徐 萱 沈 鑫 董園園 李新宇 沈家禾

（1.常州市金壇區(qū)農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣服務(wù)站 江蘇常州213200；2.常州市金壇區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣中心 江蘇常州213200；3.常州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 江蘇常州213000）

水稻是常州市第一大糧食作物，常年種植面積穩(wěn)定在80 萬畝，是保障全市糧食安全的重中之重。 近年來常州市水稻高產(chǎn)栽培技術(shù)一直位于全省前列，并在全國率先實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化， 具有深厚的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。 但水稻超高產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，往往采用的是高投入高產(chǎn)出模式， 每畝化肥純氮施用量在20 kg 以上，化肥當(dāng)季利用率僅為30%~35%，造成了農(nóng)業(yè)面源污染等生態(tài)環(huán)境問題。 另外水稻種植季出現(xiàn)的人工短缺、成本上升問題也越來越突出，亟需尋找省工節(jié)本的機(jī)械化輕簡種植模式來替代傳統(tǒng)的種植模式。

本試驗(yàn)研究旨在通過農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，示范推廣水稻精量、精準(zhǔn)施肥技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)水稻全生育期施肥減量減次，形成具有常州地方特色的水稻機(jī)械化綠色輕簡側(cè)深施肥技術(shù)體系，為促進(jìn)農(nóng)民節(jié)本增效增收，保障全市糧食生產(chǎn)安全，推動(dòng)水稻“綠色輕簡、產(chǎn)出高效、資源節(jié)約”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)基本概況

試驗(yàn)于2020 年5～12 月在常州市金壇區(qū)朱林鎮(zhèn)沙湖農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社基地內(nèi)進(jìn)行。 金壇區(qū)地處江蘇省南部，屬北亞熱帶季風(fēng)區(qū)，四季分明，雨量充沛，年降水量1 063.5 mm，日照充足，日照率46%；年平均氣溫15.3℃，無霜期228 d；年平均濕度78%。 沙湖農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社位于金壇區(qū)朱林鎮(zhèn)沙湖村， 基地占地規(guī)模637 畝，合作社具有商品化育供秧、土地耕翻、機(jī)插、施肥、植保、收割及糧食烘干等一條龍機(jī)械化服務(wù)能力，農(nóng)機(jī)服務(wù)面積超過1.2 萬畝。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 供試作物 水稻品種鎮(zhèn)糯19號（審定編號：蘇審稻201312）。

1.2.2 供試機(jī)械 插秧施肥一體機(jī)、高地隙植保機(jī)。

1.2.3 供試肥料 常州市大地肥業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的普通三元復(fù)合肥（NPK 比例為 15∶15∶15）、金壇水稻專用配方肥（NPK 比例為 18∶7∶10、15∶5∶15）、普通尿素（46%）、含硅葉面肥。

1.2.4 供試土壤 水稻土，土壤肥力中等偏上。 前茬作物為小麥。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5 個(gè)大田處理。 其中處理1 為常規(guī)施肥，施用肥料為普通的三元復(fù)合肥（15∶15∶15）和尿素， 水稻全生育期內(nèi)3 次施肥均采用常規(guī)的高地隙植保機(jī)撒施。 處理2 施用肥料為金壇區(qū)水稻專用配方肥（NPK 比例有 18∶7∶10、15∶5∶15 2 種）及尿素，基肥通過插秧施肥一體機(jī)在栽插的同時(shí)側(cè)深施入根系3～4 cm 處，分蘗肥及穗肥采用高地隙植保機(jī)撒施。處理3 在處理2 的肥料運(yùn)籌基礎(chǔ)上，另外結(jié)合病蟲防治施用 4 次含硅葉面肥（每次 150~200 g，兌水 25 kg）。 處理 4 施用肥料為新型水稻配方肥（20∶10∶15）及尿素，3 次施肥方式均同處理2。處理5 施用肥料為高濃度緩釋肥（26∶9∶13），水稻全生育期僅施肥 1 次，通過插秧施肥一體機(jī)在栽插的同時(shí)一次性側(cè)深施入。 各處理具體肥料運(yùn)籌及用量見表1，氮、磷、鉀養(yǎng)分含量（折純）見表2。

表1 不同機(jī)械化施肥處理水稻施肥方式及肥料運(yùn)籌

表2 不同機(jī)械化施肥處理水稻肥料用量（折純）（單位：kg/畝）

試驗(yàn)采用大田種植方式，田塊面積在3.45~4.34 畝，不設(shè)重復(fù)。 2020 年 5 月 20 日統(tǒng)一播種，6 月 12 日移栽并施基肥。 6 月24 日、7 月31 日分別撒施分蘗肥、穗肥。 7 月 22 日、8 月 4 日、8 月 16 日、9 月 3 日、9 月14 日分別噴灑農(nóng)藥防病治蟲。 各處理除基肥施肥方式及肥料用量不同外，其他田間管理措施一致。

1.4 樣品采集與測定

10 月26 日采集具有代表性的水稻植株樣品進(jìn)行考種測產(chǎn)。 11 月3 日采用半喂入式收割機(jī)實(shí)產(chǎn)實(shí)收，測算實(shí)際畝產(chǎn)量。 11 月5 日按照“S”型路線采集0～20 cm 耕層土壤用于測定其理化性狀及養(yǎng)分含量。其中土壤pH 用電位法測定， 有機(jī)質(zhì)用硫酸-重鉻酸鉀法測定， 全氮用半微量凱氏法測定， 全磷用氫氟酸-高氯酸消化法-鉬藍(lán)比色法測定，全鉀用氫氟酸-高氯酸消化-火焰光度法測定，速效氮用擴(kuò)散皿法測定， 速效磷用碳酸氫鈉法測定， 速效鉀用乙酸銨提取-火焰光度法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 機(jī)械化輕簡施肥對水稻產(chǎn)量的影響

從圖1 可以看出， 不同機(jī)械化施肥處理下水稻的理論及實(shí)際產(chǎn)量也有所不同。 從實(shí)際產(chǎn)量來看，4 個(gè)采用插秧施肥一體機(jī)側(cè)深施肥的處理水稻實(shí)際產(chǎn)量均高于處理1 常規(guī)撒施， 其中處理2 與常規(guī)施肥相比，機(jī)械化施肥次數(shù)減少1 次，在總氮含量降低24%、 總養(yǎng)分含量降低43%的情況下， 水稻畝產(chǎn)達(dá)613.7 kg/畝，增產(chǎn)率為9.3%，減肥效果顯著。 水稻為喜硅作物，處理3 在處理2 的基礎(chǔ)上，水稻全生育期結(jié)合病蟲防治施用4 次含硅葉面肥， 使得產(chǎn)量比常規(guī)施肥1 增加106.0 kg/畝，比處理2 增加53.4 kg/畝，增產(chǎn)效果明顯且并未給農(nóng)戶增加施肥及用工負(fù)擔(dān)。處理4 總氮、總養(yǎng)分含量分別比常規(guī)施肥減少19%、34%，畝產(chǎn)達(dá)582.8 kg/畝，比常規(guī)施肥持平略高。處理5 采用高濃度緩釋肥料，全生育期僅在插秧的同時(shí)側(cè)深施肥一次，免去分蘗肥和穗肥的施用，大大減輕了種田大戶中后期的施肥管理壓力，其氮肥與總養(yǎng)分均比處理1 常規(guī)施肥減少34%，水稻畝產(chǎn)達(dá)672.3 kg/畝，實(shí)現(xiàn)了水稻肥料施用減量減次， 機(jī)械化輕簡施肥的效果非常明顯。

圖1 不同機(jī)械化施肥處理水稻理論及實(shí)際產(chǎn)量

水稻考種數(shù)據(jù)表明（表3），處理1 常規(guī)施肥的水稻穗長、每穗實(shí)粒數(shù)顯著高于其他處理，但有效穗數(shù)偏低，出米率在5 個(gè)處理中最低。處理2、處理3 有效穗數(shù)、千粒重顯著高于處理1，是其高產(chǎn)的主要因素，且2 個(gè)處理出米率均高于處理1，但穗長及每穗實(shí)粒數(shù)較低。 處理4 有效穗數(shù)及每穗實(shí)粒數(shù)優(yōu)勢不明顯，制約了其產(chǎn)量的提升。 處理5 千粒重排名第2 位，出米率最高。5 個(gè)處理的實(shí)際產(chǎn)量以稻谷統(tǒng)計(jì)和以大米量統(tǒng)計(jì)高低順序均為處理5>處理3>處理2>處理4>處理1。

表3 不同機(jī)械化施肥處理產(chǎn)量構(gòu)成統(tǒng)計(jì)

2.2 機(jī)械化輕簡施肥對水稻種植成本及效益的影響

由表4 可知，田租金、種子、育秧、耕軋磨田、農(nóng)藥、收割運(yùn)輸6 項(xiàng)成本各處理投入一致，肥料、人工、機(jī)械、烘干及精米加工5 項(xiàng)成本存在差異。 其中肥料成本處理1 常規(guī)施肥最高，為 162.8 元/畝，處理2 因肥料用量的減少，肥料成本也下降至96.5 元/畝，處理3因投入含硅葉面肥，成本較處理2 增加28.8 元/畝，處理5 肥料成本為137.5 元/畝，主要在于目前市場上緩釋肥料價(jià)格明顯高于普通復(fù)合肥和尿素。 處理5 免施分蘗肥及穗肥， 施肥人工成本比處理1 低17.3 元/畝，機(jī)械成本也下降26 元/畝， 處理2～處理4 機(jī)械成本則比處理1 減少6 元/畝， 主要因?yàn)榉痔Y肥僅使用尿素一種肥料，減少了機(jī)械施肥次數(shù)。 這3 個(gè)處理施肥人工低于常規(guī)施肥9.6 元/畝， 但由于機(jī)械化側(cè)深施肥插秧速度相對較慢， 使得栽插人工成本高于常規(guī)施肥6.5 元/畝， 最終3 個(gè)處理人工成本略低于常規(guī)施肥處理。 烘干價(jià)格、精米加工價(jià)格均為0.2 元/kg，各處理烘干及精米成本跟產(chǎn)量呈正相關(guān)， 處理5 最高，處理1 最低。綜合以上水稻種植成本，5 個(gè)處理高低順序分別為處理1>處理3>處理5>處理4>處理2。

表4 不同機(jī)械化施肥處理水稻種植成本統(tǒng)計(jì)（單位：元/畝）

試驗(yàn)田收獲的水稻全部加工成大米出售， 價(jià)格1.23 元/kg。

圖2 為各處理水稻種植畝效益及畝凈收益統(tǒng)計(jì)結(jié)果。與處理1 常規(guī)機(jī)械撒施相比，4 個(gè)側(cè)深施肥處理下水稻種植效益均有所提高。 其中處理5 緩釋肥（側(cè)深施肥）最高，畝效益及畝凈收益分別為2 421.3 元/畝、663.0 元/畝，其次為處理 3 配方肥（側(cè)深施肥）+葉面肥，處理4 的提升幅度最小。

圖2 不同機(jī)械化施肥處理水稻種植收益

2.3 機(jī)械化輕簡施肥對土壤理化性狀的影響

通過對收獲后的土壤采樣檢測發(fā)現(xiàn)， 各處理0～20 cm 耕作層土壤含水率及pH 差異不大，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀及速效磷鉀含量均為處理1 常規(guī)施肥最高。處理2～處理4 全氮及堿解氮含量降低，可能與其施氮量下降有關(guān)。 處理5 施氮量最低，但水稻收獲后土壤中全氮含量僅次于處理1，堿解氮含量為5 個(gè)處理中最高，這說明緩釋肥養(yǎng)分釋放速率緩慢，釋放期較長，在作物的整個(gè)生長期都可以為水稻生長提供養(yǎng)分。 處理2～處理5 磷鉀用量明顯下降， 土壤中全磷、全鉀及速效磷、速效鉀含量雖然低于處理1，但其速效磷含量均在19 mg/kg 以上， 速效鉀含量均在145 mg/kg 以上， 已達(dá)到金壇區(qū)區(qū)域測土配方施肥養(yǎng)分豐缺指標(biāo)中磷鉀含量的高等水平， 并不影響水稻對磷鉀元素的吸收利用。 土壤電導(dǎo)率（EC）是反映土壤電化學(xué)性質(zhì)和肥力特性的基礎(chǔ)指標(biāo)。 檢測數(shù)據(jù)表明后4 個(gè)處理的電導(dǎo)率明顯高于處理1，說明機(jī)械化側(cè)深施肥方式能夠提升根際土壤的水溶性鹽含量，為水稻根系提供更充足的養(yǎng)分離子（表5）。

表5 不同機(jī)械化施肥處理土壤理化性狀及養(yǎng)分含量

2.4 機(jī)械化輕簡施肥對肥料利用效率的影響

由表 6 可知， 氮肥農(nóng)學(xué)利用率 （NAE）（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-無氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量； 氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN）（kg/kg）=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量； 氮肥貢獻(xiàn)率（NCR）（%）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-無氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮區(qū)產(chǎn)量×100。3 個(gè)氮肥利用效率指標(biāo)均隨著施氮量的降低而提高。 說明相比處理1 機(jī)械化撒施普通三元復(fù)合肥， 處理2～處理5 通過機(jī)械化側(cè)深施肥方式， 施用專用水稻配方肥或新型緩釋肥等，能夠有效提高肥料利用率，起到了機(jī)械化輕簡高效施肥的預(yù)期效果。

表6 不同機(jī)械化施肥處理氮肥利用效率

3 結(jié)論與討論

傳統(tǒng)水稻施肥以撒施為主， 而常州地處長三角地區(qū)，雨水較多。 水稻基肥撒施、表施或在移栽期大水大肥引起肥料流失的風(fēng)險(xiǎn)很大。 國內(nèi)外大量研究表明， 采用深施肥和根際集中施肥方式可顯著提高肥料當(dāng)季利用率。

側(cè)深施肥技術(shù)在水稻機(jī)插秧時(shí)， 配套側(cè)深施肥裝置同步完成開溝、施肥、覆泥等作業(yè)，能夠在秧苗側(cè)深處定位、定量、均勻施肥，不僅減少了施肥工序、人工、化肥投入，而且提高了機(jī)械化生產(chǎn)水平，真正實(shí)現(xiàn)水稻全程機(jī)械化輕簡施肥。

本試驗(yàn)研究結(jié)果同樣表明，基于側(cè)深施肥的“一次性基肥”或“一基兩追”機(jī)械化輕簡施肥模式，水稻全生育期較常規(guī)撒施可減少機(jī)械作業(yè)1～4 次， 減少氮肥用量19%～34%，提高水稻產(chǎn)量20 kg/畝以上，增加農(nóng)戶種植收益170 元/畝 （種植收益以銷售大米4.9 元/kg 統(tǒng)計(jì)）以上。 水稻全程機(jī)械化輕簡施肥技術(shù)具有施肥用量少、作業(yè)次數(shù)少、肥料利用率高、作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等顯著優(yōu)勢。

水稻側(cè)深施肥技術(shù)對田塊條件、農(nóng)機(jī)裝備、肥料品種、操作水平等方面要求較高。 首先，作業(yè)田塊應(yīng)確保前茬作物秸稈切碎均勻拋撒還田， 整地后適當(dāng)沉實(shí)1~3 d。 其次，機(jī)具運(yùn)轉(zhuǎn)正常，排肥通道順暢，施肥量調(diào)節(jié)精準(zhǔn)可靠。 第三，肥料應(yīng)選用氮磷鉀配比合理、粒型整齊、硬度適宜、吸濕少、不黏不結(jié)塊的品種，粒徑以 2～5 mm 為宜。 第四，每天結(jié)束作業(yè)后，應(yīng)做好肥箱、濾網(wǎng)、排肥部件、排肥管道等的清潔工作。