机插侧深施肥技术对水稻产量及效益的影响

余振渊，汪本福，李 阳，张枝盛，杨晓龙，赵祖成，马晓伟，程建平，彭 威

（1.长江大学农学院，湖北 荆州 434025；2.粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部华中地区作物栽培科学观测实验站，武汉 430064；3.湖北三星实业总公司，湖北 荆州 434100；4.中化现代农业（湖北）有限公司，武汉 430064）

湖北省水稻种植面积约240 万hm2，水稻产量占粮食总产量的69.22%［1］，肥料的合理施用是水稻种植提质增效的关键因素。目前，全省在水稻种植中普遍存在施肥量过大、肥料利用率低下现象。据统计，肥料利用率仅为37%左右［2］，大部分养分进入水体、土壤和大气中，造成农业面源污染日益加重。施肥方式不当是导致氮肥用量过大的重要原因［3］。生产中施肥方式主要有两种［4］，一是人工手撒表层性施肥方式，在旋耕整地前将肥料撒施在田间地表，通过旋耕整地过程将肥料混拌在土壤中；二是在打浆前把肥料撒施在泥水里。采用这两种施肥方式施肥量偏大，肥料在田间分布不均匀，造成水稻吸肥不匀，大量的肥料溶解在水中，伴随水稻生产灌排水而流入江河，造成生产、生活用水污染严重。

为优化施肥方式，推进水稻全程机械化进程，日本在20 世纪70 年代便开始研发水稻侧深施肥技术［5］，后将农业机械与施肥技术融合逐步演变为机插侧深施肥技术，该技术即在水稻种植过程中将肥料按照农艺要求一次性施在稻苗根侧下方的泥土中，施肥深度5 cm，肥料距稻根侧向距离3 cm，肥料以条带状的形式被施入稻苗侧深位置，这种施肥方式有利于水稻根系生长，实现节肥的同时提高了肥料利用率，而且降低了肥料的流失、减轻了环境的污染［6-8］。

国内机插侧深施肥技术目前尚处于起步阶段，2018 年被农业农村部列为十项重大引领性技术之一［9］，湖北省自2017 年开始推广应用，近几年在提高肥料利用率、降低肥料施用量、增加水稻产量方面起到了重要作用［10］。目前机插侧深施肥技术虽存在着施肥量不精确，适宜减氮比例不清等问题［11］，影响了施肥效果，但该技术已经得到广泛的认可，前人研究结果表明，侧深施肥技术在水稻生育前期稳定地为秧苗提供养分供给［12］；与常规撒施方式相比，在相同施肥量下，侧深施肥技术可显著提高有效穗数和产量［13］，其增产原理为有利于低位分蘖成穗，成穗率提高了7.4%，最终达到增产效果［14］。鉴于此，本研究设置侧深施肥及减肥处理，探讨侧深施肥技术对水稻产量结构及产量的影响，以期为大面积推广应用和水稻减肥增效提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为晚粳甬优2640；供试侧深施肥机械为湖南龙舟2FU-8 插秧同步精量侧深施肥机，施肥方式为螺杆强推式施肥，施肥深度50 mm、侧距40 mm；供试肥料为金正大复合肥，总养分含量48%（N-P-K=25%-11%-12%）。

1.2 试验设计

试验在公安县章田寺乡和孝昌县陡山镇（下文分别简称公安点和孝昌点）两个试验基地进行，试验采用随机区组设计，设置4 个处理，T1：常规人工抛撒面施肥；T2：机插侧深施肥；T3：机插同步侧深施减氮肥减施20%；CK 为不施氮肥处理作对照，重复3次，小区面积50 m2。各处理施肥量如下：T1 和T2 处理施纯氮240 kg/hm2，T3 处理施纯氮192 kg/hm2，各处理均等量施入纯磷120 kg/hm2、纯钾240 kg/hm2（T1、T2、T3 基肥中不足的磷钾肥分别单独施入过磷酸钙和氯化钾）。氮肥运筹方式均为基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2，磷肥作底肥一次性施入，钾肥按基肥∶穗肥=5∶5 施入。各小区间筑埂包膜，单独排灌，防止肥水串灌，其他管理统一按高产栽培模式进行。

1.3 测定项目

产量及产量结构：水稻成熟期，每小区以5 点取样法取样，每个样点连续选取10 株，计算每穴有效穗数。根据其平均值取有代表性的植株10 株，室内考种测定产量结构，包括单穴有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重。在每处理选取长势均匀一致的1 m2实收测产，重复3次，风干除杂后计算实际产量。

1.4 数据处理

试验数据均采用Excel（Microsoft office，2003）软件进行计算；采用DPS数据处理系统（Data Processing System）统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对水稻产量及产量结构的影响

受2020 年寒露风气候影响，两地晚粳结实率均出现异常，较往年下降约10 个百分点。分析两地的产量可知，与不施氮肥对照相比，施肥处理平均增幅为：孝昌点增产42.3%、公安点增产28.9%。与人工撒施（T1）相比，侧深施肥处理（T2）在孝昌点和公安点分别增产7.30%和1.61%，侧深施肥减肥20%处理（T3）在孝昌点表现为与T1 处理相持平，公安点略有减产，但差异均不显著。分析产量结构可知，增施氮肥主要是通过增加公顷穗数和穗粒数来增加产量，在相同施肥量情况下，侧深施肥处理T2 与常规抛撒面施肥处理T1 相比，公顷有效穗均显著增加，公安点、孝昌点增加比例分别为4.8%、5.3%，但穗粒数在公安点出现显著下降，在孝昌点差异不显著，结实率在两地均表现出增加的趋势，但未达显著水平。可见，侧深施肥处理主要是通过增加有效穗数和提高结实率来达到增产。

表1 不同施肥处理水稻产量及其构成因素

2.2 不同施肥处理经济效益差异

不同施肥处理的经济效益分析见表2。稻谷价格按照2020 年当地干谷收购价2.8 元/kg 计算，肥料成本计算按照当地销售商价格计算，施肥用工按180 元/（d·人）计算，施肥环节以外的其他成本如种子、育秧、整田、田租等，统一按12 900 元/hm2计算成本。由表2 可知，孝昌点T1、T2、T3 三个处理的肥料和施肥成本分别为4 801.5、3 226.5、3 062.7 元/hm2；公安点T1、T2、T3 三个处理的肥料和施肥成本分别为4 759.5、3 184.5、3 023.1 元/hm2；T1 因人工费用和肥料施用量的增加，生产成本比T2 和T3 处理高。从每公顷纯收入看，孝昌点侧深施肥处理（T2）及侧深施肥减肥处理（T3）较人工常规抛撒施肥分别增收3 115.0 元/hm2和1 822.8 元/hm2，增收幅度分别为92.1%和53.8%；公安点侧深施肥处理（T2）及侧深施肥减肥处理（T3）较人工常规撒施肥分别增收1 911.0 元/hm2和1 680.0 元/hm2，增收幅度分别为59.7%和52.5%。

表2 不同施肥处理的效益比较（单位：元/hm2）

3 小结与讨论

侧深施肥与面施肥料相比，可显著缩短缓苗期，增加水稻分蘖初期的分蘖能力，促进分蘖生长，有效分蘖期和分蘖末期提早，促进水稻早发足穗，且低位分蘖明显增多，无效分蘖少，进而增加了有效穗数，为水稻高产稳产打下良好的基础［15-17］。本研究结果表明侧深施肥主要显著增加了有效穗数，在公安点、孝昌点增加比例分别为4.8%、5.3%，且侧深施肥处理在相同施肥量下增加了水稻产量，增产增收效果显著，这与前人的研究结果基本一致［18，19］。

侧深施肥改变了传统的施肥模式，可有效防止肥料的蒸发和挥发损失，同时可加快土壤对肥料的吸收利用，有利于水稻植株对养分的吸收利用，提高了肥料利用率。但在配套肥料种类的研发和施肥均匀度和精度方面还需进一步研究，从而真正做到农机农艺融合发展。