王 霖,于艷青
(遼寧省鹽堿地利用研究所,遼寧 盤錦 124010)
水稻的氮素利用效率與氮肥種類、施用時期、施用方法、土壤理化性狀、作業(yè)方式、氣候和作物生長狀況密切相關[1]。 氮肥按照分解速率主要分為速效氮肥及緩釋氮肥兩種,速效肥料肥效期短,在生產(chǎn)上必須分次追肥, 才能滿足作物在整個生育期對養(yǎng)分的需求,追肥時表施肥料損失量大,明顯降低肥效;緩釋肥肥效釋放慢,在水稻迅速生長時期又可能滿足不了水稻對養(yǎng)分的需求[2-4]。 混合施入后, 不同配比施入時期對氮肥利用率及產(chǎn)量影響研究較少[5,6],本文立足于遼寧濱海稻區(qū),研究緩釋氮肥與速效氮肥配合施用后, 不同配比施入時期對氮肥利用率及產(chǎn)量影響, 旨在尋求本地適宜的施肥時期, 為實現(xiàn)機插水稻精確定量施氮提供科學依據(jù)。
試驗于2016 年在遼寧省鹽堿地利用研究所新建試驗基地進行。 供試土壤為濱海鹽漬型水稻土,耕層土壤(0~15cm)含有機質(zhì)22.52g/kg、全氮1.23g/kg、堿解氮55.92 mg/kg、速效磷39.95 mg/kg、速效鉀243.93 mg/kg、全鹽1.15g/kg、pH值7.75。采用工廠化旱育苗技術培育壯秧,4月20日播種,播干種100 g/盤。 采用久保田SPW-68C手扶式插秧機于5月25日移栽, 行穴距30cm×18cm。4~5 本株/穴。其它田間管理措施按一般大田進行。
供試水稻品種鹽粳218, 全生育期158 d,15.5~16.0 片葉,為本省中晚熟水稻品種。
供試肥料:緩釋肥為喜耕田緩釋復合肥(含N 28%、P2O518.8%、K2O 8%);速效肥為:尿素(含N 46%),過磷酸鈣(含P2O518%),硫酸鉀(含K2O 50%)。
本試驗在相同條件下(施氮量:270 kg/hm2,緩釋肥均于基肥和一次蘗肥分別施入450 kg/hm2和150 kg/hm2),設置6 個處理,速效肥各時期施入比例及時期詳見表1,總體施氮比例為:A1(氮素基肥、一次蘗肥、二次蘗肥、促花肥、保花肥比例47-28-25-0-0)、A2 (47-15-25-13-0)、A3(47-25-15-13-0)、A4(47-25-15-13-0)、A5(47-25-15-13-0)和CK0(0-0-0-0-0),3 次重復,隨機區(qū)組設計,小區(qū)長20.0 m、寬4.6 m,面積92.0 m2。
表1 不同處理施肥 單位: kg/hm2
莖蘗數(shù)調(diào)查:每小區(qū)定植10 穴,分蘗中期開始,7 d 調(diào)查一次, N-n 期(N:主莖總?cè)~片數(shù)、n:伸長節(jié)間數(shù))、拔節(jié)期、齊穗期、成熟期進行普查。
光合指標調(diào)查: 以LI-6400 (LI-COR Inc.USA) 便攜式光合測定儀于齊穗期測定各處理劍葉光合速率、氣孔導度,每個處理重復測定15 次。
葉面積指數(shù)調(diào)查:分別于拔節(jié)期、齊穗期、成熟期,每個處理取3 穴有代表性植株,測定葉面積指數(shù)。齊穗期分株測定高效葉面積和低效葉面積、有效葉面積與無效葉面積。 葉面積值等于葉片長寬之積乘以系數(shù)0.75。
干物質(zhì)調(diào)查:成熟期測定籽粒和莖葉干物重。首先將莖葉、穗分開,分別裝入樣品袋,用105 ℃殺青30 min,然后在85 ℃下烘干至恒重。
室內(nèi)考種及測產(chǎn): 成熟期每個處理取具有代表性植株5 穴, 進行室內(nèi)考種, 調(diào)查每穴平均株數(shù)、株高、穗長,調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重(飽粒重)。 去邊行及調(diào)查采樣行后收獲脫谷記實產(chǎn)。
根據(jù)下列公式計算相關指標:
收獲指數(shù)=成熟期的籽粒干重/[籽粒干重+莖稈干重(包括植株地上的穗軸、莖、葉及葉鞘)]
氮肥利用率(%)=[(施肥區(qū)作物氮含量-不施氮處理氮含量)×100]/施氮量
氮肥農(nóng)業(yè)利用率(kg·kg-1)=(施肥區(qū)產(chǎn)量-不施氮處理產(chǎn)量)/施氮量
氮肥生理利用率(kg·kg-1)=(施肥區(qū)收獲時籽粒干重-不施氮處理籽粒干重)/(施肥區(qū)吸氮量-不施氮處理吸氮量
氮肥偏生產(chǎn)力(kg·kg-1)=經(jīng)濟產(chǎn)量/施氮量
采用EXCEL 對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
由表2 可知, 成熟期A4 處理的收獲穗數(shù)最高,達到393.75 萬個/hm2,比A1、A2、A3、A5 處理分別增加了11.8%、1.2%、3.1%、4.5%, 達到顯著差異。 各處理莖蘗成穗率以A3 處理最高,為72.42%, 比A1、A2、A4、A5 處理分別增加了8.7、4.2、4.3、3.1 個百分點。
由表3 和表4 可知, 各處理拔節(jié)期葉面積指數(shù)隨著施氮時期變化表現(xiàn)為A5<A4<A1<A2<A3。齊穗期隨著氮肥后移大體趨勢表現(xiàn)為先增后減,所以A2 處理葉面積指數(shù)最高, 為6.70, 比A1、A3、A4、A5 處理分別增加了9.0%、7.2%、17.8%、20.9%。 各處理齊穗期低效葉面積指數(shù)亦是隨著氮肥后移時期先增后減。 各處理齊穗期功能葉的凈光合速率隨著氮肥后移而表現(xiàn)為A3<A5<A4<A1<A2。
表2 不同處理對莖蘗及其成穗率的影響
表3 不同處理對葉面積指數(shù)的影響
表4 不同處理對光合作用的影響
由表5 可知, 齊穗期各處理的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為A1<A3<A5<A2<A4,成熟期各處理干物質(zhì)積累量以二次蘗肥于6.5 葉齡期的A4 處理最高為20.64×103kg/hm2,比A1、A2、A3、A5 處理分別增加了7.9%、1.6%、3.9%、2.6%,齊穗后干物質(zhì)積累量占籽粒產(chǎn)量的比例與A3、A5 處理間差異不顯著,但與A1、A2 處理間差異顯著
由表6 可知,A1、A2、A3、A4、A5 處理單位面積收獲穗數(shù)以A4 處理最高,表現(xiàn)為A4>A2>A3>A5>A1;各處理穎花量仍以A4 處理最高,為50 577 萬朵/hm2, 比A1、A2、A3、A5 處 理 分 別 增 加 了21.3%、14.7%、12.0%、12.0%;各處理每穗成粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重略有差異。 處理A4 單產(chǎn)10.93 t/hm2, 居首位, 與處理A1、A2 相比差異顯著,較A1、A2、A3、A5 處理分別增產(chǎn)了16.5%、10.9%、2.8%、2.0%。
由表7 可知, 成熟期A4 處理累計吸氮量193.1 kg/hm2,比A1、A2、A3、A5 處理分別增加了5.6%、3.0%、2.3%、5.3%。 氮肥利用率A4 最高,為46.03%, 比A1、A2、A3、A5 分別增加了3.9、2.1、1.7、3.7 個百分點。
表5 不同處理對干物質(zhì)積累量的影響
表6 不同處理對產(chǎn)量構(gòu)成的影響
表7 不同處理對累計吸氮量及氮肥利用率的影響
水稻傳統(tǒng)施肥方式重施分蘗期氮肥, 雖然增加了分蘗高峰期莖蘗數(shù)與齊穗期干物質(zhì)產(chǎn)量,但未增加籽粒產(chǎn)量, 并且降低了群體質(zhì)量和植株抗性,浪費了有限的資源,降低了肥料利用率,增加了生產(chǎn)成本,污染了稻谷和周邊土壤環(huán)境[1-4]。 緩釋肥可以通過調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放模式, 實現(xiàn)水稻氮素養(yǎng)分的動態(tài)平衡。已有研究證明,緩釋氮肥能顯著提高水稻氮素吸收利用,減少氨揮發(fā),減少氮的徑流淋溶和硝化-反硝化等途徑損失,延緩水稻生育根系和葉片的衰老[5]。 增施速效肥能提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì), 尤其是在水稻生育后期追施氮肥尤為重要[6-8]。
本試驗結(jié)果表明,在施氮量相同條件下,不同時期施入蘗肥以一、二次蘗肥在5.5、6.5 葉施入產(chǎn)量為最高, 其齊穗期群體葉面積指數(shù)及高效葉面積率、成熟期收獲穗數(shù)及穎花量、干物質(zhì)積累量較高,從而獲得較大產(chǎn)量和較高的氮肥利用率,雖然與其他處理相比其結(jié)實率較低, 但其收獲穗數(shù)最高, 這說明這一時期施入可以顯著提高有效穗數(shù)及穎花數(shù)的形成,優(yōu)化群體,協(xié)調(diào)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素;從肥料利用率來看,能夠明顯提高氮肥利用率和農(nóng)業(yè)利用率。