机插秧不同侧深施肥量对水稻生长及产量的影响

摘 要：为探索最佳的机插秧水稻侧深施肥量，设置常规侧深施肥量（450 kg/hm2）、常规侧深施肥量的80%（360 kg/hm2）及常规侧深施肥量的50%（225 kg/hm2）3个处理进行生产试验，对比3个处理下水稻生长情况及产量。试验结果表明，侧深施肥量为360 kg/hm2时，水稻茎蘖数在各个时期均多于其他处理，水稻穗粒数、产量均优于其他处理，即该侧深施肥量有利于水稻生长，可提高水稻产量。试验为机插秧水稻侧深施肥量的控制提供了一定参考。

关键词：水稻；机插秧；侧深施肥；产量；经济性状

中图分类号：S511 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2023）12-73-4

0 引言

水稻是我国最重要的粮食作物之一，在我国农业生产中占据重要地位。在我国水稻生产中，常用的施肥方式以施用基肥和多次追肥为主。这种施肥方式不仅施肥量大，肥料在土壤中的分布也不均匀，而且养分流失较多，容易造成肥料的浪费和环境的破坏，降低肥料利用率，进而降低水稻生产效益［1］。因此，改进施肥方式是提高水稻生产效益的关键途径。

水稻机插秧侧深施肥是在插秧机上加装施肥装置，将肥料施在秧苗根部侧向距离4～5 cm、深度3～5 cm的耕层中，可使返青后秧苗吸收肥料的速度更快，养分流失更少，可提高肥料利用率［2-4］。相关研究证实，与传统的施肥方式相比，采用水稻机插秧侧深施肥技术能够增加土层内水稻根系所需的氮素，在水稻秧苗期能提供足够的养分［5］，增加土壤的离子饱和度［6］，提升肥料利用率［7］。同时，由于是一次性定位、定量和均匀施肥于水稻秧苗侧下方泥土中，因而可有效改善肥料对周边水系的污染［8］，对秧苗根系的伤害也比传统施肥方式更小，能降低肥害的发生概率［9］。应用水稻机插秧侧深施肥技术还能有效降低水稻无效分蘖数量［10］及减少水稻倒伏情况，推进水稻整体发育进程［11］，增加水稻前期生长量［12］。还有研究表明，水稻机插秧侧深施肥技术能通过增加水稻收获穗数且不影响千粒质量、结实率等农艺性状，实现有效增产［13-15］。

吉安市位于江西省中部，2021年水稻机插面积为31.3万hm2，拥有水稻插秧机2 721台，建有超过22个育秧中心，水稻机械化种植力度不断加大［16-17］。目前，吉安市引入了水稻种植全过程机械化技术，包括栽培机械化技术［18-19］、耕整地机械化技术［20-22］、机插秧侧深施肥技术［23-24］等。其中，水稻机插秧侧深施肥技术能有效降低肥料使用量，减少农户的生产投入，节省劳动力，已在当地水稻生产中得到了不同规模的推广应用。但目前，对于精准控制水稻机插秧侧深施肥量的问题尚待研究。因此，笔者进行生产试验对比分析机插秧不同侧深施肥量对水稻生长及产量的影响，探索最佳的水稻机插秧侧深施肥量，以期为加快水稻机插秧侧深施肥技术的推广应用提供理论支撑和技术支撑。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022年在吉安市吉安县敖城镇伟凤农机服务专业合作社进行。试验地位于吉安县南部，属于亚热带季风湿润性气候区，2022年平均高温25 ℃，平均低温16 ℃，年平均降水量374.2 mm。试验地土壤为红壤土，地势平坦，地力均匀，土壤肥力中等。

1.2 试验材料

试验材料主要包括供试水稻、试验设备和供试肥料。供试水稻品种为南京香粘，属于籼型两系杂交水稻，是吉安市主栽水稻品种之一。试验设备主要有自主研发的插秧施肥一体机洋马YR60DZF（30.00 cm）和井关VP9D25（23.33 cm）型高速乘坐式插秧机，并且搭载了2FH系列水稻插秧同步精量施肥机。2FH系列水稻插秧同步精量施肥机主要是利用侧深施肥原理，通过螺杆输送方式深入施肥于泥土下方，可减少肥料流失和环境污染。供试肥料为水稻专用复合肥［m（N）∶m（P）∶m（K）=20∶12∶15］。

1.3 试验设计

试验共设置3个处理：水稻机插秧侧深施肥量为常规侧深施肥量，即450 kg/hm2（对照）；水稻机插秧侧深施肥量为常规侧深施肥量的80%，即360 kg/hm2（处理T1）；水稻机插秧侧深施肥量为常规侧深施肥量的50%，即225 kg/hm2（处理T2）。试验不设重复，共3块试验田，每块试验田面积约2 000 m2。3个处理在施用微肥、施药量和排灌水等操作上均保持一致。

试验于2022年7月16日进行水稻机插秧，水稻秧苗的行距为30 cm，株距为12 cm；于2022年11月3日对各处理试验田进行实割测产。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 水稻茎蘖数。在每块试验田选取长势较一致的4列连续20穴水稻，定点调查水稻茎蘖数，从2022年7月27日开始，每7 d调查1次，调查截至2022年9月7日。

1.4.2 水稻叶片叶绿素相对含量（SPAD）。在每块试验田随机选取10株水稻，分别在水稻抽穗期（9月17日）、灌浆期（10月7日）和成熟期（11月2日），用SPAD-502P型叶绿素仪对水稻植株最上部第一片完全展开叶进行SPAD值的测定。

1.4.3 水稻经济性状。水稻成熟后，在每块试验田随机选取9穴，测定每穴有效穗数、穗长、穗粒数、结实率、千粒质量。

1.4.4 水稻产量。水稻成熟后，在每块试验田随机选取3个约3 m2的方形测产区，每个测产区水稻收获后将杂草、昆虫等杂物挑出，将稻谷晒干后测产。

1.5 数据处理与分析

利用Excel 2003软件对数据进行整理和分析，利用SPSS 18.0软件进行方差分析和多重比较。

2 试验结果与分析

2.1 水稻机插秧不同侧深施肥量对水稻茎蘖的影响

由表1可知，从7月27日至9月7日，各处理水稻茎蘖数均呈现先增后降趋势。7月27日至8月17日，各处理水稻茎蘖数均呈上升趋势，且处理T1与其他处理均存在显著差异。8月10日水稻开始进入分蘖旺盛期，8月24日处理T1和处理T2水稻茎蘖数均达到最大值，处理T1水稻茎蘖数大于处理T2和对照（CK），各处理水稻茎蘖数存在显著差异。8月24日以后，各处理水稻茎蘖数均呈下降趋势，8月31日、9月7日处理T1水稻茎蘖数显著大于处理T2和对照（CK）。由此可见，相较于处理T2和对照（CK），处理T1能促早发，且处理T1水稻茎蘖数在各个时期均显著多于处理T2和对照（CK），说明处理T1有利于水稻分蘖的发生。除了8月24日、8月31日，在其他时期处理T2水稻茎蘖数均少于处理T1和对照（CK），可能是由于处理T2肥料减量过大，导致前期养分供应不足，使水稻生长发育迟缓。

2.2 水稻机插秧不同侧深施肥量对水稻叶片SPAD值的影响

由表2可知，抽穗期、灌浆期各处理水稻叶片SPAD值存在显著差异，处理T1水稻叶片SPAD值最高，处理T2次之，对照（CK）最低；成熟期各处理水稻叶片SPAD值不存在显著差异。

2.3 机插秧不同侧深施肥量对水稻经济性状和产量的影响

由表3可知，各处理水稻每穴有效穗数、穗长、结实率、千粒质量等经济性状不存在显著差异。处理T1水稻穗粒数显著大于处理T2和对照（CK），处理T1水稻穗粒数比对照（CK）增加约32粒，比处理T2增加约23粒，说明处理T1有利于增加水稻穗粒数，从而加大增产可能性。

由表3可知，处理T1水稻每667 m2产量最高（562.91 kg），与处理T2不存在显著差异，与对照（CK）存在显著差异。处理T1分别比处理T2、对照（CK）增产3.12%和18.56%，说明处理T1可增加水稻产量。

3 结论与讨论

已有大量研究证实，水稻机插秧侧深施肥技术比常规施肥方法更能提高肥料利用率、减少环境污染和提高水稻产量。近年来，吉安市贯彻农业绿色发展理念，部分地区（如泰和县）已推广使用水稻机插秧侧深施肥技术种植绿色水稻，有效提升了水稻产量和经济效益。但水稻机插秧侧深施肥技术在吉安市的推广应用过程中，施肥量对水稻经济性状和产量的影响尚未明确。此次试验设置不同侧深施肥量，研究不同施肥量对水稻生长和产量的影响。试验结果表明，机插秧侧深施肥量为360 kg/hm2时，水稻茎蘖数在各个时期均多于其他处理，水稻抽穗期、灌浆期叶片SPAD值均高于其他处理，水稻穗粒数、产量均优于其他处理。这说明水稻机插秧侧深施肥量为360 kg/hm2时，可形成较优的群体结构，有利于水稻生长和提高水稻产量，还能节约施肥成本，与罗翔等［25］研究结果一致。此次试验为吉安市水稻机插秧侧深施肥技术的推广提供了一定的科学依据，并且为吉安市水稻机插秧侧深施肥量的控制提供了一定参考，有助于推动当地农业绿色发展。

已有研究发现水稻产量与穗数显著相关，有效穗数对水稻产量起首要作用，穗粒数为其次［26］，超过一定量的穗数后结实率反而会下降，制约水稻高产［27］。另外，由于保持绿色的功能叶片的光合作用更强，更能保证水稻穗部的营养供给，因此水稻叶片SPAD值能作为诊断水稻氮素营养的叶色指标和用来预测水稻产量［28-29］。为实现水稻高产，水稻生产过程中要考虑有效穗数、结实率、SPAD值等产量相关性状之间的协调性。此次试验结果在一定程度上对了解水稻有效穗数、结实率、SPAD值和产量之间的量化关系提供了科学依据，但由于只进行了一季种植，所得数据和结果不够全面，因此这方面有待进一步研究。

以施用基肥和多次追肥叠加为主的常规水稻施肥方式容易导致肥料利用率低。此次试验使用高氮素缓释肥为机插水稻的完整生长发育过程提供充足的养分，减少了施肥量和施肥次数，从而达到了提高肥料利用率、减少生产成本、提升产量的目的，但是高氮肥又可能会引起氮肥过量施用问题，而氮肥施用过量易加重环境污染和氮素损失［30］。长期过量施用氮素还易使土壤养分失衡，进一步导致土壤生产力下降［31］。同时，氮素可以通过土地径流和淋溶等方式进入水体，造成水体富营养化，还可能会通过硝化作用等产生NO和N2O等温室气体，加剧温室效应［32-33］。因此，亟待在此次试验基础上进一步研究提高水稻施用缓释肥料中氮素吸收利用率的方法。这对提高水稻产量和实现农业可持续发展具有重要意义。

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