基于减肥条件下水稻侧深施肥的高产增效增收效应分析

郭乾坤，李文涛，陈雅玲，仇美华，刘林旺*

（1.江苏省耕地质量与农业环境保护站，江苏 南京 210000；2.江苏沿海地区农业科学研究所，江苏 盐城 224002）

水稻是中国第一大粮食作物，种植面积约2400万hm2，但在种植过程中长期不合理施用化肥，造成土壤中氮磷流失，江河湖泊等水体质量严重下降［1-3］。减少化肥施用，提高养分利用效率是当前土肥科学技术推广工作者关注的重点［4-5］。水稻机插秧侧深施肥指在机插秧的同时侧深施用专用缓控释配方肥，使肥料在土壤中缓慢分解［6］，具有提高肥料利用效率，减少养分流失，保证水稻稳产增产的特点［7-8］，是稻田土壤减肥高产增效增收的有效举措。江苏省高度重视对水稻机插秧同步侧深施肥技术的研究与推广，连续4年举办全省水稻侧深施肥现场观摩会，积极发布相关指导意见。本研究通过对2020年江苏省苏南、苏中和苏北有代表性的地区水稻侧深施肥试验结果进行分析和总结，探究了水稻侧深施肥技术在水稻增产、增效、增收方面的作用，旨在为推广水稻侧深施肥技术，提高水稻种植减肥增效水平提供实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验基本情况

综合考虑水稻种植区域代表性和面积分布，在江苏苏南、苏北和苏中地区分别遴选了2～5个试验点，共8个试验点开展水稻侧深施肥技术试验。试验采用速缓相济、缓控多类型组合的缓控释肥料，水稻品种为当地主栽高产品种。同一区域除不同施肥措施外，各处理的栽培条件、病虫防治、水浆管理等农事措施保持一致。

1.2 试验设计

在综合土壤地力条件的基础上，确定基肥、追肥的时间、用量和方式。以常规施肥为参照，水稻侧深施肥均以一基一追方式施入，部分试验点另设置了一次性侧深施肥处理。具体试验地点、参试水稻品种、施肥技术参数等情况见表1。

表1 水稻侧深施肥试验设计

1.3 相关指标

理论产量=有效穗数×穗粒数×结实率×千粒重×10-4，其中理论产量单位为kg/hm2，有效穗数单位为万/hm2，千粒重单位为g。

氮素利用率（%）=（成熟期施氮区地上部氮素积累量-成熟期不施氮区地上部氮素积累量）/施氮量×100% 。

氮肥偏生产力=籽粒产量/施氮量，其中氮肥偏生产力单位为：kg/kg。

2 结果与分析

2.1 侧深施肥技术对水稻产量及氮素利用效率的影响

除姜堰试验点一次性侧深施肥模式外，其余7个以减氮为核心的侧深施肥技术试验点均实现了不同程度的增产（表2），在氮肥减施率为14.63%～ 30.23%的处理下，各试验点平均产量增加599.00 kg/hm2，平均增产率为6.21%，且实际产量整体上呈现一基一追水稻侧深施肥模式＞一次性侧深施肥模式＞常规施肥模式的规律。如灌南在减氮施肥26.83%和14.63%的条件下，一次性侧深施肥和一基一追侧深施肥处理分别增产705.00和1018.50 kg/hm2，增产率分别达7.66%和11.07%。

表2 不同施肥处理的水稻产量及氮素利用效率

水稻侧深施肥还增加了水稻氮素利用率和偏生产力，常规施肥模式的水稻氮素利用率在30.80% ～35.70%之间，平均氮素利用率为33.64%；水稻侧深施肥模式的氮素利用率平均在36.20%～48.10%之间，平均值为43.46%，高出常规施肥9.82个百分点。常规施肥模式的水稻氮素偏生产力在27.98～35.95 kg/kg之间，平均值为31.30 kg/kg；水稻侧深施肥模式的氮素偏生产力在33.79～54.16 kg/kg之间，平均值为41.29 kg/kg，高出常规施肥的31.92%。综上，水稻侧深施肥技术可有效提高水稻的氮素利用效率。

各地区水稻侧深施肥处理的水稻理论产量与实际产量大小趋势基本一致，即相对于常规施肥，除姜堰试验点一次性侧深施肥模式外，其余试验点侧深施肥技术试验点均实现了增产（表2和表3）。因为姜堰试验点一次性侧深施肥处理肥料配比及用量不合理，导致水稻孕穗、灌浆期的氮素供应不足，降低了每穗粒数，造成该试验点一次性侧深施肥模式的理论产量和实际产量均略低于常规施肥处理的。其他各试验点一基一追施肥模式的水稻结实率和每穗粒数均高于一次性施肥模式的，说明一基一追侧深施肥模式能提高水稻的结实率及每穗粒数，进而提高产量。

表3 不同施肥处理的水稻理论产量及其构成因素

2.2 侧深施肥技术对水稻经济效益的影响

如表4所示，除姜堰一次性侧深施肥模式外，其余水稻侧深施肥处理均能够提高水稻的经济效益。8个试验点的平均净增效益为1486.53元/hm2，其中常熟一次性侧深施肥模式经济效益最高，为3837.00元/hm2。且一基一追施肥模式的净增效益整体上高于一次性施肥模式的，如灌南一基一追施肥模式的净增效益为3451.80元/hm2，高于一次性施肥模式的2454.00元/hm2；淮阴一基一追施肥模式的净增效益为2201.40元/hm2，高于一次性施肥模式的2063.70元/hm2。

表4 水稻侧深施肥成本与经济效益

3 讨论

研究表明，水稻侧深施肥配施缓控释肥是提高作物产量、养分利用效率的高效施肥技术，刘晓霞等［9］研究认为在常规氮肥用量条件下，侧深施肥技术的水稻产量较浅施的提高了10%，在化肥减量条件下，侧深施肥技术的水稻产量较浅施的提高了14%；陈立才等［10］研究结果表明，侧深施用控释尿素+减氮20%处理的作物产量和氮素农学利用率分别较常规施肥处理提高了7.53%和57.62%；钟雪梅等［11］研究发现一次性侧深施肥+减氮10%～30%处理的早稻产量较常规施肥的提高了16.5%～20.2%，且以机插同步一次性减氮20%～30%处理的效果最好，这与本研究结果一致。相较于常规施肥处理的施氮量高、施肥方式和施肥结构不合理等缺点，水稻侧深施肥可在秧苗移栽的同时将肥料颗粒施于秧苗附近，将养分直接供给作物根系，促进根系高效吸收利用氮素，该技术配合施用缓控释肥可以实现作物全生育期养分定量、定向供给。有研究表明，机插秧水稻侧深施用缓控释肥技术还能够降低稻田50%铵态氮的挥发、40%的总氮淋洗，减少N2O排放，其不仅能提高养分利用效率，还能实现生态环境友好的目的［12-13］，有利于农业绿色可持续发展。

在推广使用水稻侧深施肥技术的同时应注重专用缓控释肥的选用和肥料运筹。本研究中，各试验点一基一追侧深施肥模式的水稻产量均优于一次性侧深施肥，这可能是因为专用缓控释肥的养分释放周期和水稻需肥规律不能完全匹配［14-15］，一次性施肥处理在水稻生育后期养分供应乏力，因此水稻生育后期生长受到影响。比如，淮阴、灌南和如皋一基一追施肥模式的水稻结实率和每穗粒数均高于一次性侧深施肥模式，这可能由于一次性侧深施肥处理在灌浆期养分供应不足。

4 结论

水稻侧深施肥技术配合缓控释肥应用在减肥增效、提高水稻产量和经济效益方面效果显著。水稻侧深施肥配施缓控释肥在减施氮肥14.63%～ 30.23%的条件下，较常规施肥处理产量平均增加599.00kg/hm2，平均增产幅度为6.21%；氮素利用率、氮素偏生产力的平均值分别由常规施肥处理的33.64%和31.30 kg/kg提高至43.46%和41.29 kg/kg；平均净增效益为1486.53元/hm2，全生育期能减少用工1～4次。总之，水稻侧深施肥技术减肥增效增收效果显著，具有良好的推广应用前景。