周興兵劉茂張力蔣鵬張林郭曉藝朱永川熊洪徐富賢*

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實驗室/作物生理生態(tài)及栽培四川省重點(diǎn)實驗室，四川德陽618000；2四川省合江縣農(nóng)業(yè)局，四川合江 646200；*通訊作者）

水稻作為我國主要的糧食作物，其氮肥消費(fèi)量占我國氮肥消費(fèi)總量的30%以上[1]。氮肥的大量施用雖然顯著提高了水稻產(chǎn)量，但同時也導(dǎo)致了氮肥利用率及土壤肥力的下降[2]，我國稻田的當(dāng)季氮肥利用率僅為20%～30%[3]。據(jù)統(tǒng)計，我國每年損失的氮量相當(dāng)于1 900多萬t的尿素，并因此造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題[4]。為此，優(yōu)化種植模式，減少過量施肥對環(huán)境造成的污染顯得尤為重要。加上人們生活水平的提高，對食品安全也提出了更高的要求。稻田養(yǎng)魚作為一種綠色種養(yǎng)模式其推廣面積呈逐年擴(kuò)大趨勢[5]，目前也已成為提高水稻單產(chǎn)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)手段[6]。而四川西南部作為我國特有的冬水田區(qū)，為稻田養(yǎng)魚提供了優(yōu)越的自然條件。在水稻生產(chǎn)中，前人對施氮量和移栽密度方面進(jìn)行了較多研究[7-12]，但對稻魚互作模式下氮肥的最佳施用量研究較少。為此，2018年筆者所在團(tuán)隊設(shè)置了本試驗，以期為冬水田區(qū)稻田養(yǎng)魚高效生產(chǎn)技術(shù)的集成提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試雜交中稻品種為蓉18優(yōu)1015（大穗型）和內(nèi)6優(yōu)103（多穗型），由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2018年在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所瀘縣基地進(jìn)行，稻田肥力中等偏上、土質(zhì)均勻。試驗采用裂區(qū)設(shè)計，以施氮量為主區(qū)，水稻品種為副區(qū)。氮肥用量設(shè) 4 個水平：N0，不施氮；N1，減氮 66.6%，施氮量 45 kg/hm2；N2，減氮 33.3%，施氮量 90 kg/hm2；CK，常規(guī)施氮，施氮量135 kg/hm2。磷、鉀肥用量各處理相同，分別為 P2O575 kg/hm2和 K2O 150 kg/hm2，氮、磷、鉀肥全部作底肥一次性施用。小區(qū)面積20 m2，3次重復(fù)，區(qū)組間走道寬80 cm，區(qū)組內(nèi)小區(qū)間走道寬35 cm。主區(qū)間用田間試驗專用塑料板隔離，塑料板高65 cm，入泥30 cm。試驗區(qū)組間四周及稻田四周挖深50 cm、寬60 cm的養(yǎng)魚溝，并在試驗田兩側(cè)距田埂2 m處挖面積為5 m×5 m、深1.5 m的魚凼各1個，養(yǎng)魚溝與魚凼互通。

表1 稻田養(yǎng)魚模式下減量施氮對雜交中稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

水稻移栽后第30 d（水稻分蘗盛期），取出各處理的塑料隔板，以便魚苗進(jìn)入養(yǎng)魚區(qū)活動。每hm2放養(yǎng)鯉魚4 500尾、鯽魚1 500尾、草魚3 000尾。按四川大面積稻田養(yǎng)魚每hm2生產(chǎn)鮮魚2 250～3 000 kg的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)。水分管理：投放魚苗前稻田保持3～5 cm水層，投放魚苗后隨著秧苗生長水層從10 cm逐漸加深到20 cm。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 最高苗數(shù)

于分蘗盛期，沿小區(qū)對角線調(diào)查20叢稻株的分蘗數(shù)，每3 d調(diào)查1次，考察最高苗數(shù)。

1.2.2 地上部干物質(zhì)量

于成熟期每小區(qū)取樣5叢，人工脫粒、烘干，計算地上部分植株干物質(zhì)量。

1.2.3 穗粒結(jié)構(gòu)

于成熟期沿小區(qū)對角線調(diào)查20叢稻株的總穗數(shù)，計算有效穗數(shù)；同時取樣5叢用于考察穗粒結(jié)構(gòu)及千粒重。

1.2.4 小區(qū)產(chǎn)量

于成熟期實收全部小區(qū)，單打單曬，并按標(biāo)準(zhǔn)含水量計算小區(qū)產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 減量施氮對雜交中稻產(chǎn)量的影響

由表1可知，稻田養(yǎng)魚模式下，大穗型品種蓉18優(yōu) 1015 產(chǎn)量以 N2 處理最高，達(dá) 9.22 t/hm2，較 CK、N1處理分別高2.8%和12.2%，與N1處理差異達(dá)顯著水平；多穗型品種內(nèi)6優(yōu)103產(chǎn)量以CK最高，達(dá)9.52 t/hm2，較 N2、N1 處理分別高 5.3%和 20.4%，與 N1 處理差異達(dá)顯著水平。說明不管是大穗型品種還是多穗型品種，稻田養(yǎng)魚模式下減氮66.6%均會導(dǎo)致水稻產(chǎn)量顯著下降。同一處理不同類型雜交中稻品種間產(chǎn)量差異較小。

2.2 減量施氮對雜交中稻產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表1可以看出，與CK相比，大穗型品種蓉18優(yōu)1015 N2、N1處理的有效穗數(shù)分別減少了 10.1%和6.5%，但差異不顯著；多穗型品種內(nèi)6優(yōu)103 N2、N1處理有效穗數(shù)分別減少了2.7%和16.4%，與N1處理差異達(dá)顯著水平。說明在稻田養(yǎng)魚模式下，大幅減少氮肥用量會造成多穗型雜交稻中稻有效穗數(shù)顯著減少。稻田養(yǎng)魚模式下，大穗型品種蓉18優(yōu)1015 N2、N1處理的結(jié)實率分別比CK增加了4.1%和6.0%，差異達(dá)顯著水平；多穗型雜交稻品種結(jié)實率以N0處理最高，3個施氮處理間的結(jié)實率差異不顯著。稻田養(yǎng)魚模式下減量施氮對雜交中稻每穗粒數(shù)和千粒重影響不顯著。

2.3 減量施氮對雜交中稻干物質(zhì)生產(chǎn)的影響

由表2可知，稻田養(yǎng)魚模式下，與不施氮處理相比，施氮處理的干物質(zhì)量顯著增加；對多穗型品種內(nèi)6優(yōu)103來說，CK的干物質(zhì)量顯著高于N1處理，說明稻田養(yǎng)魚模式下大幅度減少施氮量會導(dǎo)致其干物質(zhì)顯著降低；對大穗型品種蓉18優(yōu)1015來說，各施氮處理間干物質(zhì)量差異不顯著。稻田養(yǎng)魚模式下減量施氮對雜交中稻收獲指數(shù)影響不顯著。不同類型雜交中稻品種間的干物質(zhì)量、收獲指數(shù)差異較小。

2.4 減量施氮對雜交中稻最高分蘗和成穗率的影響

由表2還可以看出，稻田養(yǎng)魚模式下，隨施氮量的增加，雜交中稻最高分蘗呈顯著增加的趨勢，成穗率呈下降趨勢。與大穗型雜交中稻品種相比，多穗型雜交中稻品種最高分蘗平均增加了19.5%，成穗率平均降低了8.0%，說明多穗型雜交中稻品種有效穗數(shù)的增加主要依靠最高分蘗的增加。

再以表1、表2中的產(chǎn)量相關(guān)性狀對產(chǎn)量進(jìn)行通徑分析，結(jié)果（表3）看出，6個產(chǎn)量相關(guān)性狀中千粒重（X5）未入選，主要原因是8個試驗處理間千粒重的差異相對較小。其余5個因素中，直接作用以最高苗數(shù)（X1）和每穗粒數(shù)（X3）較大，間接作用以有效穗數(shù)（X2）和干物質(zhì)量（X6）的正效應(yīng)較大。表明在稻田養(yǎng)魚條件下，選擇穗粒兼顧型品種，增加苗數(shù)進(jìn)而提高有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和干物質(zhì)量是其高產(chǎn)的主攻方向。

表2 稻田養(yǎng)魚模式下減量施氮對雜交中稻干物質(zhì)和最高分蘗的影響

表3 穗粒結(jié)構(gòu)對產(chǎn)量的通徑分析

表4 稻漁模式下減量施氮度雜交中稻氮肥利用率的影響

2.5 減量施氮對雜交中稻氮肥利用率的影響

由表4可知，減量施氮對雜交中稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率的影響隨品種類型變化而改變。其中，減量施氮對大穗型雜交中稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率影響顯著，與CK相比，N2、N1處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別增加了63.2%和45.6%，差異達(dá)顯著水平。減量施氮對多穗型雜交中稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率影響不顯著。減量施氮對雜交中稻氮肥偏生產(chǎn)力有顯著影響。隨施氮量的增加，雜交中稻氮肥偏生產(chǎn)力呈顯著下降趨勢。與CK相比，N2、N1處理的氮肥偏生產(chǎn)力分別增加了74.6%、48.2%。不同類型雜交中稻品種間氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力差異較小。

3 小結(jié)與討論

有研究表明，在常規(guī)栽培模式下，氮肥減量10%和分期施用均比常量施肥明顯提高千粒重，在中高肥力土壤上減氮30%和在中低肥力土壤上減氮10%均對水稻產(chǎn)量沒有明顯影響，而氮素利用率可分別提高13.55個和6.0個百分點(diǎn)[7]。長期減氮30%或減氮50%處理對水稻產(chǎn)量無明顯減低作用，但會降低土壤中有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤中速效鉀、堿解氮的含量[8]。這與本研究結(jié)果較為一致，同時也驗證了稻魚模式下可使肥料的用量平均減少26.52%，而平均產(chǎn)量仍可比單作產(chǎn)量增加2.98%這一結(jié)論的準(zhǔn)確性[9]。而養(yǎng)魚稻田由于土壤理化性狀的改善加之魚糞腐解，可使土壤有機(jī)質(zhì)及速效氮、磷、鉀含量增加[6]，剛好彌補(bǔ)了因長期減氮施肥對土壤肥力所帶來的負(fù)效應(yīng)?？梢?，西南地區(qū)冬水田在稻魚模式下水稻減氮33%左右是切實可行的。

綜上所述，在稻田養(yǎng)魚模式下減量施氮有利于雜交中稻氮肥利用率的提高，綜合考慮水稻產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和肥料利用率等方面，減氮量以33%左右為宜，但隨著稻田養(yǎng)魚年限的增加，土壤肥力會有所提高，施氮量則應(yīng)繼續(xù)減少，但減量多少為宜尚待進(jìn)一步研究。