施肥模式及栽插密度对四川丘区水稻生长及产量的影响

欧阳裕元，陈英立，兰汉军，朱从桦，余俊奇，刁 友，李旭毅

（1四川省农业科学院作物研究所，成都610066；2中江县农业农村局，四川德阳618100）

0 引言

水稻是四川省最主要的粮食作物之一，常年种植面积约200万hm2[1-2]。近年来，随着农村劳动生产力逐年向城市转移，水稻种植逐渐从分散个体向种植大户转变，这就对生产方式、作业成本、生产效率提出了更高要求，因此，机插秧在四川推广面积逐年扩大[3-7]。但在水稻生产中，种植大户为了追求高产，往往过量投入氮肥，这不仅造成氮肥浪费，还容易引起后期易倒伏、贪青、病虫害发生率提升、稻米品质变差等系列问题[8-11]，围绕氮肥运筹和栽插密度对水稻生产的影响前人开展了大量研究，周江明[12]通过施氮水平和种植密度互作研究表明氮水平和移植密度对水稻产量有显著影响，但其互作效应不显著；孙永健等[13]通过不同施氮量和株距研究表明，施氮量及株距对机插稻结实期物质转运、各营养器官养分转运及最终产量均存在显著的调控作用；杨世民[14]通过田间裂区试验研究了氮肥水平和栽插密度对水稻倒伏的影响，结果表明，茎秆基部节间的倒伏指数与施氮量和栽插密度极显著相关。水稻机械插秧同步侧深施肥技术是运用配有深施肥装置的水稻插秧机，配合符合侧深施肥要求的肥料，在水稻机械化插秧时同步完成精确定量深施肥并进行覆盖，既能提高施肥环节机械化率、节省劳动力投入，又能提升氮肥利用率、减少氮肥投入量，实现水稻绿色高产[12-16]，符合当下四川省水稻规模化种植提质增效的需求。为探究机械化侧深施肥技术对四川省丘陵区水稻生长及产量的影响，以‘蜀优217’及‘天优湘99’为材料，在中江开展机械化侧深施肥技术相关研究，以期为四川丘区水稻机械化侧深施肥技术的进一步推广示范提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验于2019年在中江县黄鹿镇宝塘村试验基地进行。试验田块为砂壤土，排灌方便，前茬为小麦。耕作层有机质含量为24.50 g/kg、速效氮63.12 mg/kg、速效磷9.46 mg/kg、速效钾70.54 mg/kg、全氮1.64 g/kg、全磷0.83 g/kg、全钾17.43 g/kg。

1.2 试验设计

试验以重穗型品种‘蜀优217’（生育期156天）、穗粒兼顾型品种‘天优湘99’（生育期153天）为材料，4月15日以毯状秧盘进行旱育秧，每盘播种量为70 g，5月25日用久保田SPU-68C插秧机进行机插，采用两因素裂区设计。主区为施肥模式，N1处理为机械化侧深施肥，施氮量为180 kg/hm2，肥料类型为缓释复合肥，栽插同时通过机械一次性施入；N2处理为传统施肥，施氮量为180 kg/hm2，底肥类型为普通复合肥，追肥为尿素，底肥追肥均通过人工撒施，氮肥运筹以基肥:孽肥:穗肥比为6:2:2施用，分蘖肥于栽插后7天施用，穗肥于拔节后15天施用；磷钾肥总用量同N1。裂区为栽插密度，D1处理栽插密度20.85万穴/hm2，规格为30 cm×16 cm；D2处理栽插密度16.65万穴/hm2，每个处理设置3个重复小区，小区面积48 m2，各处理间筑土埂，并用塑料薄膜包裹。试验统一按照各处理要求的密度和施肥模式设计水平进行施肥、移栽，4月15日播种，5月25日统一移栽。生产管理措施同大田生产，严格控制病、虫、草害。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 干物质调查 在齐穗期和成熟期，每个小区按照平均分蘖数（取样前调查30丛水稻分蘖数，并计算平均分蘖数）选取代表性植株3株，分叶、茎鞘和穗，105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重后称量。

1.3.2 群体动态调查 从每个小区另选长势比较一致的连续15穴，于移栽后5天、移栽后20天、拔节期、抽穗期、齐穗期和成熟期调查一次总茎蘖数，同时折算成单位面积群体茎蘖数。

1.3.3 产量及其构成 收获前，每个小区调查30丛的有效穗，按照平均穗数取6丛代表性植株，调查结实率、每穗粒数、千粒重等产量构成指标；每个小区去除左右各2行边行，剩余部分3等分，用机器收获，晾晒侯用上海青浦绿洲LDS-1H谷物水分测定仪测定水分，计算产量。

1.3.4 计算方法

1.4 数据分析

采用DPS 7.05软件进行试验数据统计分析，用最小显著差法LSD检验平均数(P≤0.05)。

2 结果与分析

2.1 施肥模式和密度对水稻产量及其构成的影响

施肥模式和栽插密度对水稻产量影响达显著水平，两者互作达显著水平（表1～2），但不同品种间存在一定差异，‘蜀优217’在2种栽插密度下，侧深施肥模式产量均显著高于传统施肥模式，同一施肥模式下，高密度栽植(30 cm×16 cm)产量均较低密度栽植(30 cm×20 cm)高，但不同栽植密度对产量影响不显著；‘天优湘99’在2种栽插密度下，侧深施肥产量均高于传统施肥，低密度栽插下，增产显著，而高密度栽插条件下，增产不显著，同一施肥模式下，低密度栽植较高密度栽植产量更高。本试验条件下，2个品种侧深施肥模式产量均高于传统施肥模式，但密度间有所差异，‘蜀优217’在栽插密度为30 cm×16 cm时产量最高，而‘天优湘99’在栽插密度为30 cm×20 cm时产量最高。

表1 施肥模式及栽插密度对产量和产量构成的影响

表2 不同施肥模式及栽插密度下产量和产量构成的方差分析

从产量构成看，不同栽插密度和施肥模式对水稻有效穗数产生显著或极显著影响，且两者互作达极显著水平，栽插密度对有效穗产生极显著影响，对穗粒数影响显著、千粒重、结实率影响不显著，通过与施肥模式互作，对穗粒数产生极显著影响；施肥模式对有效穗产生显著影响，对穗粒数、结实率、千粒重影响不显著，栽插密度和不同施肥模式均主要通过提升有效穗增加稻谷产量。不同品种之间产量构成有差异，‘蜀优217’侧深施肥高密度下产量更高，因为有效穗增加后每穗粒数和结实率稳定，而‘天优湘99’侧深施肥低密度产量更高，原因为有效穗虽然显著提高但穗部每穗粒数和结实率降低。

2.2 施肥模式和密度对水稻群体的影响

由图1可知，不同栽插密度和施肥模式下，水稻各时期生育群体均存在差异，随着栽插密度的增加，苗期至拔节期水稻分蘖明显增加，到齐穗期高密度有效穗较低密度多，但差距缩小，表明高密度前期分蘖数过大，易形成无效分蘖。从不同施肥模式看，侧深施肥较传统施肥模式，各生育时期水稻群体均有所增加，苗期至拔节期群体数量优势巨大，表明侧深施肥能提升水稻群体。高密度栽插条件下，在确保高产群体需求的前提下应及时采取措施控苗，减少无效分蘖的产生。

图1 施肥模式及栽插密度对不同水稻品种群体动态的影响

从成穗率看，不同品种之间分蘖能力和成穗率差异较大（图2），‘天优湘99’成穗率显著低于‘蜀优217’，从不同施肥模式看，侧深施肥有利于早生快发，进而促进中低节位分蘖，提高成穗率；从栽插密度看，增加栽插密度，最高苗峰值显著提高，通风透光性减弱，无效分蘖增加，成穗率降低。

图2 施肥模式及栽插密度对不同水稻品种成穗率的影响

2.3 施肥模式和密度对水稻干物质积累的影响

由表3～4可知，品种间干物质积累量差异达显著水平。不同施肥模式下，拔节前干物质积累差异达极显著水平；不同栽插密度下，拔节前及拔节—齐穗期干物质积累差异极显著。‘蜀优217’齐穗前输出物质的贡献率更大，表明该品种抽穗期干物质的积累更重要，因此，侧深施肥模式下，高密度栽插可提高茎鞘输出量，增加转运贡献，从而提高产量；‘天优湘99’干物质输出量小，对产量贡献率低，提高输出转运能力，其增产效果不显著。

表3 不同施肥模式及栽插密度对水稻干物质积累的影响

表4 不同施肥模式及栽插密度下水稻干物质积累的方差分析

2.4 施肥模式和密度对水稻干物质转运的影响

由表5～6可知，品种间茎鞘输出量及齐穗期干物质积累量差异显著，施肥模式对叶片输出量及贡献率产生极显著影响，而栽插密度则对茎鞘、输出总量和转运率产生极显著影响。从不同品种看，‘蜀优217’在侧深施肥模式下，齐穗期干物质积累量显著增加，同时转运率显著提升，从而有效提升产量；而‘天优湘99’在2种施肥模式下输出和转运差异不显著，在传统施肥模式下高密度栽插干物质输出总量和转运率、贡献率均显著提升，而侧深施肥模式下不同栽插密度间差异不显著。

表5 不同施肥模式及栽插密度对水稻干物质输出及转运的影响

表6 不同施肥模式及栽插密度下水稻干物质输出及转运的方差

3 结论

施肥模式和栽插密度对水稻产量有显著影响，且互作效应显著，增加有效穗同时稳定穗粒结构是产量提升的主要因素。本试验条件下，‘蜀优217’在侧深施肥模式下，栽插规格为30 cm×16 cm时产量最高，而‘天优湘99’在侧深施肥模式下，栽插规格为30 cm×20 cm时产量最高，品种间存在一定差异；对其产量构成分析表明‘蜀优217’侧深施肥有效穗显著增加，同时每穗粒数和结实率稳定，而‘天优湘99’有效穗增加后，每穗粒数和结实率降低；进一步分析表明，侧深施肥有利于早生快发，进而促进中低节位分蘖，提高成穗率；同时显著提升叶片输出量及贡献率。

4 讨论

施肥模式和栽插密度通过对水稻的构成因素、成穗率、干物质积累及转运产生影响进而影响水稻产量，长期以来施肥模式和栽插密度既是栽培学家研究的热点，也是生产上调节产量的重要手段，本研究结果表明，施肥模式和栽插密度对‘蜀优217’、‘天优湘99’产量（表1～2）、成穗率（图2）及养分转运（表5～6）均存在显著或极显著影响，但不同品种间表现出一定差异，这表明在栽培时，应根据不同品种选择适宜的施肥模式和在栽插密度，从而优化群体结构，提高各时期养分转运，从而获得高产。这与易茜等[28]对机插秧侧深施肥技术的研究结果“机械侧深施技术既能降低施肥成本，又能稳产，值得大面积推广应用”基本一致，但应根据品种特性、地域特征、土壤肥力综合影响导致，优化水稻群体结构，实现水稻丰产。从本研究的结果看，侧深施肥较传统施肥模式，各生育时期水稻群体均有所增加，苗期至拔节期群体数量优势巨大（图1），但高密度栽插条件下，容易造成群体过大，影响通风透光，因此在确保高产群体需求的前提下应及时采取措施控苗，减少无效分蘖的产生。随着栽插密度增加，2个参试品种最高苗峰值均显著提高，通风透光性减弱，无效分蘖增加，成穗率降低（图2）。侧深施肥模式下，‘蜀优217’高密度栽插可提高茎鞘输出量，增加转运贡献，从而提高产量；而‘天优湘99’干物质输出量小，对产量贡献率低，提高输出转运能力，其增产效果不显著。因此，侧深施肥模式下，因根据品种特性，选择适宜的栽插密度，本试验为2种不同类型品种在不同施肥模式下，不同栽插密度对其产量及生长影响的分析，为生产上实现源库协调，最终实现丰产提供了参考依据，而不同施肥模式与栽插密度对水稻氮肥利用效率的影响有待于进一步研究。