程建平+嚴華生+張旅峰+章桃娟+趙鋒+陳少愚+張國忠+游愛兵

摘要：采用緩釋肥100%撒施、緩釋肥100%機施、緩釋肥80%機施、習慣施肥和無氮處理，研究了機械定位施肥節(jié)氮精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性。結果表明，在水稻生長中后期緩釋肥100%機施處理和80%機施處理的單穴植株地上部干重、水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b的含量、水稻倒一葉和倒二葉葉綠素SPAD值高于習慣施肥處理。緩釋肥100%機施處理和80%機施處理較習慣施肥分別增產9.50%和8.20%。緩釋肥機械定位施用比習慣施肥極顯著提高氮肥的農學利用率，同等用肥量條件下提高3.84 kg/kg。

關鍵詞：水稻；機械定位施肥；產量；生育特性

中圖分類號：S513.062 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）17-4008-04

Effects of the Mechanical Precise Hill-drop Drilling and Located Depth-fertilization on Characteristics of Growth and Yield of Rice

CHENG Jian-ping1， YAN Hua-sheng2， ZHANG Lv-feng3， ZHANG Tao-juan3， ZHAO Feng1，CHEN Shao-yu1，ZHENG Guo-zhong4， YOU Ai-bing5

（1.Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement， Wuhan 430064， China；

2.Agricultural Technology Extension Center of Huangzhou District of Huanggang City in Hubei Province， Huanggang 438021， Hubei， China；

3.Agricultural Technology Extension Center of Xishui Country in Hubei Province， Xishui 438200， Hubei， China；

4.College of Engineering and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070， China；

5.Hubei Institute of Agricultural Machinery Engineering Research and Design，Wuhan 430068， China）

Abstract：The characteristics of yield formation and the growth of rice under the mechanical precise hill-drop drilling and located depth-fertilization were studied with comparing 100% conventional slow-release fertilizer broadcasting， 100% located depth-fertilization and mechanical precise hill-drop drilling，80% located depth-fertilization and mechanical precise hill-drop drilling， the conventional fertilizer treatment， zero nitrogen located depth-fertilization and mechanical precise hill-drop drilling treatment. The results showed that in the late period of rice growth， dry weight of shoot per hill， the leaf chlorophyll a content and chlorophyll a+b content， and the leaf SPAD content of the flag and second top leaves of rice with 100% located depth-fertilization and mechanical precise hill-drop drilling， 80% located depth-fertilization and mechanical precise hill-drop drilling were higher than that of the conventional fertilizer treatment. Compared with 100% conventional slow-release fertilizer broadcasting the yield of 100% located depth-fertilization and mechanical precise hill-drop drilling，80% located depth-fertilization and mechanical precise hill-drop drilling were increased by 9.50% and 8.20% respectively. Nitrogen agronomy efficiency of rice with the mechanical precise hill-drop drilling and located depth-fertilization was increased significantly， with increase of 3.84 kg Valley/kg N under the same ferlizer level.

Key words：rice； precision hill-drop drilling； yield；growth characteristics

水稻直播省工省力，是美國、澳大利亞、意大利等發(fā)達國家主要采用的種植方式[1，2]，日本采用機械直播及側條施肥技術，比普通直播稻增產5%～10%；比普通移栽稻省工360～400 h/hm2，增加經濟效益1 285元/hm2，節(jié)省成本15%～20%，同時可提高肥料利用率[3，4]。近年來，隨著農村勞動力向第二、第三產業(yè)的轉移和國家對農業(yè)投入的重視，我國水稻種植機械化水平有了較大的提高，對水稻直播機械化技術進行了研究與推廣應用。隨著高產抗倒伏稻種的育成和高效無公害除草劑的成功研制，我國機播面積不斷擴大，2006年機播面積435.28 km2，占2006年機械栽植面積的16.77%[5-10]。羅錫文等[11，12]針對直播水稻的倒伏和全苗問題，成功研制出水稻精量穴直播機。水稻精量穴直播機可同步進行開溝、起壟和播種，壟面上的播種溝增加了水稻根系的入土深度，解決了一般直播稻播種在泥面上而根系入土較淺容易倒伏的問題；每穴可調播種量為3～10粒，行距可選，穴距可調，可控制水稻高產栽培的播種量和基本苗數[13]。同時，水稻機械精量穴直播在產量上較人工撒播和手插等其他種植方式具有明顯的優(yōu)勢，這主要是由于采用精量栽培模式，利于田間通風透光和群體個體間的協(xié)調生長，有利于優(yōu)化直播稻的群體結構，利于高質量群體的建成，并進而獲得高產穩(wěn)產，是目前農村適宜推廣的一種輕簡化高產高效栽培模式[14-18]。

本研究重點研究高效緩釋復合肥在目前農業(yè)機械化過程中節(jié)肥栽培的可行性及價值，同時與國內農業(yè)機械研制同步，以實現播種、除草和施肥同時完成，為新型農機具的研制提供節(jié)肥栽培理論和技術上的支撐。

1 試驗設計與方法

1.1 試驗地點

試驗于2010年5～9月在湖北省咸寧市咸安區(qū)丁泗鎮(zhèn)試驗田進行。試驗田土壤有機質24.14 g/kg，pH 5.57，堿解氮162.50 mg/kg，速效磷12.16 mg/kg，速效鉀71.21 mg/kg，土壤肥力中等。試驗田交通方便，灌排條件完善。

1.2 試驗設計

試驗所用材料為常規(guī)優(yōu)質一季晚稻晚秈98（國標一級），供試肥料品種為施可豐緩釋型復合肥（N-P-K=24-10-14），試驗用直播機為華南農業(yè)大學研制成功的2BD-10型水稻精量穴直播機。

試驗設計了5個處理，分別為緩釋肥100%撒施處理（750 kg/hm2，習慣撒施，簡稱100%撒施）、緩釋肥100%機施處理（機械定位5～7 cm土層深施，750 kg/hm2，播種施肥同時進行，簡稱100%機施）、緩釋肥80%機施處理（機械定位5～7 cm土層深施，600 kg/hm2，播種施肥同時進行，簡稱80%機施）、習慣施肥處理（以習慣施氮量N180 kg/hm2為準，習慣撒施尿素391.35 kg/hm2、過磷酸鈣625.05kg/hm2和氯化鉀174.00kg/hm2。尿素底肥占70%，在三葉一心后追施30%；過磷酸鈣全部基施；鉀肥基施和追施各50%，簡稱習慣施肥）和無氮處理（不施氮肥，磷鉀肥用量與100%撒施處理一致，用過磷酸鈣、氯化鉀補足，習慣撒施，簡稱不施氮）。3次重復，隨機排列。各小區(qū)面積長、寬分別為40、7.8 m（小區(qū)面積312 m2）。區(qū)間起20 cm高、30 cm寬的埂隔離，溝寬30 cm，埂上覆膜，實行單獨排灌。土壤肥力均勻、且附近無障礙設施和其他人為影響（如未堆積肥料，前幾季作物未做過肥料試驗）。各處理均于6月4日統(tǒng)一機械精量穴直播。機播密度為20 cm×18 cm，每穴播芽谷3～4粒。出苗7 d內對定點調查取樣的的秧苗查苗補缺，發(fā)現缺苗死苗及時進行移栽，保證苗數、秧苗素質和密度完全一致。其他管理同當地水稻高產栽培的大田生產管理。

1.3 測定指標與方法：

1）植株地上部分干重和收獲指數的測定。在分蘗期、孕穗期、抽穗揚花期、成熟期等不同生育時期每處理取3株代表性植株，將植株地上部分按莖、鞘、葉、穗分開，于105 ℃烘箱中殺青30 min，在80 ℃下烘干至恒重，冷卻至室溫后用1/1000電子天平稱取干重。

2）葉綠素含量和SPAD的測定。按乙醇提取法測定：取0.2 g鮮葉剪碎，放入研缽中，加入2～3 mL 95%乙醇和少量石英砂，研磨成勻漿，再加入10 mL 95%乙醇，繼續(xù)研磨至組織變白，靜置3～5 min。過濾到25 mL的棕色容量瓶中，直至濾紙和殘渣中無綠色時定容，搖勻。以5%乙醇為空白，在波長665、649和470 nm下測定吸光度，計算葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量和葉綠素總量，并計算Chla/Chlb。用SPAD-502型葉綠素儀測定頂部倒數第一、第二片完全展開葉片SPAD值，每處理重復10次。

3）經濟性狀測定和氮肥農學利用率計算。谷粒成熟時，去邊行后，每小區(qū)以5點取樣法取樣，每個樣點連續(xù)取10穴，共50穴，統(tǒng)計每穴有效穗數。根據其平均值取有代表性的植株10穴，測定水稻各經濟性狀，包括有效穗數、每穗粒數、結實率、千粒重。同時，在每小區(qū)去除保護行后進行機械實收，計算實際產量。氮肥農學利用率（Nitrogen Agronomy Efficiency，AE）為施氮肥與不施氮肥每公頃水稻實際產量之差與施氮水平之比，即：

AE=（YN-Y0）/FN

1.4 數據處理

試驗數據均采用Excel 2003軟件進行計算、繪圖；采用DPS數據處理系統(tǒng)（Data Processing System）統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對不同生育時期直播稻地上部分干重的影響

不同處理在分蘗期（7月24日）、孕穗期（8月13日）、抽穗揚花期（8月25日）、成熟期（9月20日）等不同生育時期的單穴地上部分干重均以100%機施處理最大，不施氮處理最?。▓D1）。其中，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的單穴地上部分干重較習慣施肥處理分別提高12.98%和4.26%、18.18%和16.64%。在水稻生長中后期100%機施處理和80%機施處理的單穴植株地上部分干重高于其他處理，可能是因為機械定位施肥保持水稻生長期養(yǎng)分的穩(wěn)定供應，提高分蘗能力，改善了水稻個體的生長發(fā)育條件。

2.2 不同處理對直播稻葉綠素含量和葉綠素SPAD值的影響

圖2和圖3為不同處理在孕穗期（8月13日）、抽穗揚花期（8月25日）、成熟期（9月20日）等不同生育時期的水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b的含量。試驗結果表明，在生育中后期的水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b均以100%機施處理最大，不施氮處理最小。其中，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的葉綠素a含量較習慣施肥分別提高8.62%和7.27%、62.95%和62.35%，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的葉綠素a+b含量較習慣施肥分別提高19.54%和13.15%、63.96%和66.22%。在水稻生長中后期100%機施處理和80%機施處理的葉綠素a和葉綠素a+b含量高于其他處理，也可能是因為機械定位施肥保持水稻生長期養(yǎng)分的穩(wěn)定供應，改善了水稻個體的生長發(fā)育條件。

圖4中不同處理不同生育時期直播稻葉綠素SPAD值與圖2和圖3中水稻葉片葉綠素a、葉綠素a+b的含量有相同的趨勢，在生育中后期的水稻倒一葉和倒二葉葉綠素SPAD值均以100%機施處理最大，不施氮處理最小。其中，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的水稻倒一葉葉綠素SPAD值較習慣施肥分別提高6.48%和5.54%、26.60%和38.28%，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的水稻倒二葉葉綠素SPAD值較習慣施肥分別提高7.24%和6.24%、38.47%和49.91%。從田間觀察也得到驗證，機械施肥100%用量的處理比等量習慣施肥處理葉色濃綠，即使減氮20%使用量情況下，葉色看不出明顯差異。

2.3 不同處理對直播水稻產量的影響

不同處理下的直播水稻產量與產量構成因素結果（表1）表明，100%機施處理的實際產量最高，80%機施處理的實際產量次之，100%機施處理和80%機施處理的實際產量較習慣施肥的實際產量分別增9.50%和8.20%；理論產量也以100%機施處理最高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的理論產量差異不顯著，但較習慣施肥增產達顯著水平，100%機施處理和80%機施處理的理論產量較習慣施肥分別增20.98%和19.12%，較不施氮增產達極顯著水平。從產量的構成來看，100%機施處理單位面積的有效穗數較其他處理顯著提高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的有效穗數較習慣施肥分別增22.05%和8.47%；100%機施處理的每穗粒數最高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的每穗粒數較習慣施肥分別增12.12%和10.32%；100%機施處理較其他處理結實率極顯著降低，但80%機施處理較習慣施肥差異未達到顯著水平。

可見，機械施肥100%用量的處理比等氮用量習慣施肥處理產量顯著增加，即使在減量施肥20%的情況下，仍比等施肥量習慣施肥處理高。機械定位施肥省肥可在一定程度上提高單位面積的有效穗數和每穗粒數。

2.4 不同處理對氮農學利用率的影響

不同處理下直播稻氮肥農學利用率的結果（圖5）表明，緩釋肥機械定位施用比習慣施肥極顯著提高氮肥的農學利用率，同等用肥量條件下提高3.84 kg/kg，增幅37.69%。可見，機械定位施肥明顯提高氮肥的農學利用率，適度減少氮肥用量并機械定位深施更有利于氮肥農學利用率的提高。

3 結論與討論

采用不同處理研究了機械定位施肥節(jié)氮精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性。結果表明，在水稻生長中后期100%機施處理和80%機施處理的單穴植株地上部分干重、水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b的含量、水稻倒一葉和倒二葉葉綠素SPAD值高于習慣施肥處理。100%機施處理和80%機施處理較習慣施肥分別增產9.50%和8.20%。緩釋肥機械定位施肥比習慣施肥極顯著提高氮肥的農學利用率，同等用肥量條件下提高3.84 kg/kg，適度減少氮肥用量并機械定位深施有利于氮肥農學利用率的提高。

此次研究結果為2010年1年的試驗結果，由于水稻一生中自始至終貫穿著水稻與環(huán)境條件、群體與個體及個體內部各器官間的矛盾，在不同栽培條件下機械定位施肥節(jié)氮精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性有待進一步研究。同時，機械定位施肥節(jié)氮空間有多大、機械定位施用緩釋肥與普通復合肥間是否有差異等問題值得深入研究。

參考文獻：

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[18] 程建平，羅錫文，樊啟洲，等.不同種植方式對水稻生育特性和產量的影響[J].華中農業(yè)大學學報，2010，29（1）：1-5.

2.2 不同處理對直播稻葉綠素含量和葉綠素SPAD值的影響

圖2和圖3為不同處理在孕穗期（8月13日）、抽穗揚花期（8月25日）、成熟期（9月20日）等不同生育時期的水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b的含量。試驗結果表明，在生育中后期的水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b均以100%機施處理最大，不施氮處理最小。其中，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的葉綠素a含量較習慣施肥分別提高8.62%和7.27%、62.95%和62.35%，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的葉綠素a+b含量較習慣施肥分別提高19.54%和13.15%、63.96%和66.22%。在水稻生長中后期100%機施處理和80%機施處理的葉綠素a和葉綠素a+b含量高于其他處理，也可能是因為機械定位施肥保持水稻生長期養(yǎng)分的穩(wěn)定供應，改善了水稻個體的生長發(fā)育條件。

圖4中不同處理不同生育時期直播稻葉綠素SPAD值與圖2和圖3中水稻葉片葉綠素a、葉綠素a+b的含量有相同的趨勢，在生育中后期的水稻倒一葉和倒二葉葉綠素SPAD值均以100%機施處理最大，不施氮處理最小。其中，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的水稻倒一葉葉綠素SPAD值較習慣施肥分別提高6.48%和5.54%、26.60%和38.28%，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的水稻倒二葉葉綠素SPAD值較習慣施肥分別提高7.24%和6.24%、38.47%和49.91%。從田間觀察也得到驗證，機械施肥100%用量的處理比等量習慣施肥處理葉色濃綠，即使減氮20%使用量情況下，葉色看不出明顯差異。

2.3 不同處理對直播水稻產量的影響

不同處理下的直播水稻產量與產量構成因素結果（表1）表明，100%機施處理的實際產量最高，80%機施處理的實際產量次之，100%機施處理和80%機施處理的實際產量較習慣施肥的實際產量分別增9.50%和8.20%；理論產量也以100%機施處理最高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的理論產量差異不顯著，但較習慣施肥增產達顯著水平，100%機施處理和80%機施處理的理論產量較習慣施肥分別增20.98%和19.12%，較不施氮增產達極顯著水平。從產量的構成來看，100%機施處理單位面積的有效穗數較其他處理顯著提高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的有效穗數較習慣施肥分別增22.05%和8.47%；100%機施處理的每穗粒數最高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的每穗粒數較習慣施肥分別增12.12%和10.32%；100%機施處理較其他處理結實率極顯著降低，但80%機施處理較習慣施肥差異未達到顯著水平。

可見，機械施肥100%用量的處理比等氮用量習慣施肥處理產量顯著增加，即使在減量施肥20%的情況下，仍比等施肥量習慣施肥處理高。機械定位施肥省肥可在一定程度上提高單位面積的有效穗數和每穗粒數。

2.4 不同處理對氮農學利用率的影響

不同處理下直播稻氮肥農學利用率的結果（圖5）表明，緩釋肥機械定位施用比習慣施肥極顯著提高氮肥的農學利用率，同等用肥量條件下提高3.84 kg/kg，增幅37.69%。可見，機械定位施肥明顯提高氮肥的農學利用率，適度減少氮肥用量并機械定位深施更有利于氮肥農學利用率的提高。

3 結論與討論

采用不同處理研究了機械定位施肥節(jié)氮精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性。結果表明，在水稻生長中后期100%機施處理和80%機施處理的單穴植株地上部分干重、水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b的含量、水稻倒一葉和倒二葉葉綠素SPAD值高于習慣施肥處理。100%機施處理和80%機施處理較習慣施肥分別增產9.50%和8.20%。緩釋肥機械定位施肥比習慣施肥極顯著提高氮肥的農學利用率，同等用肥量條件下提高3.84 kg/kg，適度減少氮肥用量并機械定位深施有利于氮肥農學利用率的提高。

此次研究結果為2010年1年的試驗結果，由于水稻一生中自始至終貫穿著水稻與環(huán)境條件、群體與個體及個體內部各器官間的矛盾，在不同栽培條件下機械定位施肥節(jié)氮精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性有待進一步研究。同時，機械定位施肥節(jié)氮空間有多大、機械定位施用緩釋肥與普通復合肥間是否有差異等問題值得深入研究。

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2.2 不同處理對直播稻葉綠素含量和葉綠素SPAD值的影響

圖2和圖3為不同處理在孕穗期（8月13日）、抽穗揚花期（8月25日）、成熟期（9月20日）等不同生育時期的水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b的含量。試驗結果表明，在生育中后期的水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b均以100%機施處理最大，不施氮處理最小。其中，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的葉綠素a含量較習慣施肥分別提高8.62%和7.27%、62.95%和62.35%，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的葉綠素a+b含量較習慣施肥分別提高19.54%和13.15%、63.96%和66.22%。在水稻生長中后期100%機施處理和80%機施處理的葉綠素a和葉綠素a+b含量高于其他處理，也可能是因為機械定位施肥保持水稻生長期養(yǎng)分的穩(wěn)定供應，改善了水稻個體的生長發(fā)育條件。

圖4中不同處理不同生育時期直播稻葉綠素SPAD值與圖2和圖3中水稻葉片葉綠素a、葉綠素a+b的含量有相同的趨勢，在生育中后期的水稻倒一葉和倒二葉葉綠素SPAD值均以100%機施處理最大，不施氮處理最小。其中，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的水稻倒一葉葉綠素SPAD值較習慣施肥分別提高6.48%和5.54%、26.60%和38.28%，100%機施處理和80%機施處理在抽穗揚花期和成熟期的水稻倒二葉葉綠素SPAD值較習慣施肥分別提高7.24%和6.24%、38.47%和49.91%。從田間觀察也得到驗證，機械施肥100%用量的處理比等量習慣施肥處理葉色濃綠，即使減氮20%使用量情況下，葉色看不出明顯差異。

2.3 不同處理對直播水稻產量的影響

不同處理下的直播水稻產量與產量構成因素結果（表1）表明，100%機施處理的實際產量最高，80%機施處理的實際產量次之，100%機施處理和80%機施處理的實際產量較習慣施肥的實際產量分別增9.50%和8.20%；理論產量也以100%機施處理最高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的理論產量差異不顯著，但較習慣施肥增產達顯著水平，100%機施處理和80%機施處理的理論產量較習慣施肥分別增20.98%和19.12%，較不施氮增產達極顯著水平。從產量的構成來看，100%機施處理單位面積的有效穗數較其他處理顯著提高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的有效穗數較習慣施肥分別增22.05%和8.47%；100%機施處理的每穗粒數最高，80%機施處理次之，100%機施處理和80%機施處理的每穗粒數較習慣施肥分別增12.12%和10.32%；100%機施處理較其他處理結實率極顯著降低，但80%機施處理較習慣施肥差異未達到顯著水平。

可見，機械施肥100%用量的處理比等氮用量習慣施肥處理產量顯著增加，即使在減量施肥20%的情況下，仍比等施肥量習慣施肥處理高。機械定位施肥省肥可在一定程度上提高單位面積的有效穗數和每穗粒數。

2.4 不同處理對氮農學利用率的影響

不同處理下直播稻氮肥農學利用率的結果（圖5）表明，緩釋肥機械定位施用比習慣施肥極顯著提高氮肥的農學利用率，同等用肥量條件下提高3.84 kg/kg，增幅37.69%?？梢姡瑱C械定位施肥明顯提高氮肥的農學利用率，適度減少氮肥用量并機械定位深施更有利于氮肥農學利用率的提高。

3 結論與討論

采用不同處理研究了機械定位施肥節(jié)氮精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性。結果表明，在水稻生長中后期100%機施處理和80%機施處理的單穴植株地上部分干重、水稻葉片葉綠素a和葉綠素a+b的含量、水稻倒一葉和倒二葉葉綠素SPAD值高于習慣施肥處理。100%機施處理和80%機施處理較習慣施肥分別增產9.50%和8.20%。緩釋肥機械定位施肥比習慣施肥極顯著提高氮肥的農學利用率，同等用肥量條件下提高3.84 kg/kg，適度減少氮肥用量并機械定位深施有利于氮肥農學利用率的提高。

此次研究結果為2010年1年的試驗結果，由于水稻一生中自始至終貫穿著水稻與環(huán)境條件、群體與個體及個體內部各器官間的矛盾，在不同栽培條件下機械定位施肥節(jié)氮精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性有待進一步研究。同時，機械定位施肥節(jié)氮空間有多大、機械定位施用緩釋肥與普通復合肥間是否有差異等問題值得深入研究。

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