郭夏宇 蘇卓黃思娣 龍繼銳*
(1湖南雜交水稻研究中心,長沙410125;2湖南省隆回縣農(nóng)業(yè)局,湖南 隆回422200;第一作者:50699847@qq.com;*通訊作者:longjr518@126.com)
超級雜交稻是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的重要成果,作為水稻高產(chǎn)的代表,在過去的十幾年里,其產(chǎn)量實現(xiàn)了從10.5 t/hm2到13.9 t/hm2的增長,在保障我國糧食安全中起到了不可替代的作用[1]。有研究表明,超級雜交稻產(chǎn)量的充分發(fā)揮與土肥條件、栽培措施、生態(tài)環(huán)境密切相關(guān),而肥料是超級雜交稻持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)的重要因素[2-4]。由此可見,以肥料為主體的栽培措施在超級雜交稻實現(xiàn)超高產(chǎn)過程中有著重要作用。
為適應超級雜交稻生長發(fā)育特征的要求,挖掘超級雜交稻超高產(chǎn)潛力,我國肥料企業(yè)相繼開展了相應的配套攻關(guān)研究,研制形成了高效復合肥、有機復合肥、緩釋復合肥、含微量元素水溶復合肥等不同類型的復合肥,以復合肥為核心的施肥技術(shù)體系已成為超級雜交稻生產(chǎn)的主流施肥技術(shù)[5-6]。因此,本著驗證與評價不同類型復合肥在超級雜交稻中的應用效果,本研究以Y兩優(yōu)2號為材料,研究4種不同類型復合肥對超級雜交稻生長發(fā)育、物質(zhì)生產(chǎn)及產(chǎn)量的影響,以為超級雜交稻大面積生產(chǎn)的肥料選擇提供參考與指導。
本試驗在湖南雜交水稻研究中心本部進行。試驗區(qū)土壤基本理化性狀(0~20 cm)為:pH值6.0,水解性氮 195.3 mg/kg,有效磷 8.8 mg/kg,速效鉀 112.5 mg/kg,有機質(zhì)40.8 g/kg。供試超級雜交稻組合為Y兩優(yōu)2號,由湖南雜交水稻研究中心提供。
供試肥料有:緩釋復合肥,總養(yǎng)分≥40%,N 20%、P2O58%、K2O 12%;硅溶復合肥,總養(yǎng)分≥50%,N 20%、P2O515%、K2O 18%;有機復合肥,總養(yǎng)分≥35%,N 18%、P2O58%、K2O 9%;普通復合肥(本地常用),總養(yǎng)分≥48%,N16%、P2O516%、K2O 16%;微生物菌劑肥。
試驗共設5個處理:①CK(普通復合肥);② 硅溶復合肥;③ 緩釋復合肥;④ 有機復合肥;⑤ 微生物菌劑肥(微生物菌劑+普通復合肥)。小區(qū)試驗設計,3次重復。小區(qū)面積112.5 m2,共15個小區(qū)。各處理按N 210 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、K2O 210 kg/hm2施肥,各小區(qū)施肥總量如表1所示。
除緩釋復合肥一次性施用外,其他肥料按基肥、蘗肥、穗肥、粒肥比例分別為40%、20%、30%、10%的原則確定施用方法,微生物菌劑肥按照每次150 g/667 m2用量隨基肥、蘗肥、穗肥、粒肥進行噴施,共4次。
表1 不同肥料品種的用量 (kg/112.5 m2)
圖1 不同處理對Y兩優(yōu)2號分蘗的影響
于2016年5月18日播種,10月11日收割。采用塑料軟盤半旱式育秧,每孔播2粒谷,每667 m2播足60盤,按20 cm×30 cm的規(guī)格移栽,每667 m2插1.11萬叢,每叢2~3根苗。秧苗栽插密度相同,田間管理措施一致。
1.4.1 分蘗數(shù)
每個處理定點連續(xù)10叢秧苗(秧苗素質(zhì)及苗數(shù)應基本一致),每4 d調(diào)查1次,直至穗期。高峰苗期、黃熟期調(diào)查高峰苗數(shù)、有效穗數(shù),方法同基本苗調(diào)查。
1.4.2 葉片SPAD值
在分蘗盛期、孕穗期、乳熟期及成熟期用葉綠素儀(SPAD-502)測定最后1片完全展開葉的SPAD值,每小區(qū)測定30片葉,取平均值。
1.4.3 干物質(zhì)累積量
秧苗移栽后,每小區(qū)在分蘗期、孕穗期、乳熟期及成熟期取含平均莖(穗)數(shù)的植株3株,去掉地下部后洗凈,置于105℃下殺青15 min,再在70℃下烘干至恒質(zhì)量,稱量。
1.4.4 產(chǎn)量及經(jīng)濟性狀
于收獲前調(diào)查各處理的平均有效穗數(shù),并選取代表性的稻株5叢,測定平均穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重。每小區(qū)單收單曬,計算單位面積產(chǎn)量,各重復總計后平均折合實際產(chǎn)量。
采用Excel、DPS軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析。
從圖1可以看出,各處理分蘗整體趨勢基本一致,最高分蘗數(shù)都出現(xiàn)在7月19日左右,但由于不同肥料品種在配方(氮、磷、鉀配比)上的不同,對Y兩優(yōu)2號分蘗的影響也不同。相較于對照,施用有機復合肥、硅溶復合肥的處理分蘗發(fā)生早且快,且分蘗數(shù)明顯增多,增“庫”效果顯著,其中,施用硅溶復合肥的處理水稻單株平均最高分蘗數(shù)達到26.6個,比對照的21.3個高出5.3個。緩釋復合肥由于養(yǎng)分釋放較慢,分蘗前期增蘗效果較差,但隨著水稻進入分蘗盛期以及養(yǎng)分的持續(xù)釋放,其增蘗效果明顯高于對照。施用微生物菌劑肥的處理相較對照略微增長,最高分蘗數(shù)為21.8。各處理分蘗成穗率結(jié)果為:微生物菌劑肥(65.1%)>有機復合肥(63.2%)>普通復合肥(61.5%)>緩釋復合肥(59.3%)>硅溶復合肥(58.6%);各處理最終成穗數(shù)結(jié)果為:有機復合肥(16.0個/株)>硅溶復合肥(15.6個/株)>緩釋復合肥(14.8個/株)>微生物菌劑肥(14.2個/株)>普通復合肥(13.1個/株)。各處理最終的成穗數(shù)均高于對照,在養(yǎng)分用量保持一致的基礎(chǔ)上,各供試肥料均有效提高了水稻群體的生物量。其中,施用有機復合肥的處理相較對照每株增加分蘗2.9個,整個生育期該處理的水稻群體表現(xiàn)為分蘗增長迅速,高峰苗多且后期保持群體能力較強,成穗率高。
光合作用是植株生長發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ),而葉綠素直接參與光合作用,所以葉綠素的含量對植物的生長發(fā)育具有重要意義。表2結(jié)果表明,各處理葉片SPAD值在分蘗期到達最高值后逐漸減低。其中,施用硅溶復合肥的處理在分蘗盛期至成熟期葉片SPAD值都顯著高于對照,這與其配方中氮元素所占比例大有直接關(guān)系。施用有機復合肥和緩釋復合肥的處理在分蘗期與對照相差不大,但孕穗期至成熟期均顯著高于對照。施用微生物菌劑肥的處理整個生育期只略高于對照,差異不大。
表3結(jié)果表明,與對照相比,各處理都不同程度的增加了水稻各生育期的物質(zhì)積累量。其中,施用硅溶復合肥和有機復合肥的處理在全生育均顯著高于對照,成熟期的增幅分別為5.7%、12.2%;施用緩釋復合肥的處理在水稻生長前期并沒有表現(xiàn)出很強的物質(zhì)積累能力,但隨著水稻生長進入灌漿期后,顯著增加了物質(zhì)積累量,成熟期增幅為10.4%;施用微生物菌劑肥的處理物質(zhì)生產(chǎn)較對照小幅增高,但沒達到顯著水平,成熟期增幅為2.6%。
表2 不同處理對Y兩優(yōu)2號葉片SPAD值的影響
表3 不同處理對Y兩優(yōu)2號干物質(zhì)生產(chǎn)的影響(g/m2)
表4 不同處理對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
表5 不同處理間水稻產(chǎn)量比較
從表4可以看出,施用有機復合肥的處理有效穗數(shù)和總穗粒數(shù)均顯著高于對照;施用緩釋復合肥的處理每穗粒數(shù)、實粒數(shù)和千粒重在各處理中均最高,但其有效穗數(shù)較少,這與前期養(yǎng)分釋放較慢有關(guān);施用硅溶復合肥的處理有效穗數(shù)顯著高于對照,但其他幾個產(chǎn)量構(gòu)成性狀與對照相比并沒有達到顯著水平。在同樣施用普通復合肥的前提下,微生物菌劑肥對于有效穗數(shù)和結(jié)實率的提高有著顯著影響,其他產(chǎn)量構(gòu)成因素無明顯變化。
從表5可見,不同處理產(chǎn)量從大到小依次為:有機復合肥>緩釋復合肥>硅溶復合肥>微生物菌劑肥>普通復合肥。其中,施用有機復合肥的處理、施用緩釋復合肥的處理及施用硅溶復合肥的處理比對照分別增產(chǎn)9.1%、8.0%和6.7%,達極顯著水平;施用微生物菌劑肥的處理比對照增產(chǎn)13.6 kg/667 m2,未達顯著水平。
我國化肥資源貧缺,優(yōu)化資源配置、提高肥料利用率對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展極為重要,根據(jù)作物生產(chǎn)特性及對養(yǎng)分需求的特點,開發(fā)適合于特定作物的專用肥、配方肥是未來復合肥的發(fā)展方向[5-6]。
本試驗結(jié)果表明,在等養(yǎng)分用量的條件下,供試的復合肥中,以施用有機復合肥的處理表現(xiàn)最佳。施用期間表現(xiàn)出了肥力均勻,田間中后期不脫肥的特點,施用后植株生長旺盛,分蘗能力強,有效穗多,籽粒飽滿,對超級雜交稻有極為明顯的增產(chǎn)作用。同時,有機復合肥是將有機肥料和無機肥料混合,其中含有多種有效輔助微生物和高劑能化合物,相較于傳統(tǒng)復合肥,具有改善土壤理化性狀、增強作物抗逆能力、提高農(nóng)作物品質(zhì)等優(yōu)點[7]。
施用緩釋復合肥的處理相較于對照表現(xiàn)出了養(yǎng)分釋放持久、均勻的特點,增產(chǎn)效果顯著,且為一次性施肥,省時省力。緩釋復合肥養(yǎng)分供應量前期較少,后期充足,與作物養(yǎng)分需求曲線較接近,能較好地達到動態(tài)平衡[8]。但養(yǎng)分釋放緩慢的特點,導致超級雜交稻生長發(fā)育前期分蘗能力及干物質(zhì)積累能力較弱,相較有機復合肥處理的水稻群體稍小,略微影響了產(chǎn)量。
硅溶復合肥中含有有機硅成分,具有活化肥料,活化土壤,提高肥料利用率的特點。本試驗中,該處理增產(chǎn)效果顯著,水稻分蘗迅速,物質(zhì)積累能力強,在分蘗盛期具有最大的群體,但進入抽穗灌漿期后群體下降較快,這表明其養(yǎng)分持續(xù)供給能力相比其他供試肥料品種弱,進而影響了產(chǎn)量潛力的發(fā)揮。
施用微生物菌劑肥的處理與對照產(chǎn)量基本持平,增產(chǎn)效果不明顯,但對超級雜交稻有效穗數(shù)和結(jié)實率的提高有著顯著影響,這些都是高產(chǎn)的基礎(chǔ),其增產(chǎn)效果還需要進一步設計梯度試驗加以驗證。但已有研究證明,施用微生物菌劑肥可增加土壤中的有益微生物,增加土壤中的有效養(yǎng)分,促進各類維生素的合成以及分泌植物激素類物質(zhì),這些作用可以刺激和調(diào)節(jié)作物生長[9]。
綜上所述,本試驗條件下有機復合肥是最適宜于超級雜交稻生長發(fā)育特性的肥料品種類型,對超級雜交稻增產(chǎn)有良好的促進作用,具有較高的推廣價值。
[1]吳俊,鄧啟云,袁定陽,等.超級雜交稻研究進展[J].科學通報,2016,61(35):3 787-3 796.
[2]向鐸云,鄧正書,袁陸,等.超級雜交稻超高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].作物研究,2014,28(1):68-70.
[3]袁紅,盛浩,廖超林,等.湖南省幾種母質(zhì)類型水稻土土壤肥力特征[J].中國農(nóng)學通報,2014,30(3):151-156.
[4]龍繼銳,馬國輝,宋春芳,等.不同肥料節(jié)氮栽培對超級雜交中稻的生長發(fā)育和產(chǎn)量及氮肥效率的影響 [J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2008,29(1):112-115.
[5]彭志紅,余崇祥.我國復合肥生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].磷肥與復肥,2015,30(11):25-26.
[6]張泉貞.我國復合肥的生產(chǎn)及發(fā)展趨勢 [J].大眾科技,2014,16(1):46-47.
[7]徐慧.新型有機復合肥的生產(chǎn)與應用研究進展 [J].廣州化工,2012,40(13):32-34.
[8]祝鵬,熊昌元,姚儀敏,等.節(jié)氮20%條件下2種新型緩釋復合肥在雜交水稻上的應用效果[J].雜交水稻,2013,28(5):42-45.
[9]郭永利.微生物肥料的研究進展及應用現(xiàn)狀 [J].陜西農(nóng)業(yè)科學,2012,12(4):134-136.