水稻机插侧深施控释肥技术的氮肥减施效应

肖玉苹，覃金华，徐建强*

(1.嘉兴市农业科学研究院 桐乡农业科学研究所，浙江 桐乡 314500；2.长江大学，湖北 荆州 434025)

氮肥在水稻生产中发挥着重要作用，对水稻产量的贡献率可达40%[1]。我国稻田面积约占全球的19%，却消耗了全球30%以上的氮肥，而氮肥利用率仅为30%～35%，远低于世界平均水平[2]。氮肥过量或不合理施用不仅造成氮肥利用率降低，生产成本增加，经济效益下降，更加重了农业面源污染[3]。因此，探索适宜的氮肥用量和更为高效的施肥方式，对实现水稻高产高效、生态安全的生产目标具有重要意义。

已有的研究表明，施氮量[4]、氮肥深施[5-12]、氮肥运筹策略[13-14]、肥料类型[15-20]均会不同程度影响水稻产量的形成，其中施用控释肥、侧深施肥是实现稻谷产量效益协同提高的重要栽培措施。控释肥是一类养分缓慢释放的肥料，能满足水稻整个生长期对氮素的需求[18]，但是控释肥做底肥一次施用的效果因肥料种类、土壤质地以及生态环境不同而存在较大的差异[19-20]。机插侧深施肥技术是在机插的同时，将肥料条状施于秧苗侧3 cm、深5 cm的土壤中[11]。与传统撒施相比，侧深施肥可以提高水稻的有效穗数和穗粒数[7，14]，促进氮素吸收，提高氮素利用率和水稻产量[12]。目前，水稻机插侧深施肥技术在浙江、江苏和湖南等水稻生产区域得到大规模的推广应用[21]，而关于机插侧深施肥施控释肥条件下，不同氮肥减施方式对单季晚稻产量及效益的研究较少。

本研究立足浙北地区，以大面积推广的单季晚稻籼粳杂交稻品种甬优1540为材料，通过设置不同减氮梯度和施肥方式，比较分析机插侧深施肥施控释肥条件下水稻产量及效益的差异，以期为水稻高产高效、生态安全生产提供技术支持和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与条件

试验于2022年在浙江省桐乡市屠甸梁红粮食作物家庭农场(120°37′5.8″E，30°32′60″N，海拔4.6 m)进行，前作紫云英，供试土壤为潴育型水稻土中的黄斑田土属，粉砂质黏土，地力中等。供试土壤pH值6.8，有机质含量为21.7 g·kg-1，全氮含量为1.13 g·kg-1，有效磷含量为26.9 mg·kg-1，速效钾含量为189 mg·kg-1。

1.2 供试材料

偏早中熟籼粳杂交稻甬优1540(国审稻2015040，浙审稻2014017)主茎叶片数14～15叶，伸长节间4～5个，千粒重23.1 g；长江中下游单季晚粳稻区试送样检测整精米率70.2%，长宽比2.3，垩白粒率18%，垩白度3.0%，胶稠度75 mm，直链淀粉含量14.3%，达到食用稻部颁二等标准；长江中下游单季晚粳稻区试平均产量10.7 t·hm-2。

1.3 试验设计

试验设计5个施氮处理(表1)：CF(常规施氮，基肥采用复合肥撒施)、90%CRF1(比CF处理减氮10%，采用控释肥一次性侧深施)、90%CRF2(比CF处理减氮10%，基穗肥比例为7∶3，基肥采用控释侧深施)、80%CRF1(比CF处理减氮20%，采用控释肥一次性侧深施)、80%CRF2(比CF处理减氮20%，基穗肥比例为7∶3，基肥采用控释肥侧深施)。试验用控释肥为氯基缓控释肥(N 22%、P2O58%、K2O 12%)，由山东金正大生态工程股份有限公司生产。

表1 各处理氮肥施用

采取大区对比试验，每个处理大区面积600 m2(15 m×40 m)，3次重复。各处理用塑料薄膜覆盖的田埂隔离，四周设保护行。采用全基质叠盘暗育苗，软盘(规格58 cm×28 cm)水育秧，每盘落谷量干重90 g，采用东洋PF455S式插秧机机插，5月25日播种，6月23日移栽，栽插行株距统一为25 cm×20 cm，每丛插1～2本，叶龄为3叶。田间管理措施按机插常规栽培要求。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 茎蘖动态

每个大区连续选定10穴作为一个观察点，移栽后20 d开始观察茎蘖动态，每隔7 d观察1次，直至抽穗为止。

1.4.2 产量及其构成

于成熟期每大区调查50穴，计算有效穗数，取代表性5穴考察每穗粒数、结实率和千粒重。对每大区进行实打单收，晾晒至标准水分，去除茎秆、泥块等杂质后称重。

1.4.3 气象数据

气象数据基于浙江省桐乡国家气象观测站，自动采集水稻自播种至成熟全生育期日均温度、日最高与最低温度，日照时数和降雨量(表2)。

表2 2022年水稻各生育期气象因子数据

1.5 数据统计与分析

使用Excel 2019整理数据，由R语言(R 4.0.4)进行方差和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 侧深氮肥减施对甬优1540产量及产量构成因素的影响

如表3所示，90%CRF2和80%CRF2处理的产量显著高于CF处理，产量分别提高2.7%和1.1%；而90%CRF1和80%CRF1处理的产量显著低于CF处理，产量分别减少4.8%和9.1%，可能是由于缓控释肥一次性减量10%～20%时单季晚稻生长后期养分供应不足，影响产量。单位面积有效穗数和每穗粒数均以90%CRF2处理最高，分别比其他处理高0.7%～3.9%和0.3%～4.4%，且各处理间存在显著差异。以CF处理的结实率最高，达81.12%，并显著高于其他处理；一次性侧深施氮90%CRF1和80%CRF1处理的结实率较低，分别为79.68%和79.14%。千粒重总体表现为后期适量施用穗氮肥的处理高。

表3 不同施肥方式对甬优1540产量及其构成的影响

2.2 侧深氮肥减施对甬优1540茎蘖动态的影响

由表4可知，在分蘖盛期，侧深施肥处理群体茎蘖数均显著高于常规施肥对照，其中群体茎蘖数最高的处理为一次性侧深施氮90%CRF1和80%CRF1，分别比其他侧深施肥处理高1.0%～1.4%、0.3%～0.5%，比常规施氮CF处理分别高3.3%和2.3%。在拔节期，水稻群体茎蘖数以90%CRF1最高，其次为80%CRF1、90%CRF2和80%CRF2，且均显著高于CF处理。最终表现在茎蘖成穗率上，以多次施氮处理相对较高，3个处理间差异显著，且显著高于一次性侧深施氮处理。

表4 侧深施肥不同施肥方式对甬优1540茎蘖动态的影响

2.3 不同施氮方式的成本效益分析

本试验中，各处理除肥料成本、施肥作业成本不同外，其他农事操作费用一致。由表5可知，常规施氮的肥料投入为2 873.70元·hm-2，施控释肥的肥料成本明显增加，增幅为24.03%～40.18%；CF的施肥作业成本为900元·hm-2，分别是2次施氮和1次施氮处理的2倍和4倍；除80%CRF1外，其他施控释肥处理总成本比CF增加0.94%～1.82%。90%CRF2和80%CRF2经济效益增加，分别比CF增收7.39%和1.91%；而90%CRF1和80%CRF1的经济效益均显著低于CF。因此，机插侧深施用控释肥在减少一定量的氮肥施用情况下需追加1次穗肥可提高经济效益，实现水稻减肥增效的目的。

表5 不同施肥方式对甬优1540茎蘖动态的影响

3 结论与讨论

已有研究[8]表明，在保证结实率和千粒重稳定的情况下，提高群体颖花量(穗数×每穗颖花数)是保证水稻高产的关键。相较于传统撒施，侧深施肥具有施肥效率高、施肥位置和施肥量精准的优点。因此，侧深施肥可以促进水稻分蘖早生快发，并减少无效分蘖的产生，最终增加每平方米穗数并达到增产的目的[6，22-23]。这与本研究结果一致，本研究结果表明，90%CRF2和80%CRF2处理在氮肥分别减量10%和20%时，甬优1540的产量显著高于其他3个处理，其产量高的主要原因，一是侧深施肥处理形成较高的穗数，二是于水稻倒三叶期增施穗肥促进大穗多粒。水稻倒三叶期正是幼穗分化期，在此时增施穗肥，不仅促进分蘖成穗，提高穗数和成穗率；而且促进一次枝梗及颖花分化，增加群体颖花量，最终达到增产的目的[6，24]。

缓释肥具有养分释放速率慢，养分释放与作物需肥同步率高的特点。已有研究表明，缓释氮肥一次性施肥表现出良好的氮肥减施和稳产效应[11，20]。本研究结果表明，缓释肥减量10%、20%一次性侧深施肥时，水稻产量比CF处理减少4.8%和9.1%，虽然分蘖盛期穗数和拔节期穗数明显高于CF处理，但抽穗至成熟期穗数急剧下降，最终有效穗、每穗粒数、结实率、千粒重均低于CF处理，这可能是由于2022年水稻抽穗结实期遭遇持续罕见高温天气，造成每穗粒数和结实率减少，从而降低水稻产量[25-26]。因此，如抽穗结实期遭遇高温胁迫时，在穗分化期适当增施穗肥可显著缓解高温热害对水稻产量的影响。

在4个侧深施肥处理中，与CF处理相比，90%CRF2和80%CRF2处理不仅减少氮肥用量、提高氮肥利用率，而且实现水稻产量和经济效益的同步提高。在相同施氮量条件下，侧深施肥处理90%CRF2和80%CRF2因增施一次穗肥，其茎蘖数、茎蘖成穗率、每穗粒数、结实率、千粒重、产量及经济效益等相关指标均比90%CRF1和80%CRF1增加。因此，在机插侧深施控释肥条件下，减氮10%～20%“一基一穗”(基穗肥比例为7∶3)施肥方式，可作为一种高产高效、资源节约、环境友好的施肥方式在浙北大面积推广应用。