侧深施肥对寒地水稻产量及肥料利用率的影响

杨成林，王丽妍，赵红玉

（1.黑龙江省农垦总局建三江管理局大兴农场，黑龙江 佳木斯 156303；2.内蒙古新巴尔虎右旗环境保护局，内蒙古 呼伦贝尔 021300）

侧深施肥对寒地水稻产量及肥料利用率的影响

杨成林1，王丽妍1，赵红玉2

（1.黑龙江省农垦总局建三江管理局大兴农场，黑龙江 佳木斯 156303；2.内蒙古新巴尔虎右旗环境保护局，内蒙古 呼伦贝尔 021300）

为了确保水稻侧深施肥技术在寒地水稻种植过程中发挥最佳的节肥节本增效效果，试验以龙粳31水稻品种为试验材料，通过大田随机区组设计研究侧深施肥不用施用量对寒地水稻产量及肥料利用率的影响。结果表明：除减量20%外，侧深施肥方式均提高了水稻的产量，其中侧深施肥常量处理由于有效穗数较多，每穗粒数、结实率和千粒重均较高，产量高达9.97 t/hm2。肥料利用率则表现为，减量后水稻氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率和氮肥的偏生产力有所提高，而且氮素农学利用率在减量5%后达到最大。说明减量5%～10%不仅减少了肥料的投入，提高了水稻的产量，同时也提高了肥料的利用效率，达到了最佳的施肥水平。

寒地；水稻；侧深施肥；产量；肥料利用率

水稻生产在全球粮食作物生产中占据非常重要的地位。目前我国水稻平均单产水平已经高出世界平均水平的65%，水稻产量的不断增加更加突出地表现为化肥的使用特别是氮肥的施用量的不断增加［1-2］。与此同时氮肥的平均利用率仅为30%～35%，低于世界平均水平，比发达国家低 15～20 个百分点［1，3］。目前，我国水稻种植过程中普遍存在施肥量过大、施肥方式不合理、肥料利用率低且施肥存在盲目性等现象。化肥的大量使用，加上不合理的施肥方式都会带来农产品产量及品质的下降、土壤板结及污染环境等问题。水稻侧深施肥技术近年来在寒地稻作中大面积推广，此技术可定量、精准施肥，不仅可提高水稻产量和品质，同时有效提高了肥料利用率［4］，使水稻生产实现节本增效。水稻侧深施肥技术在黑龙江水稻生产中大面积应用，并取得了良好的增产节本增效的效果［5-13］。为了进一步研究侧深施肥技术在寒地水稻上的应用效果，全面研究侧深施肥方式下侧深专用肥不同施用量对水稻产量和肥料利用率的影响，为标准化、科学化开展侧深施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种：龙粳31，主茎11叶水稻品种。

供试肥料：尿素（含氮46%）、磷酸二铵（含氮18%；含磷46%）、硫酸钾（含钾50%）、水稻侧深专用肥（基蘖同施，N∶P∶K=21∶15∶16）。

主要机械：洋马侧深施肥插秧机。

1.2 试验方法

试验于2014—2016年在黑龙江省农垦大兴农场第九管理区示范户水稻田进行，以当地常规施肥量和施肥方式为对照，选择基蘖同施侧深专业肥处理，进行不同施肥量减量对比试验，如表2所示，试验设6个处理：

常规施肥（CK）：整个生育期施肥总量450 kg/hm2，其中尿素165 kg/hm2、磷酸二铵120 kg/hm2、钾肥165 kg/hm2，基肥施用尿素66 kg/hm2、磷酸二铵120 kg/hm2、硫酸钾99 kg/hm2，返青分蘖肥施用尿素66 kg/hm2，穗肥施用尿素33 kg/hm2、硫酸钾66 kg/hm2。N∶P∶K=20∶11∶17，人工撒施，其中基肥在最后一遍水整地前施用，返青分蘖肥在水稻4叶期施用，穗肥在水稻10叶期施用。

氮空白区（N0）：整个生育期不施用氮肥处理，磷钾肥用量和时期和常规施肥相同。

处理1（S1）：侧深专用肥常量。侧深专用肥作为基孽侧深同施，用量为375 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸钾45 kg/hm2。整个生育期施肥总量为450 kg/hm2，穗肥施用时期同常规施肥。

处理2（S2）：侧深专用肥减量5%。侧深专用肥作为基孽侧深同施，用量为356.25 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸钾45 kg/hm2。整个生育期施肥总量为431.25 kg/hm2，穗肥施用时期同常规施肥。

处理3（S3）：侧深专用肥减量10%。侧深专用肥作为基孽侧深同施，用量为337.5 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸钾45 kg/hm2。整个生育期施肥总量为412.5 kg/hm2，穗肥施用时期同常规施肥。

处理4（S4）：侧深专用肥减量20%。侧深专用肥作为基孽侧深同施，用量为300 kg/hm2，穗肥施尿素30 kg/hm2、硫酸钾45 kg/hm2。整个生育期施肥总量为375 kg/hm2，穗肥施用时期同常规施肥。

试验采取大田种植模式，采用小区对比法，每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积1 000 m2。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量测定 完熟期五点法取样进行产量测定及其构成因素（有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重）的调查。

1.3.2 植株氮素测定 分别于幼穗分化期、抽穗期、灌浆期（齐穗后15 d）和成熟期（齐穗后35 d）五点法取样，样品各处理植株叶、茎鞘、穗各部分分开，置于105℃烘箱中杀青30 min，85℃烘干至恒重，降至室温分别称其干重，并将样品粉碎过滤，采用凯氏定氮法测定水稻氮素含量。

1.3.3 氮效率计算 氮素积累总量（TNA）：单位面积植株氮素积累量的总和（kg）

氮素籽粒生产效率（NUEg）=水稻产量/植株氮素积累量的总和（kg/kg）

氮素干物质生产效率（NUEb）=植株干物质总量/植株氮素积累量的总和（kg/kg）

氮素农学利用率（AE）=（施氮处理水稻产量-氮空白区处理水稻产量）/施氮量（kg/kg）

氮肥偏生产力（PFP）=施氮区稻谷产量/施氮量（kg/kg）

1.3.4 效益分析 肥料成本：肥料按照市场价，其中尿素1 400元/t，磷酸二铵2 900元/t，硫酸钾3200元/t，侧深施肥2 950元/t。

人工成本：按照单户20 hm2规模计算，高性能插秧机每台日插秧面积平均3.3 hm2，由于侧深施肥插秧机需要加肥，则侧深施肥每天每台插秧机平均插秧面积3 hm2，常规高性能插秧机插秧20 hm2时间约为6 d，侧深施肥插秧机插秧时间6.5 d，插秧延时人力增加投入1 275元，每公顷增加63.75元，施肥作业减少人力投入2 100元，每公顷节约105元。

采用DPS7.05和SPSS13.0软件对数据进行统计分析，利用Duncan新复极差法进行差异显著性测验，采用Excel 2003绘图。

2 结果与分析

2.1 侧深施肥不同用量对水稻产量的影响

如表1所示，在产量构成的几个因素中，每穗粒数、结实率和千粒重在各处理间差异均未达显著水平，其中单位面积有效穗数表现为S1＞S2＞S3＞CK＞S4＞N0，其中S1、S2、S3处理极显著高于S4处理及常规施肥和空白对照，S1、S2、S3处理间差异未达显著水平，S4处理和对照间差异未达显著水平。说明随着侧深施肥施用量的降低，有效穗数下降，当施肥量低至20%时，侧深施肥有效穗数低于常规施肥。其中氮空白处理均极显著低于侧深施肥处理和常规施肥。

表1 侧深施肥处理对水稻产量及其构成因素的影响

各处理产量表现为S1＞S2＞S3＞CK＞S4＞N0，其中S1处理由于有效穗数较多，每穗粒数、结实率和千粒重较高，产量高达9.97 t/hm2，比对照高出9.2%，差异达显著水平；在各处理中，S4处理产量低于对照，比对照低2.3%，比S1处理低11.3%，S4、S1处理相比差异达极显著水平，与S2处理相比差异达显著水平，空白对照极显著低于侧深施肥处理和常规施肥对照。说明侧深施肥减量5%、10%虽然产量高于常规施肥对照，但增产率下降，减量达到20%后，不能保证后期水稻氮素的充足供应，产量降低。

2.2 侧深施肥不同用量对氮素积累吸收及利用率的影响

表2 侧深施肥处理对水稻氮吸收的影响（kg/hm2）

2.2.1 侧深施肥不同用量对水稻吸氮总积累量的影响 如表2所示，在幼穗分化期，侧深施肥各处理水平均高于常规对照，其中S1处理水稻氮素吸收积累量高于其他处理和对照，但差异未达显著水平；从穗分化期到抽穗期，S1处理氮积累量为106.7 kg/hm2、S2处理氮积累量为 105.8 kg/hm2、S3处理为 101.4 kg/hm2、S4处理为95.2kg/hm2、对照为98.4 kg/hm2，S1和对照相比增加7.8%，差异达显著水平；S1与S4处理相比增加10.8%，差异达极显著水平。从抽穗期到成熟期，S1处理氮积累量为9.9 kg/hm2、S2处理为6.2 kg/hm2、S3处理为6.1kg/hm2、S4处理为8.1kg/hm2、对照为7.8 kg/hm2，其中S1处理氮积累量较对照增加21.2%。成熟期S1处理氮素吸收积累量最高，S4处理最低，其中S1处理与对照和S4处理相比分别增加9.8%、11.9%，差异达到显著水平。

2.2.2 侧深施肥不同用量对水稻氮素利用率的影响 （1）对水稻氮素生产效率的影响：从表3可以看出，S1、S2、S3处理氮素籽粒生产效率高于对照和S4处理，但差异未达显著水平，3个处理表现为S3＞S2＞S1，说明施肥量减量后氮素籽粒生产效率有小幅提高，减量达到20%后下降。在氮素干物质生产效率上，表现为侧深施肥方式氮素干物质生产效率低于常规对照，其中S1、S2处理和对照相比显著降低，其他2个处理差异未达显著水平；各处理表现为S4＞S3＞S2＞S1，说明随着施肥量的降低，氮素干物质生产效率有升高的趋势。

表3 侧深施肥处理对水稻氮素生产效率的影响（kg/hm2）

（2）对水稻氮素利用效率的影响：如图1所示，各处理氮素农学利用率表现为S2＞S1＞S3＞S4＞CK，其中S2处理利用率达56.54%，各侧深施肥处理氮素利用率均极显著高于常规施肥，比对照分别高出21.8%、21.8%、20.4%和17.2%，各处理间差异未达显著水平。说明侧深施肥方式提高了水稻氮肥利用率，随着施肥量的降低，肥料利用率下降。

图1 侧深施肥处理对水稻氮素农学利用率的影响

氮肥偏生产力是反映当地土壤基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标。如图2所示，S1处理氮肥偏生产力为107.73kg/kg、S2处理为110.03 kg/kg、S3处理为111.5 kg/kg、S4处理为115.1 kg/kg，偏生产力随着减量依次递增，各侧深施肥处理均高于常规对照，比对照分别高出13.8%、15.6%、16.8%和19.4%，所有侧深施肥处理均极显著高于对照。说明侧深施肥方式提高了水稻氮肥的偏生产力，减量后，偏生产力有上升的趋势，但差异未达显著水平。

图2 侧深施肥处理对水稻氮素偏生产力的影响

2.3 产出效益

由表4可知，由于施肥作业减少人力投入，人工按照市场价计算，每公顷节约作业成本41.25元；肥料按照市场价计算，由于侧深专用肥是经过特殊工艺加工，成本均有增加。侧深施肥常量、减量5%和减量10%较常规施肥相比，由于产量的显著提高，均增加效益值，每公顷增加纯效益值1 097.25～2 527.65元，其中侧深专业肥常量每公顷增加存效益最高。由于侧深施肥减量20%后产量较对照降低，增加产量效益低于对照，虽然每公顷节约了肥料成本，但纯效益低于常规对照。

3 结论与讨论

侧深施肥不同用量在水稻上的应用研究报道较多［8-10］，研究发现减量处理均增加水稻产量，节本增效效果明显，但研究结果存在差异。而本试验结果表明，侧深施肥常规处理由于有效穗数较多，每穗粒数、结实率和千粒重较高，所以产量高达9.97 t/hm2，显著高于对照，与前人研究结果不尽相同。可能是各研究中选择的侧深专业肥料种类存在差异，造成减量试验结果存在差异性。研究说明侧深施肥常量处理产量表现最高，减量5%～10%和常规施肥相比，产量也增加，但是增产率下降，当减量到20%后，水稻在低肥料水平下已经不能达到水稻正常生长发育的要求，已经超出了减量的范围，影响了水稻产量。

表4 侧深施肥处理产出效益分析

有研究表明水稻产量的高低与成熟期氮素积累量的关系一般呈抛物线型曲线［14］，本试验结果表明，成熟期侧深施肥常量处理氮素吸收积累量最高，减量20%最低，说明施肥方式和施肥量均影响水稻对氮肥的吸收积累，侧深施肥方式提高了水稻氮肥的吸收量，减量20%后由于施氮水平的降低，对氮肥的吸收积累量相对降低。很多学者研究提出随着氮素水平的提高氮素利用率不断减少的研究结果［15］，本试验选择氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、氮素农学利用率和氮肥偏生产力作为表明肥料利用率的衡量指标，结果表明，随着侧深施肥量的减少，水稻氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率和氮肥的偏生产力有所提高，而且氮素农学利用率在减量5%达到最大值，说明减量后不仅减少了肥料的投入，提高了水稻的产量，同时也提高了肥料的利用效率，达到了最佳的施肥水平。

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Effects of different application rates of side deep fertilization on yield and fertilizer use efficiency of rice in cold region

YANG Cheng-lin1，WANG Li-yan1，ZHAO Hong-yu2
（1.Daxing Farm，Jiansanjiang Branch，General Farming Acclamation Bureau of Heilongjiang，Jiamusi 156303，China；2. Inner Mongolia Xin Barag Right Banner Environmental Protection Bureau，Hulunbeier 021300，China）

In order to ensure the effect of rice side deep fertilization in the process of rice cultivation in cold area，and the best effect of section saving and fertilizer saving，the experiment was carried out with Longjing 31 rice varieties as experimental materials，effects of fertilizer dosages on yield and fertilizer use efficiency of rice in cold region were studied. The results showed that the yield of rice was increased by the method of side depth fertilization，and the yield per panicle was higher than that of the spike number per panicle，seed setting rate and grain weight were higher，so the yield was 9.97 t·hm2. Fertilizer utilization rate showed that the nitrogen production efficiency，nitrogen dry matter production effiiency and nitrogen fertilizer partial productivity were improved after reducing the yield，and the nitrogen use efficiency was the highest after 5% reduction，ndicating that the reduction of 5% -10% not only reduced the input of fertilizer，increased the yield of rice，but also improved the efficiency of fertilizer use，to achieve the best level of fertilization.

cold region ；rice；side deep fertilizing；yield ；fertilizer use efficiency

S511.062

A

1004-874X（2017）08-0061-05

杨成林，王丽妍，赵红玉. 侧深施肥对寒地水稻产量及肥料利用率的影响［J］.广东农业科学，2017，44（8）：61-65.

2017-05-11

杨成林（1983-），男，硕士，农艺师，E-mail：yangchenglin83@163.com

（责任编辑 杨贤智）