节灌条件缓释肥对水稻株高、分蘖、叶绿素及产量的影响

何 军，常元莉，李雪蓉，邱 娇，吴贺林，郝 坤(. 三峡大学 水利与环境学院，湖北 宜昌 443002；2. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；3. 三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心，湖北 宜昌 443002)

0 引 言

“水、肥”是影响水稻产量的两大主要因素。近些年由于水资源的日趋紧张，水稻节水灌溉成为研究热点，大力推行节水灌溉势在必行。然而大部分研究结论均基于普通的常规化肥，例如碳酸氢铵(NH4HCO3)、过磷酸钙(Ca(H2PO4)2·H2O)或者普通复合肥等得出[1-3]，节水灌溉条件下施用新型缓释肥对水稻的生态特性及最终产量等研究尚不多见。本文选取我国长江中下游典型水稻种植区域开展试验研究，对水稻典型节水灌溉模式下施用缓释肥的生态特性及最终产量等进行观测分析，研究结论可为水稻节水灌溉模式施用缓释肥适宜性及优化种植管理措施等提供借鉴。

1 材料和方法

试验于2014年5-9月水稻种植期在三峡大学校内节水灌溉试验场进行。试验场位于北纬N 30°43′，东经E111°18′，气候温暖，全年积温较高，年无霜期长，多年平均气温17.0 ℃，7月最高月平均气温26.5 ℃，1月最低月平均气温4.1 ℃，年降雨量990～1 400 mm，多年平均年降雨量1 340 mm，年蒸发量(20 cm蒸发皿)1 000～1 350 mm，适宜水稻种植。

试验采用桶栽，桶口直径30 cm，深40 cm。主处理为淹水灌溉(Continuous Flooding Irrigation, CF)W1和节水灌溉W2，其中节水灌溉采用间歇灌溉(Alternate Wetting and Drying, AWD)，2种灌溉模式水层控制标准参考文献[4]。副处理为2种施肥类型。F1为施用常规氮、磷、钾肥料。氮肥水平180 kg N/hm2，施肥方式设计：底肥50%，移栽后10 d左右50%的追肥(分蘖肥)，共计2次施肥，即氮肥施肥比为1∶1，底肥采用碳酸氢铵，追肥为尿素(CO(NH2)2)。磷肥水平为40 kg P2O5/hm2，钾肥水平为70 kg K2O/hm2，磷肥采用过磷酸钙，钾肥为氯化钾，均作底肥一次性施入。F2为施用缓释肥，N、P、K有效含量与常规肥相当，作底肥一次性施入耕层。每个处理3次重复，共计12个测桶，随机排列。其中W1F1处理为当地群习模式。供试水稻品种为丰两优香Ⅰ号。

水稻生态特性指标考虑植株株高，分蘖数和叶绿素，其中叶绿素含量采用叶绿素SPAD值表示。叶绿素SPAD值可表征叶绿素相对含量，采用SPAD-502 PLUS叶绿素测定仪测取，该仪器广泛应用在植物叶绿素测取试验和研究中，取得了较好效果[5-7]。株高和叶绿素SPAD值的测取频次为每日一次，分蘖数在分蘖期每两日测取一次其余时段为每周测取一次，水稻黄熟期收割后进行测产，并分根、茎、叶、稻穗等器官剪取，于烘箱105 ℃杀青半小时，85 ℃烘干至恒重称重。

2 结果和分析

2.1 不同水肥处理对水稻株高、叶绿素及分蘖数的影响

图1为不同水肥处理水稻株高、叶绿素SPAD值和分蘖数随生育期的变化趋势。图1(a)中可以看出，生育初期5月中旬至6月上旬不同水肥处理株高均增长迅速，相邻旬时段平均增幅达68.5%，增长最大为淹灌常规肥处理83.2%，最小为间歇灌溉缓释肥处理57.7%，各处理间差异不明显。6月中旬至下旬，不同肥料处理间株高差异逐渐加大，缓释肥株高平均高出常规肥14.2 cm，不同灌溉模式间差异不明显。6月下旬以来，缓释肥处理增长变缓，而常规肥仍维持较高增幅，于7月中、下旬相交，常规肥于8月上旬达峰值109.1 cm，随后有所下降。8月中旬往后节水灌溉缓释肥株高达到最大值约111.7 cm，高出淹灌缓释肥7.3 cm。其余生育阶段不同灌溉模式间差别不大。

图1 不同水肥处理水稻生态特性随生育期变化趋势Fig.1 Variation tendency of rice ecological characteristics with growth period under different water and fertilizer treatment

图1(b)可知，不同水肥处理叶绿素SPAD值生育前期差异不大，6月中旬往后，不同肥料处理间尤为明显，缓释肥处理的SPAD均值比常规肥平均高出29.2%～296.7%。常规肥处理叶绿素SPAD均值从5月上旬28.0开始逐渐上升，6月上旬达到峰值为37.7，此后逐渐下降，至9月份成熟期最低值9.3。缓释肥处理SPAD均值5月上旬为27.3，逐渐上升到6月中旬第一个峰值43.9，后下降至7月上旬39.0。其余两个峰值出现在7、8月中旬，分别为41.2、40.1。叶绿素SPAD值常规肥处理淹灌、间歇灌溉之间呈现较高相关性，相关系数r达0.996 9。缓释肥处理不同灌溉模式间相关系数r为0.812 7，差异主要表现在生育后期的8月下、9月上旬，平均相差达26.1%。

从图1(c)中可以看出，不同水肥处理植株分蘖数生育前期差异不显著，生育初期平均7.6逐渐上升至6月13日49.7。往后常规肥处理逐渐下降到7月中旬26.3，生育后期稳定在24.5左右；缓释肥处理植株分蘖数继续增长，淹灌于6月22日达峰值80.0，间歇灌溉于6月29达峰值67.3，随后逐渐下降，分别稳定在7月27日56.7、7月20日50.0。6月13日以后缓释肥处理分蘖数均值高出常规肥60.0%～127.8%，平均103.7%。水稻全生育期分蘖数缓释肥处理淹灌W1比间歇灌溉W2高出4.7%～47.2%，平均21.8%。常规肥间歇灌溉模式比淹灌高出-4.7%～19.4%，平均11.9%。

总体来看，长效的缓释肥对叶绿素SPAD值、分蘖数的最终促进作用均明显强于速效的常规肥，而株高方面也并不弱于常规肥，且在营养生长阶段呈现出一定优势。

2.2 不同水肥处理对水稻产量及黄熟期干物质的影响

图2为不同水肥处理水稻最终产量对比。图2中可知，淹灌缓释肥处理获得最高产量15 542 kg/hm2，间歇灌溉常规肥处理次之为11 408 kg/hm2，间歇灌溉缓释肥处理最低仅为6 074 kg/hm2。常规肥间歇灌溉比淹灌高8.5%，表明间歇灌溉不仅不会引起水稻减产，一定程度上会增产，该结论与茆智[8]等研究结论一致。值得注意的是，当前节水灌溉模式——间歇灌溉，施用缓释肥时会引起大幅减产，产量仅为施用常规肥时53.2%。

表1为不同水肥处理水稻黄熟期干物质在各器官间的分配对比。可以看出，施用缓释肥的水稻总的干物质积累量均明显高于常规肥，平均高出164.7%，体现在营养生长阶段的根、茎、叶干物质积累量比常规肥平均高266.6%、273.4%、188.9%，这与图1中缓释肥处理分蘖数、叶绿素SPAD值明显高于常规肥相一致。稻穗(实粒+秕粒)干物质积累量百分比最高为间歇灌溉常规肥处理，而干物质积累量绝对值最高则为淹灌缓释肥。稻穗干物质积累量百分比和绝对值最低的处理均为间歇灌溉缓释肥。

图2 不同水肥处理水稻最终产量对比Fig.2 Comparison of rice final yield under different water and fertilizer treatment

上述分析可知，淹灌缓释肥处理获得最高产量是源于其营养生长以及生殖生长的丰足。间歇灌溉缓释肥处理最低产量可能缘于生育期土壤水分相对较少而养分浓度偏大，土水势偏低，稻株根系(主动吸水)及蒸腾作用(被动吸水)不易克服运输土壤养分溶液至稻株顶端稻穗的重力势能导致生殖生长相对欠缺，同时也影响了灌浆造成较高秕粒率。

3 结 语

本文于2014年水稻生育期开展了节水灌溉条件下施用缓释肥对水稻相关生态特性及产量的影响试验研究，得出结论如下：

(1)不同水肥处理水稻分蘖数、株高、叶绿素SPAD值生育前期差异不明显。6月中旬往后，叶绿素SPAD均值缓释肥处理比常规肥平均高出29.2%～296.7%。6月13日往后植株分蘖数均值缓释肥处理高出常规肥60.0%～127.8%，平均103.7%。8月中旬往后间歇灌溉缓释肥株高达到最大值约111.7 cm，比淹灌缓释肥高7.3 cm 。

(2)淹灌缓释肥处理获得最高产量15 542 kg/hm2，间歇灌溉常规肥次之为11 408 kg/hm2，间歇灌溉缓释肥最低仅为6 074 kg/hm2。施用缓释肥水稻总的干物质积累量比常规肥处理平均高出164.7%。

总体来看，当前水稻间歇灌溉模式在施用缓释肥时产量偏低，缓释肥与淹水灌溉具有良好互作相应且产量较高。缓释肥在水稻种植中的应用前景评估，特别是在当前大力推行节水灌溉的背景下如何设计缓释肥肥效释放机制及科学管理田间水分等是下一步研究重点。

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