王寶檔,王朝賢,董作為,陳慶梅
(1.蒼南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,浙江 蒼南 317200;2.蒼南縣錢庫鎮(zhèn)人民政府,浙江 蒼南 317200)
水稻是中國主要的糧食作物之一,稻作是典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。特別是在南方雙季稻區(qū),為滿足高產(chǎn)水稻需肥規(guī)律的要求,傳統(tǒng)的氮肥施用模式通常是在基肥的基礎(chǔ)上再追2~3次速效氮肥,該模式雖可增加水稻產(chǎn)量和提高氮肥利用率,但勞動(dòng)強(qiáng)度大且成本投入較高[1]。緩/控釋氮肥由于肥效期長,養(yǎng)分釋放速率與作物的需肥規(guī)律基本吻合,可以實(shí)現(xiàn)一次施肥滿足作物整個(gè)生育期內(nèi)對(duì)養(yǎng)分的需求,對(duì)早稻具有增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的作用[2-3]。但也有研究表明,單純的緩控釋氮肥應(yīng)用效果不佳,組配的摻混肥配合分蘗期施用速效氮肥,可顯著提高水稻群體光合物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量[4-5]。因此,本研究于蒼南縣,在秸稈還田基礎(chǔ)上,以傳統(tǒng)施肥模式(尿素一基二追)為對(duì)照,研究緩控釋氮肥與速效性氮肥不同比例組合一次性基施對(duì)早稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、地上部氮素累積量、氮素利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力等指標(biāo)的影響,以探索早稻氮肥簡(jiǎn)化施用模式,為水稻施肥技術(shù)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化提供依據(jù)。
試驗(yàn)于2020年在溫州市錢庫鎮(zhèn)仙居村(27°30′47″N,120°34′0″S)和靈溪鎮(zhèn)和美村(27°30′31″N,120°34′8″S)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)地貌為沿海丘陵山區(qū),氣候?qū)儆谥衼啛釒ШQ笮约撅L(fēng)氣候,冬夏季風(fēng)交替顯著。年平均氣溫14~18 ℃,年平均相對(duì)濕度83%,年降水量1 304~2 140 mm,年日照時(shí)數(shù)1 691~1 867 h,年太陽總輻射量4 171~4 424 MJ·m-2,年無霜期273~288 d。試驗(yàn)地塊排灌便利,耕層土壤(0~20 cm)基本理化性狀:仙居村,pH 5.68,有機(jī)質(zhì)38.8 g·kg-1,全氮2.43 g·kg-1,水解性氮134.9 mg·kg-1,速效鉀156.9 mg·kg-1,有效磷20.8 mg·kg-1;和美村,pH 5.95,有機(jī)質(zhì)33.0 g·kg-1,全氮2.15 g·kg-1,水解性氮112.5 mg·kg-1,速效鉀107.4 mg·kg-1,有效磷32.7 mg·kg-1。
2個(gè)試驗(yàn)地前茬作物均為連作晚稻,供試水稻品種為陵兩優(yōu)0516號(hào),仙居村試驗(yàn)地早稻于2020年3月20日播種育苗,4月14日移栽,7月10日收獲。和美村試驗(yàn)地早稻于3月21日播種育苗,4月23日移栽,7月15日收獲。田間管理按當(dāng)?shù)爻R?guī)栽培措施進(jìn)行。
試驗(yàn)所用的肥料為,氮肥用尿素(N 46%),磷肥用過磷酸鈣(P2O512%),鉀肥用氯化鉀(K2O 60%),緩控釋肥為金華萬里神農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的33%緩控釋肥(N 18%,P2O55%,K2O 10%)。
試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理:處理1,磷鉀肥配施(PK);處理2,氮磷鉀肥配施(NPK),其中氮肥全部采用普通尿素,氮肥運(yùn)籌采用一基二追的常規(guī)施肥模式,即基施40%+分蘗期40%+孕穗期20%;處理3,氮肥全作基肥,80%來源于緩釋肥,20%來源于尿素(T1);處理4,氮肥全做基肥,70%來源于緩釋肥,30%來源于尿素(T2)。小區(qū)面積30 m2,隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次。各處理間設(shè)置塑料薄膜包裹田埂,單排單灌,避免串灌串排,試驗(yàn)區(qū)域外圍設(shè)置保護(hù)行,各處理其他田間管理措施一致。常規(guī)施肥區(qū)氮肥(N)、磷肥(P2O5)和鉀肥(K2O)施用量分別為195、67.5和75 kg·hm-2。
采用手工收獲,將水稻地上部分全部移除,田間清理干凈,只留下不到3 cm的作物茬子,籽粒和秸稈產(chǎn)量來源于整個(gè)小區(qū)。收獲的同時(shí)采集有代表性植株樣品,經(jīng)烘干、粉碎后用于植株養(yǎng)分分析。利用直徑5 cm不銹鋼中空鉆采集土壤樣品,采樣深度為0~20 cm,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采3個(gè)樣點(diǎn),并制成混合土樣盛于塑料袋帶回實(shí)驗(yàn)室,自然風(fēng)干后,用于土壤養(yǎng)分分析。
土壤、植株中各養(yǎng)分含量都按土壤農(nóng)化常規(guī)分析方法測(cè)定[6]。其中有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法,水解性氮采用堿解擴(kuò)散法,有效磷采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法,速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法,pH值采用電位法(水土比例1∶2.5);植株經(jīng)硫酸-過氧化氫消煮,采用半微量蒸餾法測(cè)氮。
水稻收獲指數(shù)是水稻收獲時(shí)籽粒產(chǎn)量與地上部生物量的比值。反映了作物同化產(chǎn)物在籽粒和營養(yǎng)器官上的分配比例。
氮素內(nèi)部利用率(kg·kg-1)[7]是指水稻籽粒產(chǎn)量與地上部吸氮量的比值。它表示水稻吸收單位氮素所獲得的水稻籽粒產(chǎn)量。氮肥偏生產(chǎn)力(kg·kg-1)[8]是指單位投入的氮肥所能生產(chǎn)的水稻籽粒產(chǎn)量。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行整理和制圖,并采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
表1表明,不施氮肥(PK)處理水稻籽粒產(chǎn)量最低,在仙居和和美村分別為7 355和5 823 kg·hm-2;施氮肥顯著提高了水稻產(chǎn)量,與PK處理相比,施氮(NPK)處理在仙居和和美村分別提高了22.5%和17.5%,PK處理水稻產(chǎn)量為NPK處理的81.6%和85.1%,說明在本試驗(yàn)條件下氮肥增產(chǎn)貢獻(xiàn)率為18.4%和14.9%。盡管緩釋肥與普通尿素配施做基肥一次施入的水稻籽粒產(chǎn)量與一基二追(NPK)處理的常規(guī)施肥模式?jīng)]有顯著差異,但略有增產(chǎn)。充分說明了在早稻上緩釋肥與普通尿素組合一次基施能達(dá)到常規(guī)氮肥一基二追的效果,甚至更好。盡管NPK、T1和T2處理水稻有效穗數(shù)顯著高于PK處理,但是3個(gè)施氮肥處理間收獲指數(shù)、千粒重、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)沒有顯著差異。
表1 不同施肥處理水稻陵兩優(yōu)0516號(hào)籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的表現(xiàn)
施氮肥促進(jìn)了水稻對(duì)氮的吸收(表2)。在仙居和和美,不施氮肥水稻籽粒氮含量平均為12.6和12.1 g·kg-1,施氮水稻籽粒氮含量提高了22.5%~34.3%和26.3%~28.7%。無論是在和美還是在仙居,施氮肥處理間水稻籽粒氮含量沒有顯著差異。氮肥施用也提高了秸稈中氮含量。在仙居,T2處理的秸稈中氮含量與NPK無顯著差異,卻比T1高22%。而在和美,施氮肥處理間秸稈氮含量沒有顯著差異。
表2 不同施肥處理對(duì)水稻陵兩優(yōu)0516號(hào)氮含量和吸氮量的影響
與氮含量趨勢(shì)相似,施氮處理水稻籽粒和秸稈吸氮量均顯著高于不施氮處理,但在和美施氮肥處理間籽粒和秸稈吸氮量沒有顯著差異。而在仙居,T2處理籽粒和秸稈吸氮量均是最高的,其中籽粒吸氮量與T1的無顯著差異,比常規(guī)施肥處理顯著高31%;而秸稈吸氮量比T1高42.9%,但與NPK處理沒有顯著差異。說明氮肥全做基肥,70%來源于緩釋肥、30%來源于尿素組合的施肥方式能提高水稻植株氮的累積量。
表2表明,在仙居和和美,水稻籽粒吸氮量占地上部總吸氮量的70.8%~75.7%和74.6%~78.1%,說明水稻吸收的氮絕大部分被儲(chǔ)存在籽粒中,而秸稈中氮累積量只占地上部吸氮量的20%~30%。秸稈還田只能將水稻氮吸收總量的不到30%歸還到土壤中,70%以上吸收的氮素收獲后隨籽粒被帶走。
不施氮肥處理水稻氮素內(nèi)部利用率顯著高于施氮肥處理的(表3)。而施氮肥處理間氮素內(nèi)部效率沒有顯著差異。在不施氮肥條件下,仙居和和美水稻每吸收1 kg氮素分別可以生產(chǎn)59和63 kg籽粒,施氮肥后降低到平均45.3和49.3 kg。在施氮肥條件下每生產(chǎn)100 kg籽粒,兩地區(qū)水稻平均需要吸收氮2.11 kg。
表3 不同施肥處理對(duì)水稻陵兩優(yōu)0516號(hào)氮素內(nèi)部效率和氮肥偏生產(chǎn)力的影響
無論在仙居還是在和美,施氮肥處理間氮肥偏生產(chǎn)力沒有顯著差異。每施1 kg氮肥,分別可以生產(chǎn)水稻籽粒51和35 kg。說明每生產(chǎn)100 kg籽粒,兩地區(qū)平均需要施氮2.4 kg。
在本試驗(yàn)條件下,緩控釋肥料與普通尿素組合一次性基施,因較好滿足了早稻整個(gè)生育期對(duì)氮素需求,達(dá)到了與常規(guī)分次施氮肥相似的效果。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際,基于秸稈還田基礎(chǔ)上,推薦施用70%的緩控釋尿素、配施30%的普通尿素一次基施的施肥方法,普通尿素提供作物生長前期的氮素營養(yǎng),釋控釋尿素提供中后期氮素營養(yǎng),既能滿足早稻生長對(duì)氮素養(yǎng)分的需求,又可降低全部施用緩釋尿素帶來的成本難題。