2.3.2 促根促蘖液肥对晚稻产量影响 如表4 所示，大田晚稻9 个施肥处理的水稻穗数都达到7以上，其中S1 处理的穗数最少，与其他处理显著性差异较明显。比较穗数，一次性施用控释肥600 kg/hm2和750 kg/hm2处理的水稻在施加两种不同浓度的促根促蘖液肥后，穗数都比对照多，说明该施肥量施加液肥可以增加穗数；而一次性施用控释肥900 kg/hm2处理的水稻施加促根促蘖液肥后穗数比不施加液肥少，但仍明显高于低肥处理。

表4 再生稻产量及其构成因素Table 4 Yield and its components of ratooning rice

从产量看，不喷施营养液的S1、S4、S7 处理的水稻产量平均为3 508.0 kg/hm2，喷施营养液Ⅰ的S2、S5、S8 处理的水稻产量平均为4 630.5 kg/hm2，喷施营养液Ⅱ的S3、S6、S9 处理的水稻产量平均为4 413.0 kg/hm2，不同营养液及浓度的水稻产量表现为营养液Ⅰ＞营养液Ⅱ＞无喷施营养液。喷施促根促蘖液肥Ⅱ的S6 处理虽然产量最高，但观察S3、S9 处理的产量发现喷施营养液Ⅱ处理的水稻产量较不稳定，而喷施营养液Ⅰ的水稻产量表现较稳定，说明促根促蘖液肥Ⅰ更适合水稻生长。

2.4 效益分析

如表5 所示，常规种植处理年产量12 780 kg/hm2，而早季直播+再生稻模式AAA1、AAA2、AAA3 处理年产量分别为10 257、11 475、12 265 kg/hm2，分别比常规种植处理产量降低2 523、1 305、515 kg/hm2，减产幅度分别为19.7%、10.2%、4.0%。比较各处理的效益，可知早季直播+再生稻模式3 种处理都比常规种植高，AAA1、AAA2、AAA3 组合效益比常规种植分别高2 602、6 859、8 291 元，增长率为65.7%、173.2%、209.4%，表明早季直播稻以一次性施肥900 kg/hm2结合再生稻喷施促根促蘖液肥效益最高。

表5 早季直播晚季再生水稻和常规种植水稻的成本与效益Table 5 Costs and benefits of early season direct seeding-late season ratooning rice and conventional planting rice

3 讨论

缓控释肥料一次性施用，不仅能实现肥料养分释放与作物生长养分需求的时空匹配，提高养分利用效率，还能降低环境负面效应影响和提高产品品质［14］。熊海蓉等［15］研究发现，施用缓释氮肥水稻的穗长、千粒重均高于常规施肥。王强等［16］研究发现，基于现阶段土壤基础肥力和常规施肥量，采用一次性基施缓释氮肥，氮肥用量比现阶段常规施肥量减少16.7%时，可以满足单季稻一次性施肥要求。本试验中，在T3、T6 处理等量化肥一次性施用和分次施用的对比下，T3处理成穗率较T6 处理增加13.1%，主要原因是一次性施肥在确保提供水稻整个生育期对养分需求的基础上，保持了结实率与千粒重的稳定，增加了水稻穗数，降低了无效分蘖，使水稻成穗率增加且表现稳定。由此可见，控释肥的施用之所以能够较分次施肥有增产增收的作用，是由于提高了水稻有效穗数及每穗实粒数［17-20］。水稻单位面积的穗数主要由株数、有效分蘖数决定，株数主要取决于插植密度，而有效分蘖数主要由分蘖数和分蘖成穗率决定，因此穗数主要是在分蘖期确定的［21］。本研究在早稻收获后立即补充氮素营养，喷施促进分蘖的调控物质，对再生稻分蘖数及成穗数形成显著影响，使再生稻早期早发育早分蘖，有利于提高再生稻产量。

相关研究指出，头季稻有足够健康的母茎数是再生芽萌发和再生稻高产的基础，只要培育好前茬稻秆健壮即可高产［22-23］。郑景生等［24］研究表明，早稻和再生稻的产量与根系干物质量及根系机能密切相关，再生稻的产量取决于再生芽萌发与再生分蘖的生长发育；再生稻再生分蘖与早稻成熟期及以后的根系机能呈极显著正相关，再生分蘖的生长发育依赖于头季稻残留的根系，且再生稻产量与促芽肥施用量呈抛物线形相关。本试验结果显示，在肥料施用量相同的情况下，一次性施肥处理的早稻根系干重以及水稻产量都比分次施肥高，说明一次性施肥较分次施肥有利于培育水稻根系。早稻根系发达可以使再生分蘖的生长发育得更好，从而提高再生稻的产量。在低肥量与中肥量的对比中，采用一次性施肥结合喷施促根促蘖液肥再生稻穗数明显增加，从每穗结粒数看，在低肥量与中肥量下再生稻喷施促根促蘖液肥每穗结粒数均有提高，故喷施促根促蘖液肥有利于再生稻分蘖。本研究在施用促根促糵肥与再生稻产量的数据显示，施用促根促糵液肥相比不施加营养液，每公顷增产905～1 112 kg，说明施用促根促糵液肥可明显增加再生稻产量。

研究表明，再生稻的产量决定于每穗粒数、有效穗数、结实率以及千粒质量4 个产量构成因素，但它们的作用程度不同［8］，其中有效穂数对再生稻的影响最大［10,25-26］。杨坚等［27］研究表明，再生稻产量分别与每穗粒数、结实率呈极显著正相关，相关系数分别为0.9904、0.9965，与千粒质量之间未达显著水平；千粒质量对再生稻的产量影响较小［28-29］。李伟等［30］认为，有效穗数对再生稻产量影响最大，其次是每穗粒数和结实率，再生稻产量与有效穗数呈极显著负相关。本试验中，S1、S4、S7 处理分别为早稻一次性施控释肥600、750、900 kg，不喷施促根促糵营养液；S4 比S1 产量高913 kg/hm2，但S7 却比S4 产量低469 kg/hm2，原因可能是施肥量过多使每穴内的穂数增多导致水稻生长过于拥挤，光照通气不足，呼吸作用和光合作用减缓，水稻群体生长不协调，从而导致施肥量增加产量却下降。

水稻的经济效益主要是由投入与产出决定的，其中投入的差异主要是栽培方式所用劳动力、农资费用不同而来的，而产出主要由产量决定［31］。不同种植方式对水稻产量及产量构成存在显著影响［32］。我国当前水稻栽培的方式主要以育苗移栽为主［33］。据调查，随着物价增长与人工成本不断攀升，插秧这一环节的成本占据了水稻生产总成本的30%以上，生产成本的增加导致水稻种植效益低，农民种植水稻的积极性严重下降［34］。直播稻栽培凭借直播的耕作模式对于土地的开发利用、农业可持续发展、粮食安全等都起到积极作用［35］。本研究表明，在早稻同等施肥量下，早季直播+晚季再生模式每公顷成本下降11 310元，虽然再生稻产量有所下降，但其显著节本使得早季直播+晚季再生模式效益仍显著高于常规种植。规模出效益，效益既可来之于增收也可来之于节本。在水稻价格低迷情况下依靠显著增收提高效益是很难做到的，因此，节本显得更为重要。双季稻早季直播+晚季再生的技术相比常规双季稻种植，早季直播可以省去育苗、移栽等环节，晚季再生可以省去育苗、机耕、移栽等环节，节约了一季的种子、农药、肥料、劳动力等成本，实现了“一种两收”，具有生产工序少、用工成本少、农耗时间短等优势，可以很好的降低水稻的生产成本，使农民收益增加。

4 结论

早季一次性施控释肥能促进水稻分蘖，有显著增产效果，一次性施肥处理的水稻有利于培育早稻根系，从低肥量到高肥量处理，根系干重分别提高20.3%、17.2%、68.7%，产量比等养分处理分别增产3.7%、8.7%和31.3%。结果表明一次性施肥可以达到传统分次施肥的效果且增产显著，且一次性施肥有助于再生稻增加分蘖和产量，但也要防止由于施肥过多使再生稻有效穗数增加而导致产量降低。早稻成熟收获后及时补充氮素再配合促根促蘖液肥的施用，较无喷施营养液增产905.0、1 122.5kg/hm2，且穗数多于对照，说明喷施促根促蘖液肥有利于再生稻增加分蘖，能有效提高产量。双季稻早季直播结合一次性施肥+晚季再生喷施促根促蘖液肥技术相比常规种植生产成本明显降低，收益增加，早季直播从低肥用量到高肥用量效益分别提高2 602、6 859、8 291元，增长率为65.7%、173.2%、209.4%，可见早季直播稻采用一次性施肥技术、晚季再生稻喷施促根促蘖液肥技术是简便可行、增产增收效果好的关键技术。