机插秧侧深施肥技术优势及要点*

张余红 魏先瑜 兰汉军 刁友 兰吉莉 欧阳裕元,5 朱从桦,5 李旭毅,5¤

1.广汉市农业技术推广站，四川德阳

2.绵竹市农业技术推广站，四川德阳

3.中江县农业技术推广站，四川德阳

4.四川省农业科学院作物研究所，四川成都

5.作物生理生态及栽培四川省重点实验室，四川成都

我国大部分稻作区都存在施肥量过多的问题，相较于发达国家和地区，我国粮食产投比极不平衡，稻谷种植面积3×107hm2，产量达21 267.6万t，氮肥年均用量已超过2 000.0万t。其中，水稻生产施肥量严重超标，生产用量大都超过200 kg/hm2，远超植物实际需求量，但农作物及农业利用率却不高，氮肥吸收利用率平均低于40%，氮肥农学利用率平均不足13kg·kg-1[1-4]，造成资源浪费、养分流失严重，以及环境污染等问题。

为实现水稻种植节肥增效，相关研究者从肥料类型选择[5-6]、施肥方式[7-9]、品种[10]等方面开展了研究，但与高速发展的规模化、机械化种植模式及技术不相配套，而机插秧侧深施肥技术解决了这些问题。我国机插秧侧深施肥技术相较于日本、韩国等水稻种植技术发达国家起步较晚，最早可追溯到二十世纪90年代，由黑龙江引进并推广，但由于受各种因素影响，当时并未广泛推行，随后因此项技术成熟及政策大力扶持，在全国各地大面积推广，截至2019年，江苏、湖南等地推广面积超过4×105hm2[11-15]。同时，肥料品类研究也在不断进步更新，控释肥、缓释肥提高了肥效及肥料利用率[5-6]，且机械侧深施肥能减少挥发、淋失等损失[7-9]，进一步提高了肥效。一些研究发现，改变施肥方式如前氮后移，致使氮肥利用率降幅达20%[16-17]，与节肥初衷相悖，另一些新品种如氮高效品种其有效穗数减少，结实率无显著变化，不利于高产形成[18-19]，不适宜于大面积推广应用。采用机插秧侧深施肥技术配套相应的种植栽培技术可以提高肥料利用率，从而达到高产高效生产水平。

目前，在集约化、规模化的新型农业经营主体不断出现，土地流转越来越集中的发展趋势下，机械化、轻简化生产成为节本增收的重要手段，而机插秧侧深施肥技术极大地解放了劳动力[20-21]，减少了劳动力成本投入；有利于肥料直达根区附近，养分被植株直接利用，减少了后期追肥投入；还能减少田间藻类[16]生长带来的面源水体污染等问题，降低了农业污染，实现了增产增效。

1 水稻机插秧侧深施肥技术的优势

1.1 促进水稻根系和分蘖生长

植物根系都有向肥性[21]，水稻根系生长与肥水分布有极大关系[22]。苗期阶段水稻根系主要分布在土壤0～15 cm的浅层，肥料通过插秧机械施在秧苗根系侧面5±0.5 cm，深度5±0.5 cm的区域，根系直接吸收肥料养分，有助于根系的吸收表面积、活跃面积以及根径的增加，进而显著提高水稻根系的生物量、总根表面积、总根体积和平均直径、根系总吸收面积以及活跃吸收面积，使得地上部的生物量显著增加，植株生长健壮[23-24]。在同等条件下，机械侧深施肥肥料的浅施优于表面撒施、深施(＞10 cm)，植株的根系以及地上部生长更为健壮，促进水稻根系及分蘖生长效果明显。

1.2 促进水稻物质积累能力

相较于传统施肥方式，侧深施肥水稻叶片的SPAD量无显著差异，但能增大水稻功能叶片叶面积[25]，增加光合产物的积累，提高植株的生物量。侧深施肥减少了肥料养分65.00%左右的损失，增加了水稻植株对养分的吸收利用；较之施用穗肥处理，从拔节期到成熟期，机械侧深施肥提高了10.90%的干物质积累量；在成熟期，干物质积累量增加10.40%，茎叶干物质积累量提高9.25%[26]。提高植株对肥料中的氮素吸收利用，与尿素撒施相比，机械侧深施肥使水稻有效穗数平均增加5.80%，穗粒数增加7.80%，产量提高8.90%，氮肥吸收利用率平均提高19.30%[27]。在提高土壤肥力的同时，植株生长较传统施肥更健壮。

1.3 提高水稻产量

水稻产量构成中，有效穗、穗粒数、结实率[28]影响水稻的实际产量。研究显示，肥料机械侧深施用比人工撒施增产5.00%以上，主要原因是机械侧深施肥增加了干物质的积累量和灌浆期的输出量，使得植株具有更高的有效穗数和颖花总量，籽粒更加饱满，穗部干物质积累量提高13.43%[27]，最终达到高产。相较于撒施，机械侧深施氮肥吸收利用率平均提高19.30%，有效穗数平均增加5.80%，穗粒数增加7.80%，产量提高8.90%[29]。可见，机械侧深施肥能促使植株高效吸收肥料营养，满足水稻在各个生育时期对营养的需求，协调养分在稻株中的合理分配，促进水稻产量的提高。

1.4 减少环境污染

传统人工撒施，氨挥发损失平均达25.00%[30-32]，地表径流[33]损失平均达15 kg/hm2，肥料养分进入水体，造成藻类等生物迅速生长繁殖，水体变质富营养化[28]等问题。侧深施肥可显著降低肥料的径流[19]、淋失、氨挥发[10]等损失，降低了农田肥料损失，提高了作物对肥料的吸收利用，减少了农业生产发生面源污染。

2 应用效果

笔者团队在四川广汉、绵竹、中江等地开展机插秧侧深施肥技术示范。采用机插秧侧深施肥技术，化肥平均减施15.00%左右，减少两次施肥用工（基肥和分蘖肥）；用工成本平均降低150元/hm2，人工投入平均减少3人/hm2，减少肥料投入150元/hm2以上，水稻增收超过400元/hm2，节本增收750元/hm2以上。节本增收效果显著，产投比显著提高。示范区产量及经济生态效益见表1。

表1 示范区产量及经济生态效益（2019年）

3 技术要点

3.1 田块的耕整

根据田块土壤的质地、茬口进行合适的耕整，要做到泥土碎而平整，前茬作物秸秆细碎，不缠绕取秧爪，不影响秧苗的站立，侧深施肥后泥土自然回填覆盖。田面高度差不超过3 cm，避免田块个别地方积水过深，影响作业。泥脚深度不小于15 cm且不多于30 cm，保证秸秆埋于土层下部且回填泥浆足够掩埋肥料。沉浆足，沉浆时间随土质而定，一般情况下，沙质土壤沉1～2 d，壤土沉1～3 d，黏土稍久，需要沉2～4 d，最终达到土壤沉实不板结，松软度以插秧时不陷车为宜；用下落式锥形穿透计测定坚实度，以6～10 cm为佳，田面水层保持在1～2 cm。

3.2 肥料的选择

选用复合肥、掺混肥、配方肥，缓释肥、控释肥和缓控释肥等类型肥料[9、20-21]，肥料必需养分比例合理，养分释放速度适中，生产工艺好，肥料颗粒均匀，形状呈球形，颗粒直径2～5 mm，颗粒度≥90%。肥料的选择还需根据水稻品种特性、土壤肥力状况合理选择，侧深施肥较传统施肥一般减施30%左右，基肥、追肥的运筹比以（6±0.5）:（3±0.5）为宜[16]，氮、磷肥宜一次性施入，钾肥视土壤质地与肥力状况而定，一次或分次施用。避免颗粒不均匀，导致施用过程中肥料分层，造成施肥不匀，秧苗返青慢，不能早生快发。

3.3 培育壮秧及科学施肥

选择长势好、苗壮、无病虫害、根系发达的钵形毯状育秧盘秧苗，秧龄21～30 d为宜，苗高适中，立苗好，发根力强；漏插率、漂秧率等都最小，机插质量显著优于其他秧龄段。适宜的秧龄机插可以保证秧苗长势好、分蘖能力强，分蘖数、有效穗、成穗率高，从而获得高产[13-14、33]。

施肥量过少不能满足水稻主要生育时期各阶段氮素的需求，以及叶片和茎鞘的氮在结实期的运转，进而影响千粒重、总颖花数；施肥量过高易造成水稻贪青晚熟，灌浆结实期叶片、茎鞘的氮滞留量升高，造成“源-库-流”不通畅，氮素转运率降低，导致产量、氮肥利用率显著降低，不能达到高产水平[34]。因此，应根据前茬作物和地力合理控制施肥量。

3.4 田间管理

侧深施肥水分管理、病虫害的防治与一般大田相同，肥料减少两次施用，根据需要补施磷肥、钾肥。值得注意的是，与同期人工移栽的秧苗相比，侧深施肥封行更早，此时应注意水分的及时排灌，防止分蘖过低或过高，从而提高有效穗数量和籽粒饱满程度，最终实现高产。此外，适时收获能使稻谷的籽粒饱满、稻米的品质更佳。

4 展望

随着我国农业产业的自我创新发展，水稻集约化、规模化生产经营仍需要进一步提升标准化、机械化、轻简化作业水平。水稻机插秧同步侧深施肥技术既能节本增效，提高水稻生产种植效益、产投比，还能减轻人力劳动强度、降低人工成本投入，提高土地资源的利用率，减少对环境的不利影响，值得大面积推广应用。

未来需要逐步解决的问题。第一，进一步提高机具作业效率。虽然机插秧侧深施肥技术相较于传统种植技术提高了水稻种植效率与效益，但作业效率需要进一步提高，频繁往返于田间取秧与肥料添加不利于高效作业。第二，提升与改进机具肥料载重量及肥料品种。目前，生产使用的机具类型载肥量普遍不高，在40 kg左右，受机具动力供应与料箱容量限制，导致载肥量偏少，未来需扩大肥料料箱的容积以增加载肥量，延长田间作业时间从而提高作业效率；另外，需研发新型肥料，目前市面上的机插秧侧深施肥专用肥料肥效不够持久、精确，控释肥与缓释肥不能准确在水稻的各个关键生育时期释放养分，造成养分供应不能很好地匹配水稻生长生育期。第三，提高机具的广适应性。目前，我国丘陵山区的机械化生产普及度低，导致生产力低下，机具的地形适应性提高能大幅提高我国农机化生产的普及度，而机插秧侧深施肥技术多在平原区应用推广，限制了其大面积推广应用，需要高负载防沉陷侧深施肥插秧机及配套专用缓控释肥料的协同创新，因地制宜优化完善水肥高效利用技术，积极开展技术培训和指导。第四，加大政府政策购机补贴力度，积极推广优质、性能优越的侧深施肥插秧机，降低广大种植户的资金压力，提升购买积极性，另外，厂家需提供完善、及时的售后服务，及时对种植户及插秧机作业人员进行相关理论及机械实际操作培训，免除种植户的后顾之忧。