王曉丹 王亞梁 宋文健 張玉屏 向鏡 張義凱 祁軍 陳惠哲

（中國水稻研究所，杭州311400；第一作者：15610392585@163.com；*通訊作者：chenhuizhe@163.com）

近年來，我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化水平逐步提高，機(jī)械種植比例達(dá)到38%[1]。然而雙季稻機(jī)械化種植比例仍較低，水稻生產(chǎn)過程中的插秧、施肥大多以手工作業(yè)為主，勞動(dòng)力成本高。面對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力緊缺的現(xiàn)狀，迫切需要提高雙季稻的機(jī)械化生產(chǎn)水平。近年雙季稻比例占我國水稻種植面積的40%左右，提高雙季稻的生產(chǎn)效益對(duì)保障我國糧食安全與稻農(nóng)增收具有重要意義[2]。

過去傳統(tǒng)施肥為人工撒施，由于生產(chǎn)中肥料多為速效肥，造成了肥料利用率低，肥料浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)增加了人工施肥的成本[3]。隨著品種的更新，一批生育期較長的高產(chǎn)品種在生產(chǎn)中逐漸推廣，速效氮肥無法滿足整個(gè)生育期的營養(yǎng)供應(yīng)[4]。緩釋肥淋溶揮發(fā)損失小，可以配合水稻生長進(jìn)程釋放養(yǎng)分，提高肥料利用效率，同時(shí)配合水稻機(jī)插側(cè)深施肥技術(shù)，可以有效地降低勞動(dòng)力成本[5-6]。

目前側(cè)深施肥在北方已經(jīng)有很大的推廣面積，該技術(shù)通過施肥機(jī)插一體化作業(yè)，機(jī)插同時(shí)在水稻根系周圍3～5 cm 處，開4～6 cm 左右溝施緩釋肥料，可將肥料精確送達(dá)根區(qū)，有利于構(gòu)建水稻高產(chǎn)深層根系，減少氮素?fù)p失，提高氮肥利用率和稻谷產(chǎn)量，省工節(jié)本[7-8]。本試驗(yàn)以中早39 為材料，研究了其在不同施氮方式下的產(chǎn)量及干物質(zhì)積累情況，旨在為早稻高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試品種為大面積生產(chǎn)的早稻品種中早39。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2018 年在中國水稻研究所富陽基地進(jìn)行。設(shè)置3 個(gè)施肥處理：處理1，傳統(tǒng)施肥（CK），氮肥采用尿素，人工撒施，總氮量180 kg/hm2，基肥、分蘗肥、穗肥比為5∶3∶2；處理2，緩釋肥機(jī)械深施（F1），總氮量180 kg/hm2，基肥、分蘗肥、穗肥比例為2∶5∶3，其中分蘗肥采用中化福萬農(nóng)緩控釋肥（N、P2O5、K2O 有效成份21∶15∶16），機(jī)插作業(yè)時(shí)采用洋馬側(cè)深施肥插秧一體機(jī)側(cè)深施入，基肥和穗肥為尿素；處理3，緩釋肥人工撒施（F3），總氮量180 kg/hm2，基肥、分蘗肥、穗肥比例為2∶5∶3，除了分蘗肥采用中化福萬農(nóng)緩控釋肥機(jī)插后人工撒施，其他與F2 一致。各處理采用機(jī)插種植方式，播種量100 g/盤，3 月24 日播種，秧齡32 d，4 月27 日機(jī)插。機(jī)插行距30 cm、株距12 cm，每667 m2栽插1.9 萬叢、基本苗8.0～9.5 萬。按不同處理要求施肥，磷肥作基肥用，鉀肥作基肥和穗肥各50%施用。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 生育期記錄

表1 不同施肥方式對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

表2 不同施肥方式對(duì)水稻穎花分化與退化的影響

每隔5 d 標(biāo)記葉齡，利用葉齡模式確定水稻穗分化期，以水稻群體抽穗50%記錄為水稻抽穗期，水稻完熟記錄為水稻成熟期。

1.3.2 干物質(zhì)積累

于水稻幼穗分化期、抽穗期及成熟期，以平均莖蘗數(shù)為主要標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)處理每次重復(fù)分別取6 株，植株連根拔出，清洗去根。量取株高，記錄總莖蘗數(shù)，把葉片、莖鞘、穗（齊穗期和成熟期）分開，測定葉面積，80℃烘干并稱重。

1.3.3 葉片SPAD 值

采用SPAD-502 葉綠素計(jì)進(jìn)行測定。抽穗期前每隔7 d、抽穗期后每隔7～10 d 測定1 次SPAD 值，直至成熟期。每小區(qū)選擇6 株稻株，并選擇完全展開葉，對(duì)葉片中部進(jìn)行測量，每張葉片的最終SPAD 值為葉片中部的平均值。

1.3.4 穎花分化與退化調(diào)查

于稻穗抽出1/3～1/2 時(shí)，每處理取生長一致的水稻10 叢，選取大小相對(duì)一致的主莖穗25 個(gè)，參考松島省三痕跡法[21]考察每穗一次枝梗上的穎花數(shù)及退化數(shù)、二次枝梗上的穎花數(shù)及退化數(shù)，并計(jì)算每穗穎花數(shù)及退化數(shù)、一次枝梗上的穎花分化數(shù)、二次枝梗上的穎花分化數(shù)。穎花數(shù)=一次枝梗穎花數(shù)+二次枝梗穎花數(shù)；穎花退化數(shù)=一次枝梗穎花退化數(shù)+二次枝梗穎花退化數(shù)；一次枝梗穎花分化數(shù)=一次枝梗穎花數(shù)+一次枝梗穎花退化數(shù)；二次枝梗穎花分化數(shù)=二次枝梗穎花數(shù)+二次枝梗穎花退化數(shù)。

1.3.5 成熟期葉片含氮量

選取主莖，利用無損傷葉片快速測氮儀CCN6000測定劍葉含氮量。

1.3.6 產(chǎn)量

1.3.6.1 穗粒結(jié)構(gòu) 成熟期取樣，每個(gè)小區(qū)取30 株調(diào)查穗數(shù)，計(jì)算每株有效穗數(shù)。每小區(qū)按平均有效穗數(shù)選代表性植株3 叢，測定每穗實(shí)粒數(shù)和空癟粒數(shù)，計(jì)算結(jié)實(shí)率，并測定粒重。

1.3.6.2 實(shí)割測產(chǎn) 每個(gè)小區(qū)選6 m2實(shí)割，曬干換算成標(biāo)準(zhǔn)含水量后計(jì)算產(chǎn)量，3 次重復(fù)。

1.3.6.3 單穗取樣考種 每處理小區(qū)按穗型（大、中、?。└魅?0 個(gè)單穗，單穗考種，測定穗子不同部位一次枝梗、二次枝梗數(shù)、結(jié)實(shí)粒數(shù)、空癟粒數(shù)等性狀。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2013 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪圖，SPSS 24.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（LSD 法，α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)機(jī)插早稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

如1 所示，與傳統(tǒng)施肥相比，緩釋肥機(jī)械深施與緩釋肥人工撒施處理的產(chǎn)量分別增加了3.4%和2.6%；緩釋肥機(jī)械深施處理比緩釋肥人工撒施處理產(chǎn)量提高了4.6 kg/667 m2，二者無顯著差異。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)上看，相對(duì)于傳統(tǒng)施肥，緩釋肥機(jī)械深施處理每叢有效穗數(shù)降低7.1%，但緩釋肥機(jī)械深施、緩釋肥人工撒施處理每穗粒數(shù)分別比對(duì)照增加6.2%和14.6%，差異均達(dá)顯著水平；施用緩釋肥降低了水稻的結(jié)實(shí)率，但與對(duì)照相比并無顯著差異；各處理間千粒重的變化也不明顯。以上說明，緩釋肥的施用不利于水稻分蘗的生長，但對(duì)增加穗粒數(shù)有利。

2.2 對(duì)穎花數(shù)的影響

如表2 所示，緩釋肥的施用提高了每穗穎花數(shù)。與傳統(tǒng)施肥相比，緩釋肥機(jī)械深施和人工撒施處理的穎花數(shù)分別提高5.7%和6.4%，穎花分化數(shù)分別提高4.5%和6.2%，差異均達(dá)顯著水平。以上說明，施用緩釋肥通過增加每穗穎花分化數(shù)來增加每穗穎花數(shù)。

2.3 對(duì)干物質(zhì)積累的影響

圖1 不同施肥方式對(duì)機(jī)插水稻干物質(zhì)積累的影響

圖2 不同施肥方式對(duì)機(jī)插水稻葉片SPAD 值的影響

圖3 不同施肥方式對(duì)水稻成熟期葉片含氮量的影響

如圖1 所示，緩釋肥的施用增加了水稻干物質(zhì)積累，其中在穗分化期、灌漿期效果較明顯。在穗分化期，與傳統(tǒng)施肥相比，緩釋肥機(jī)械深施和人工撒施處理的干物質(zhì)積累量分別增加了8.9%和25.5%，差異顯著。在灌漿期，與傳統(tǒng)施肥相比，緩釋肥機(jī)械深施和人工撒施處理的干物質(zhì)積累量分別增加了17.2%和5.6%，差異顯著，其中緩釋肥機(jī)械深施處理的增效更明顯，比緩釋肥人工撒施處理增加了12.3%。

2.4 對(duì)SPAD 值及成熟期葉片含氮量的影響

如圖2 所示，與傳統(tǒng)施肥相比，在抽穗期緩釋肥機(jī)械深施和人工撒施處理的水稻葉片SPAD 值分別增加了7.4%和3.2%，在成熟期分別增加了5.8%和16.4%。說明緩釋肥的施用增加了水稻葉片SPAD 值。

如圖3 所示，緩釋肥施用增加了水稻成熟期的葉片含氮量。與傳統(tǒng)施肥相比，緩釋肥機(jī)械深施和人工撒施處理的成熟期葉片含氮量分別增加12.5%和34.1%，差異達(dá)顯著水平。其中，緩釋肥人工撒施處理成熟期葉片含氮量最高。

3 討論與結(jié)論

施波等[9]研究表明，緩釋肥顯著提高了水稻的平均株高、穗長、結(jié)實(shí)率、千粒重和產(chǎn)量。本試驗(yàn)研究表明，緩釋肥施用增加了水稻的每穗粒數(shù)，進(jìn)而提高了產(chǎn)量。緩釋肥處理有效穗數(shù)低于傳統(tǒng)尿素施肥，主要原因是傳統(tǒng)施肥為速效氮肥，在水稻前期可以釋放較多的養(yǎng)分促進(jìn)水稻分蘗[10-12]。而緩釋肥前期釋放緩慢，對(duì)分蘗形成造成了影響[13]。趙勝利等[14]研究表明，緩釋肥在處理后期促進(jìn)了水稻大量分蘗，而通過擱田等措施后，處于水稻后期的分蘗成穗可能性很小。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，緩釋肥的施用可以增加穎花分化數(shù)，降低穎花退化率，進(jìn)而增加穎花數(shù)，提高每穗粒數(shù)。

緩釋肥施用增加了水稻葉片的SPAD 值，反映緩釋肥施用提高了葉綠素的相對(duì)含量[15]。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，有利于促進(jìn)光合生產(chǎn)。趙勝利等[14]研究表明，施緩釋肥的處理葉綠素b 比傳統(tǒng)施肥高。李杰等[16]研究表明，劍葉凈光合速率隨葉綠素含量增加而提高，其原因?yàn)槿~綠體數(shù)目、表面積密度和體積密度增加，類囊體膜上光合色素即葉綠素a、b 及類胡蘿卜素含量也增加。本試驗(yàn)研究表明，緩釋肥機(jī)械深施處理在穗分化始期到灌漿期，葉片SPAD 值均高于傳統(tǒng)施肥和緩釋肥人工撒施處理。同時(shí)，緩釋肥機(jī)械深施處理在水稻籽粒灌漿期干物質(zhì)積累量分別比傳統(tǒng)施肥和緩釋肥人工撒施處理增加17.2%和12.3%。這說明緩釋肥機(jī)插側(cè)深施肥提高了葉片的保綠能力，同時(shí)通過提高葉綠素相對(duì)含量來增加光合生產(chǎn)量，進(jìn)而促進(jìn)干物質(zhì)積累。聶軍等[17]研究發(fā)現(xiàn)，施用緩釋肥可以延長葉片的保綠時(shí)間，保證籽粒灌漿的時(shí)間，從而提高水稻的產(chǎn)量。

在成熟期，與傳統(tǒng)施肥相比，緩釋肥機(jī)械深施和緩釋肥人工撒施處理的葉片含氮量分別增加12.5%和34.1%，雖然緩釋肥人工撒施處理的葉片含氮量高于緩釋肥機(jī)械深施處理，但面對(duì)早稻成熟期收獲來說，葉片含氮量過高容易造成貪青，影響產(chǎn)量，同時(shí)也反映了早稻緩釋肥用量及施肥次數(shù)值得進(jìn)一步探討。由于緩釋肥釋放周期與早稻生育期不同，緩釋肥一次施肥對(duì)早稻生長是否足夠，后期是否需要進(jìn)行二次施肥，這些問題還需要進(jìn)一步探究。本試驗(yàn)是進(jìn)行早稻緩釋肥用量及施肥次數(shù)的前期研究，為機(jī)插早稻緩釋肥精準(zhǔn)施肥提供理論依據(jù)。

雖然緩釋肥機(jī)械深施和緩釋肥人工撒施處理的產(chǎn)量效果一致，并無顯著差異。但相對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益來說，側(cè)深施肥減少了人工撒施的過程，降低了人工成本，增加了水稻生產(chǎn)效益，是一種增加生產(chǎn)效益很有效的方法。綜上所述，施用緩釋肥提高了水稻葉片SPAD 值，增強(qiáng)了葉片保綠能力，提高了光合速率，保證了籽粒灌漿的充實(shí)度。施用緩釋肥通過增加每穗穎花分化數(shù)而增加每穗穎花數(shù)，進(jìn)而提高了水稻產(chǎn)量。