不同栽培方式下缓释肥施用对水稻生长特性及产量的影响

周洁宇 何军,2* 李杜白 赵树君 钟韵 杨鹏 张宇航 钟盛建 赵帆 马煜 任志文

（1三峡大学 水利与环境学院，湖北 宜昌 443002；2三峡大学/三峡库区生态环境教育部工程研究中心，湖北 宜昌 443002；3湖北省漳河工程管理局，湖北 荆门 448156；第一作者：zhoujieyu1324@163.com；*通讯作者：hejun50@163.com）

水稻种植过程中施肥能够为水稻的生长发育提供丰富的营养物质[1]。缓释肥作为一种新型肥料，具有减少施肥次数、降低施肥用量、提高肥料利用率等优点[2]，近年来成为研究热点。陈蕾等[3]研究表明，施用炭基缓释肥可使土壤总氮的渗漏流失量减少36.6%，对于控制面源污染有重要应用前景；何军等[4]开展了节水条件下缓释肥施用对水稻生态特性及产量影响的研究，认为施用缓释肥具有可观的增产作用，间歇灌溉方式下施用缓释肥的处理水稻产量比间歇灌溉方式下施用常规肥的处理高4.5%；李世发等[5]研究结果显示，与施用常规肥相比，施用缓释肥能增产8.7%~11.3%。

水稻直播省工、节本、高效，已被越来越多的研究人员关注。HE等[6-7]研究表明，在水稻规模化种植中，直播水稻具有较高的生产潜力且肥料利用率较高。黄珊[8]认为，直播可以减少水稻生产投入，比移栽提高26.1%的经济效益。罗锡文等[9]的研究结果表明，直播工效约为移栽的2倍，可以显著节省劳动力。前人针对不同栽培方式对水稻产量的影响进行了大量研究，但因土壤条件、研究区域气候、品种等原因，结果并不完全一致[9-12]。何瑞银等[10]研究显示机插水稻产量最高。马殿荣等[11]则认为手栽产量最高。罗锡文等[9]的试验结果则表明，不同栽种方式产量差距不大。这些研究结论均分别在缓释肥或侧重不同栽种方式得出，直播和缓释肥交互作用下水稻生长特性及产量的研究尚不多见。鉴于此，在长江中游典型水稻种植区湖北省漳河灌区开展不同栽培条件下施用缓释肥对水稻生长及产量影响的研究，以为漳河灌区选取合理高效的水稻施肥类型及栽培方式提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020年5月至10月在湖北省漳河灌区灌溉试验中心站进行，试验站占地6.8 hm2，地处荆门市东宝区漳河镇却集村（北纬N30°54′17″，东经E112°05′23″）。灌区地形起伏，是典型的南方丘陵地带气候条件，夏季以水稻为主，其自然条件在长江中游水稻种植区具有一定代表性。小区土壤以黄棕壤为主，质地黏重，有机质含量相对较低，pH值6.8~7.2（水土比1∶1），土壤孔隙率为45.5%，容重为1.33~1.44 g/cm3。供试水稻品种为当地当季大规模推广种植的钻两优超占。

1.2 试验设计

试验为裂区试验，主区为栽种方式，设2个水平，分加为移栽（F1）和直播（F2）；副区为肥料种类，亦设2个水平，分别为常规肥（N1）和缓释肥（N2）。试验共4个处理（F1N1、F1N2、F2N1和F2N2），每个处理3次重复，共计12个试验小区，小区长6.0 m、宽5.0 m，为防止各小区间水分交换，在田面以上培土造埂，田埂宽和高均为0.4 m，田面以下防渗膜包裹深度0.4 m。

1.3 试验方法

常规肥施用量及施用时间：氮肥（以N计）用量180 kg/hm2，基肥用碳酸氢铵，追肥用尿素；磷肥为过磷酸钙，用量45 kg/hm2（以P2O5计），钾肥为氯化钾用量65 kg/hm2（以K2O计）。磷、钾肥作基肥一次性施入；氮肥的50%作基肥、50%作追肥。基肥在插秧整地时施，追肥（分蘖肥）在移栽后15 d左右施。缓释肥作底肥一次性施入，氮、磷、钾肥等有效含量与常规肥相当。试验小区水分管理模式参考当地生产习惯。

1.4 测定项目及方法

株高、分蘖数：为避免边缘效应的影响，测定时选取小区中间位置具有代表性的水稻10株，定点定株每隔7 d左右进行1次测定，取均值。各小区水稻成熟后单打单收，晒干后测产。

1.5 数据处理

数据采用Excel 2019、SPSS 25.0软件进行处理及制图。

2 结果与分析

2.1 不同处理水稻株高变化趋势

从图1可以看出，6月上旬至8月上旬水稻株高一直处于增长状态，其中6月7日至7月8日增长幅度较大，平均增长幅度达到127.1%，此后株高增长幅度逐渐减小，8月21日以后各处理株高逐渐稳定，介于111.6~127.6 cm之间。F1N2处理株高全生育期内比F1N1处理平均高出11.11 cm，6月7日时两者差距最小，仅为2.98 cm，7月18日时差距最大，达16.16 cm。F2N2处理6月7日至8月8日之间株高比F2N1处理平均高出2.18 cm，7月8日差距最小，仅0.92 cm，7月18日差距最大，达4.80 cm；8月21日至8月31日施缓释肥的处理株高平均比施常规肥的处理低0.65 cm。施常规肥（N1）条件下，直播处理（F2）株高比移栽处理（F1）平均低21.4%，施缓释肥（N2）条件下，移栽处理（F1）株高比直播处理（F2）平均低28.0%。总体来看，直播方式下不同施肥种类处理的水稻株高均比移栽方式低，平均低24.72%，表明在施肥类型相同的情况下，移栽方式水稻株高高。栽培方式对株高的影响极为显著。

图1 不同处理水稻全生育期株高变化趋势

2.2 不同处理水稻分蘖数变化趋势

由图2可以看出，随着生育期推进，水稻分蘖数呈先增后减的趋势，从6月7日开始逐渐增加，各处理均在6月29日达到最大值。8月31日，移栽方式水稻分蘖数平均为12.1个/丛，直播方式平均为7.5个/丛。

图2 不同处理水稻分蘖数变化趋势

栽培方式相同的情况下，施用缓释肥的处理（N2）分蘖数均高于相同条件下的施常规肥处理（N1），移栽和直播下分别多17.2%和11.7%；而在施肥种类相同的情况下，则采用直播（F2）的水稻分蘖数低于采用移栽（F1）的水稻，F2N1和F2N2处理水稻的分蘖数分别只有F1N1和F1N2的52.7%和49.7%。由表1可以看出，栽培方式对植株分蘖数终值的影响极为显著。

2.3 不同处理水稻叶片SPAD值变化趋势

从图3可以看到，水稻叶片SPAD值在水稻生长后期会逐渐减少，在移栽方式下，施用缓释肥的处理（N2）SPAD值比施常规肥（N1）的处理能够更长时间维持在一个较高的水平。由表1可以看出，不同施肥类型和栽培方式对最终SPAD的影响均极显著。

图3 不同处理水稻叶片SPAD值变化趋势

2.4 不同处理水稻叶面积指数变化趋势

从图4可以可出，相同栽培条件下，施缓释肥的处理（N2）比施常规肥的处理（N1）叶面积指数高；相同施肥条件下，移栽方式（F1）的水稻叶面积指数高于直播方式（F2）；其中，F1N2处理水稻全生育期叶面积指数均高于其他处理，比F2N2平均高1.09。由表1可知，栽培方式对植株最终叶面积指数的影响显著（P<0.05）。

表1 不同处理水稻最终株高、分蘖数、叶绿素SPAD值、叶面积指数及产量差异性分析（F值）

图4 不同处理水稻叶面积指数变化趋势

2.5 不同处理水稻产量对比

从图5中可以看出，不管是移栽（F1）还是直播（F2），施缓释肥的处理（N1）均比施常规肥处理（N2）的产量更高；在施常规肥（N1）条件下，移栽方式（F1）水稻产量比直播方式（F2）高5.4%；在施缓释肥（N2）条件下，移栽方式（F1）水稻产量比直播方式（F2）高13.3%。F1N2处理水稻产量为7 536 kg/hm2，比F1N1、F2N1分别高21.2%和28.2%。由表1可知，不同栽培类型对水稻产量影响达到显著水平。

图5 不同处理水稻产量对比

3 结论与讨论

本试验结果表明，缓释肥及移栽对水稻的株高、分蘖数和叶面积指数均有促进作用：“移栽+缓释肥”的处理水稻全生育期株高均高于其他处理，在黄熟期达到127.6 cm，极显著高于其他处理，较“直播+缓释肥”的处理高13.0%；“移栽+缓释肥”处理的水稻分蘖数要高于其他处理，在黄熟期为12.4个/丛，比“直播+缓释肥”处理高出4.7个/丛，差异达到极显著水平；“移栽+缓释肥”处理水稻叶面积指数在全生育期内均高于其他处理，且比“直播+缓释肥”处理高出1.09；各处理水稻叶绿素SPAD值差距较小，但移栽和施缓释肥能够显著减缓水稻叶绿素下降，生育后期叶绿素SPAD值维持在较高水平。“移栽+缓释肥”处理水稻产量为7 536 kg/hm2，比“直播+缓释肥”高13.3%，比“移栽+常规肥”“直播+常规肥”处理分别高21.2%和28.2%。

水稻直播具有省工、节本、高效等优点，但是由于生育前期根系分布浅，生产中存在着对强风、暴雨等不利气象状况抵抗能力差、植株倒伏风险大、稳产性差以及杂草危害严重等弊端。本文研究表明，移栽与缓释肥相耦合对水稻的产量增加效果最为明显，然而，随着社会发展及农村劳动力的减少，简化水稻栽培，减轻劳动强度越来越重要[13]，水稻栽培方式已由单一的传统移栽发展为移栽、直播、抛秧、机插等多种栽种方式并存的新局面[14-15]。直播与缓释肥耦合兼具减少劳动力和增产的优势，符合社会发展的需求，接下来将开展多种栽培方式与不同类型缓释肥耦合对提升水稻产量及环境友好等相关研究，进一步优化水稻种植经营模式。