羅 剛,孫明亮,薛城洋,徐 曙,陳開(kāi)平,盧麗娟
(江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司新洋分公司,江蘇射陽(yáng)224314)
水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一,也是單位面積產(chǎn)量最高的糧食作物。我國(guó)水稻以27%的種植面積貢獻(xiàn)了38%的糧食作物總產(chǎn)[1],全國(guó)有超過(guò)60%的人口以水稻為主食。我國(guó)以世界18.5%的水稻種植面積產(chǎn)出了世界近28%的稻谷總量[2],遙居世界首位,不僅為我國(guó)農(nóng)民增收,還為我國(guó)乃至世界的糧食安全和生態(tài)安全作出重大貢獻(xiàn)。水稻栽培技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步是水稻產(chǎn)量提高的重要推力之一,而肥料的施用也是水稻栽培技術(shù)體系內(nèi)的重要環(huán)節(jié)之一。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,簡(jiǎn)稱FAO)統(tǒng)計(jì),肥料對(duì)世界糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率超過(guò)40%,對(duì)我國(guó)農(nóng)作物的貢獻(xiàn)率為40.8%[3]。自20 世紀(jì)80 年代以來(lái),隨著肥料投入的逐年增加,增產(chǎn)幅度卻逐年降低,肥料的報(bào)酬率驟減[4]。在此背景下,測(cè)土配方施肥技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,該技術(shù)通過(guò)現(xiàn)有檢測(cè)手段,對(duì)耕地土壤進(jìn)行全方位檢測(cè),包括土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、多種礦質(zhì)元素含量及pH 值等,再根據(jù)不同土質(zhì)條件、相關(guān)作物的產(chǎn)量潛力和養(yǎng)分綜合管理要求,優(yōu)化氮、磷、鉀等養(yǎng)分配比,有效促進(jìn)大量元素與微量元素配合,調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾,最終實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收[5-6]。但在當(dāng)前技術(shù)水平、服務(wù)質(zhì)量、小戶經(jīng)營(yíng)等條件的限制下,該技術(shù)推廣速度緩慢。本試驗(yàn)在前人研究基礎(chǔ)上,根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分狀況,通過(guò)減氮增施磷鉀的方法,探明其對(duì)當(dāng)?shù)刂髟运酒贩N分蘗發(fā)生、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量等性狀的影響,為當(dāng)?shù)販y(cè)土配方施肥技術(shù)的推廣提供一定的數(shù)據(jù)支撐。
試驗(yàn)地設(shè)在江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司新洋分公司新星生產(chǎn)區(qū)2 大隊(duì)N8 號(hào)田(120.28°E、33.68°N,16 008 m2)、新西生產(chǎn)區(qū)27 大隊(duì)S4 號(hào)田(120.29°E、33.64°N,80 040 m2)。前茬作物為小麥,土壤類型為沙壤土,肥力中等,地勢(shì)平坦,排灌方便。
供試水稻品種南粳5718,由江蘇神農(nóng)大豐種業(yè)科技有限公司提供。2019 年6 月19 日移栽,密度為2.5 萬(wàn)穴/667 m2,基本苗11.9 萬(wàn)株/667 m2。糯稻99-25,由安徽天豐種業(yè)有限公司提供。2019 年6 月10 日移栽,密度為2.1 萬(wàn)穴/667 m2,基本苗9.7 萬(wàn)株/667 m2。
供試肥料:尿素(N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥46.4%),購(gòu)自山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司;復(fù)合肥(N、P2O5、K2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為15%),購(gòu)自江蘇中東化肥股份有限公司;二銨(N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%,P2O5為46%),購(gòu)自甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司。
2 大隊(duì)N8 號(hào)田為南粳5718 肥料試驗(yàn),N8E 8 004 m2為測(cè)土配方,N8W 8 004 m2為常規(guī)施肥;27大隊(duì)S4 號(hào)田為糯稻99-25 的肥料試驗(yàn),S4E 40 020 m2為測(cè)土配方,S4W 40 020 m2為常規(guī)施肥。
表1 測(cè)土配方施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)kg/667 m2
1.4.1 莖蘗動(dòng)態(tài)定點(diǎn)調(diào)查。移栽后詳細(xì)調(diào)查基本苗,每隔7 d 調(diào)查葉齡和莖蘗數(shù)(主莖和分蘗的總和)。
1.4.2 葉面積調(diào)查。抽穗期詳細(xì)調(diào)查水稻植株各部位葉片的葉面積,有效分蘗的葉片為有效葉,其最上3 張葉片為高效葉,并計(jì)算葉面積指數(shù)。計(jì)算公式:葉面積=待測(cè)葉葉長(zhǎng)×待測(cè)葉葉寬×校正系數(shù)0.75;葉面積指數(shù)=地上部總?cè)~面積/土地面積。
1.4.3 產(chǎn)量調(diào)查。成熟期詳細(xì)調(diào)查穗粒結(jié)構(gòu),并割方測(cè)產(chǎn)。單穴庫(kù)容量=單穴總穎花量×飽粒千粒質(zhì)量。
以Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖表繪制,用t-檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。
由圖1 可知,南粳5718 測(cè)土配方施肥處理的莖蘗數(shù)從分蘗初期便高于常規(guī)處理,并一直保持優(yōu)勢(shì),其中測(cè)土配方處理的高峰苗較常規(guī)處理增加8.02%,至8 月21 日,測(cè)土配方處理的有效莖蘗數(shù)較常規(guī)處理增加5.26%。
由圖2 可知,糯稻99-25 測(cè)土配方施肥處理的莖蘗動(dòng)態(tài)與南粳5718 幾乎保持一致,測(cè)土配方施肥處理的水稻莖蘗數(shù)均高于常規(guī)施肥處理,其中測(cè)土配方施肥處理的高峰苗較常規(guī)施肥處理增加10.12%,至8 月21 日,測(cè)土配方施肥處理的水稻有效莖蘗數(shù)較常規(guī)處理增加4.32%。
圖2 測(cè)土配方施肥對(duì)糯稻99-25 莖蘗動(dòng)態(tài)的影響
由表2 可知,糯稻99-25 測(cè)土配方施肥處理水稻在抽穗期的高效葉面積、有效葉面積、葉面積指數(shù)和庫(kù)容量均高于常規(guī)施肥處理,增幅分別為16.61%、19.51%、19.47%、10.78%。t- 檢驗(yàn)顯示處理間庫(kù)容量的差異達(dá)顯著水平(P<0.05),高效葉面積、有效葉面積和葉面積指數(shù)的差異均未達(dá)顯著水平。
表2 測(cè)土配方施肥對(duì)糯稻99-25 源庫(kù)的影響
由表3 可知,南粳5718 測(cè)土配方施肥處理的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均高于常規(guī)施肥處理,增幅分別為10.44%、5.34%。在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面,測(cè)土配方施肥處理的穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量均高于常規(guī)施肥處理,增幅分別為4.89%、0.09%、5.55%,測(cè)土配方處理的結(jié)實(shí)率低于常規(guī)施肥處理,降幅0.32%。t檢驗(yàn)表明,測(cè)土配方處理和常規(guī)施肥處理間理論產(chǎn)量達(dá)極顯著差異(P<0.01),實(shí)際產(chǎn)量達(dá)顯著差異(P<0.05),千粒質(zhì)量達(dá)顯著差異(P<0.05),穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率的差異均未達(dá)顯著水平。
表3 測(cè)土配方施肥對(duì)南粳5718 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響
由表4 可知,糯稻99-25 測(cè)土配方處理的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均高于常規(guī)施肥處理,增幅分別為8.21%、2.50%。在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面,測(cè)土配方處理的穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量均高于常規(guī)施肥處理,增幅分別為2.34%、1.63%、0.02%、3.97%。t-檢驗(yàn)表明,測(cè)土配方處理和常規(guī)施肥處理間千粒質(zhì)量達(dá)極顯著差異(P<0.01),實(shí)際產(chǎn)量達(dá)顯著差異(P<0.05),理論產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率的差異均未達(dá)顯著水平。
表4 測(cè)土配方施肥對(duì)糯稻99-25 產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響
由表5 可知,從產(chǎn)量來(lái)看,南粳5718 和糯稻99-25 的測(cè)土配方處理較常規(guī)施肥處理分別增加73.33、63.33 kg/667 m2,收入分別增加175.99、202.66元/667 m2。在肥料成本和額外農(nóng)機(jī)成本上,南粳5718 和糯稻99-25 的測(cè)土配方處理較常規(guī)處理分別增加33.33、16.64 元/667 m2。扣除成本,南粳5718 和糯稻99-25 的測(cè)土配方處理較常規(guī)處理的凈效益分別為142.66、186.02 元/667 m2。
表5 測(cè)土配方施肥對(duì)2 種水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響
在莖蘗動(dòng)態(tài)方面,測(cè)土配方施肥處理對(duì)南粳5718 和糯稻99-25 的影響差異較小,其莖蘗數(shù)從分蘗初期至有效分蘗終止期均高于常規(guī)施肥處理,并最終提高穗數(shù)4.89%。
葉面積指數(shù)和單位面積庫(kù)容量是衡量作物源庫(kù)數(shù)量與質(zhì)量的重要指標(biāo)。測(cè)土配方施肥處理在抽穗期的葉面積指數(shù)、庫(kù)容量分別較常規(guī)施肥處理增幅19.47%、10.78%,為高產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。
在產(chǎn)量方面,測(cè)土配方施肥處理的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量分別較常規(guī)施肥處理增幅8.21%、2.50%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來(lái)看,測(cè)土配方施肥處理促進(jìn)產(chǎn)量增加的主要途徑是提高了穗數(shù)(2.34%)和千粒質(zhì)量(3.97%),對(duì)穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的影響不大。
測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范自2000 年提出,2005年開(kāi)始全面推廣[7-8],經(jīng)過(guò)了20 年的發(fā)展,已在全國(guó)各地處處開(kāi)花[9]。江蘇省研制的“測(cè)土配方施肥專家系統(tǒng)”已覆蓋全省行政區(qū)域,通過(guò)觸按相應(yīng)按鈕,便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能,還可以選擇地點(diǎn),放大或縮小地圖,屏幕上便會(huì)顯示該地區(qū)的衛(wèi)星照片,點(diǎn)擊某塊條田后,便會(huì)自動(dòng)彈出施肥方案推薦卡,從推薦卡中可以清楚地看出,土壤中相關(guān)養(yǎng)分含量、目標(biāo)產(chǎn)量及對(duì)應(yīng)的施肥方案,還可以通過(guò)調(diào)整目標(biāo)產(chǎn)量來(lái)選用不同的施肥方案。當(dāng)前,還可以通過(guò)短信、手機(jī)APP、微信公眾號(hào)來(lái)獲取這些信息。
本試驗(yàn)表明,前期減氮增施磷鉀肥,能夠促進(jìn)水稻分蘗,保證其穗數(shù)優(yōu)勢(shì),能夠顯著提高葉面積指數(shù),大大增強(qiáng)植株的光合作用能力,以此提高千粒質(zhì)量,并在產(chǎn)量各因素的綜合作用下,顯著提高產(chǎn)量,最終實(shí)現(xiàn)增收。
感謝江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院專家于洪喜對(duì)本地區(qū)土壤進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)并提供詳細(xì)的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù),特別感謝江蘇省鹽城農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所專家王升指導(dǎo)配置本研究的測(cè)土配方方案,并感謝江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司東辛分公司在試驗(yàn)設(shè)計(jì)和過(guò)程中提供的幫助。