朱從樺 陳惠哲 張玉屏 向鏡 張義凱 易子豪 朱德峰

（中國水稻研究所/水稻生物學國家重點實驗室，杭州310006；第一作者：zchsicau@163.com；*通訊作者：cnrice@qq.com）

我國是水稻種植和稻米消費大國，稻米供應和需求變化與我國及全球其他國家糧食安全關系密切[1]。近年來，規(guī)?；N稻蓬勃發(fā)展，水稻生產(chǎn)季節(jié)雇工困難，生產(chǎn)成本逐年增加，急需進一步完善水稻生產(chǎn)全程機械化，提高種稻效益[2]。在水稻規(guī)?；a(chǎn)中，新型經(jīng)營主體為了進一步節(jié)約用工，施肥通常采用“一道清”模式，將整個水稻生產(chǎn)季的肥料作為基肥一次性施用，以省去后期追肥用工成本，導致肥料利用率不高、稻谷產(chǎn)量低。利用緩/控釋肥、側(cè)深施肥技術是提高氮肥利用率和稻谷產(chǎn)量最有效且最簡便的途徑[3-7]。緩/控釋氮肥具有養(yǎng)分釋放速率慢的特點，整個生育期的養(yǎng)分釋放與植株對養(yǎng)分的吸收基本同步，能夠減少后期追肥次數(shù)，節(jié)肥省工[5-6，8-9]。側(cè)深施肥技術可將養(yǎng)分精確送達根區(qū)，減少氮素損失，促進稻株吸收氮素，提高氮肥利用率和稻谷產(chǎn)量[4，10]。根區(qū)一次性施氮能夠增加養(yǎng)分在土壤中的貯存時間，肥料氮損失從73.0%降低至29.7%，氮肥表觀利用率提高22.6%～30.6%[11]。尿素、NPK復合肥深施可以提高直播稻的光合速率，減緩衰老，提高氮肥利用率和稻谷產(chǎn)量，增加經(jīng)濟效益[12]。目前我國稻田氮肥利用率僅為30%～35%，氮肥偏生產(chǎn)力遠低于泰國、菲律賓和日本等國[13-14]。

以往深施肥主要依靠人力或簡易機械設備完成，缺乏配備動力的全自動深施肥機械，更缺乏機械側(cè)深施肥對早稻生產(chǎn)及氮素利用方面的研究；并且緩釋氮肥采用機械化深施后能否進一步提高水稻產(chǎn)量和氮素利用也鮮見報道。本研究以甬秈15為材料，研究了普通尿素和緩釋尿素機械側(cè)深施用對機插早稻氮肥吸收利用、水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，旨在進一步優(yōu)化水稻機械側(cè)深施肥技術。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2017年設在浙江省金華市婺城區(qū)瑯琊鎮(zhèn)瑯新糧食合作社農(nóng)場（119.47'E，29.02'N）。試驗地土壤為沙壤土，試驗前0～25 cm土壤基本性質(zhì)為：pH值5.3、有機質(zhì) 35.0 g/kg、全氮 1.8 g/kg、速效氮 62.6 mg/kg、有效磷 12.8 mg/kg、速效鉀 85.5 mg/kg。

1.2 供試材料

供試品種為秈型常規(guī)水稻甬秈15，全生育期平均為108.7 d，系浙江省早稻主導品種。

1.3 試驗設計

試驗設置4個施氮處理：N0，無氮肥；FF，普通尿素撒施；DSF，普通尿素機械側(cè)深施；DSFS，普通尿素和緩釋尿素機械側(cè)深施，具體施肥方法詳見表1。純氮用量為180 kg/hm2。所有處理P2O5用量90 kg/hm2，作基肥施用；K2O用量為120 kg/hm2，按照基肥和穗肥各50%施用。磷肥和鉀肥在插秧時施入，氮肥按照試驗設計施用，分蘗肥在移栽后7 d撒施，穗肥在主莖倒3葉時施用。小區(qū)面積100 m2（25 m×4 m），隨機區(qū)組排列，3次重復，共12個小區(qū)。小區(qū)間筑寬為30 cm的田埂，并覆塑料膜，獨立排灌。采用基質(zhì)育秧，每盤播種量為80 g干種子。采用水稻寬窄行側(cè)深施肥插秧機（浙江錦禾農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)）插秧，機插規(guī)格為寬行33 cm、窄行17 cm，株距14 cm。前期淺水勤灌，待田間分蘗數(shù)達到預期穗數(shù)的80%時排水擱田7 d，孕穗至抽穗期采用干濕交替灌溉，收獲前7 d停止灌水；病蟲和雜草防控同當?shù)匾话阍耘啻筇铩?/p>

表1 不同處理施氮量和施肥方法

表2 早稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

表3 氮素吸收量及氮肥吸收利用率

1.4 測定項目及方法

1.4.1 葉片、莖鞘和籽粒氮積累量

在齊穗期和成熟期，每個小區(qū)按照平均分蘗數(shù)（取樣前調(diào)查30叢水稻分蘗數(shù)，并計算平均分蘗數(shù)）選取代表性植株3株，分葉、莖鞘和穗，105℃殺青30 min，80℃烘干至恒質(zhì)量，稱量后將樣品磨碎成粉過80目篩，采用濃H2SO4+H2O2消煮，用全自動凱氏定氮儀（KjeltecTM 2400，F(xiàn)OSS公司生產(chǎn)）測定其含氮量，計算氮積累量。

1.4.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

收獲前，每個小區(qū)調(diào)查30叢的有效穗數(shù)；按照平均穗數(shù)取6叢代表性植株，調(diào)查結(jié)實率、每穗粒數(shù)、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成指標，選取15 m2人工割穗，曬干后換算成標準含水量（14%），并計產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

本研究所列結(jié)果為3次重復測定值的平均值，數(shù)據(jù)采用DPS 7.05進行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對早稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表2可知，與N0處理相比，所有施氮處理的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均顯著增加；與FF處理相比，DSF和DSFS處理的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量顯著增加，增幅分別為5.2%和6.4%、5.6%和11.0%、6.3%和11.6%。

2.2 氮素吸收量及氮肥吸收利用率

從表3可知，與FF處理相比，DSF和DSFS處理齊穗期和成熟期氮素吸收量顯著提高，增幅分別為17.8%和29.6%、19.5%和28.6%；DSF和DSFS處理齊穗至成熟期氮素吸收量無顯著差異，但均顯著高于FF處理。與FF處理相比，DSF和DSFS處理的氮肥吸收利用率顯著提高。

從表4可知，氮肥偏生產(chǎn)力、氮素農(nóng)學利用率均表現(xiàn)為 DSFS＞DSF＞FF，氮素生理利用率表現(xiàn)為 DSF＜DSFS＜FF，氮素籽粒生產(chǎn)效率表現(xiàn)為 N0＞FF＞DSF＞DSFS?？梢?，側(cè)深施氮不僅可以提高水稻氮素吸收量，還能提高植株體內(nèi)氮素利用效率。

表4 水稻氮素生產(chǎn)效率與利用率的影響 （kg/kg）

3 討論

馬昕等[15]研究表明，控釋尿素機械側(cè)深施用顯著增加了水稻早期分蘗和最高分蘗數(shù)，成熟期有效穗數(shù)提高15.8%～21.1%，產(chǎn)量增加13.4%～18.7%。邢春秋等[16]研究表明，利用錦禾寬窄行側(cè)深施肥機械可以顯著提高北方寒地水稻產(chǎn)量。楊成林等[17]研究表明，采用側(cè)深施肥技術，寒地水稻產(chǎn)量顯著提高。本研究結(jié)果與前人研究基本一致，此外，與尿素按照基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶3∶2撒施相比，基肥和分蘗肥同時側(cè)深施用能顯著增加有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，進而顯著提高水稻產(chǎn)量。

水稻產(chǎn)量的高低與水稻成熟期的氮素積累量關系十分緊密，此外，水稻綠色環(huán)保生產(chǎn)中要求減少氮素損失，增加稻株氮素吸收量，提高水稻氮素利用效率。潘圣剛等[12]研究認為，側(cè)深施肥處理顯著提高了直播稻氮肥吸收利用率。稻田氮肥主要通過揮發(fā)、硝化-反硝化、徑流等途徑損失。有研究證實，氮肥深施后，氮素在土壤-水系統(tǒng)中氨的揮發(fā)、反硝化作用、表面流失以及滲漏作用等造成氮肥的損失途徑明顯減弱，氮素利用率顯著增加[4，7，17]。本研究結(jié)果也表明，與傳統(tǒng)施肥相比，機械側(cè)深施肥可以顯著提高氮肥吸收利用率，并且更加高效、省工。稻株體內(nèi)氮素高效利用直接關系到最終稻谷產(chǎn)量的高低。楊成林等[18]研究表明，側(cè)深施肥條件下，水稻氮素農(nóng)學利用效率和氮素偏生產(chǎn)力顯著增加。本研究結(jié)果中，普通尿素深施（DSF）、普通尿素和緩釋尿素混合深施（DSFS）的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥生理利用率均顯著高于普通尿素撒施處理（FF），并且DSFS處理的氮素農(nóng)學利用率顯著高于DSF處理?？梢?，普通尿素和緩釋尿素混合側(cè)深施用可以保證氮素的充足供應與稻株吸氮保持同步，增加稻株氮素積累量，提高稻株氮素利用效率，進而能夠生產(chǎn)出更多的稻谷。

4 結(jié)論

普通尿素、普通尿素和緩釋尿素混合機械側(cè)深施用處理比傳統(tǒng)撒施增產(chǎn)6.3%～11.6%，稻株氮素吸收量提高17.8%～29.6%，氮肥吸收效率增加至40.6%～48.0%，氮肥偏生產(chǎn)力提高至40.6～43.1 kg/kg。普通尿素和緩釋尿素混合機械側(cè)深施既增產(chǎn)又增效，還能減輕水稻生產(chǎn)對勞動力的依賴程度。