張余紅 魏先瑜 蘭漢軍 刁友 蘭吉莉 歐陽裕元,5 朱從樺,5 李旭毅,5¤

1.廣漢市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，四川德陽

2.綿竹市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，四川德陽

3.中江縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，四川德陽

4.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，四川成都

5.作物生理生態(tài)及栽培四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都

我國大部分稻作區(qū)都存在施肥量過多的問題，相較于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，我國糧食產(chǎn)投比極不平衡，稻谷種植面積3×107hm2，產(chǎn)量達(dá)21 267.6萬t，氮肥年均用量已超過2 000.0萬t。其中，水稻生產(chǎn)施肥量嚴(yán)重超標(biāo)，生產(chǎn)用量大都超過200 kg/hm2，遠(yuǎn)超植物實(shí)際需求量，但農(nóng)作物及農(nóng)業(yè)利用率卻不高，氮肥吸收利用率平均低于40%，氮肥農(nóng)學(xué)利用率平均不足13kg·kg-1[1-4]，造成資源浪費(fèi)、養(yǎng)分流失嚴(yán)重，以及環(huán)境污染等問題。

為實(shí)現(xiàn)水稻種植節(jié)肥增效，相關(guān)研究者從肥料類型選擇[5-6]、施肥方式[7-9]、品種[10]等方面開展了研究，但與高速發(fā)展的規(guī)?；?、機(jī)械化種植模式及技術(shù)不相配套，而機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)解決了這些問題。我國機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)相較于日本、韓國等水稻種植技術(shù)發(fā)達(dá)國家起步較晚，最早可追溯到二十世紀(jì)90年代，由黑龍江引進(jìn)并推廣，但由于受各種因素影響，當(dāng)時(shí)并未廣泛推行，隨后因此項(xiàng)技術(shù)成熟及政策大力扶持，在全國各地大面積推廣，截至2019年，江蘇、湖南等地推廣面積超過4×105hm2[11-15]。同時(shí)，肥料品類研究也在不斷進(jìn)步更新，控釋肥、緩釋肥提高了肥效及肥料利用率[5-6]，且機(jī)械側(cè)深施肥能減少揮發(fā)、淋失等損失[7-9]，進(jìn)一步提高了肥效。一些研究發(fā)現(xiàn)，改變施肥方式如前氮后移，致使氮肥利用率降幅達(dá)20%[16-17]，與節(jié)肥初衷相悖，另一些新品種如氮高效品種其有效穗數(shù)減少，結(jié)實(shí)率無顯著變化，不利于高產(chǎn)形成[18-19]，不適宜于大面積推廣應(yīng)用。采用機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)配套相應(yīng)的種植栽培技術(shù)可以提高肥料利用率，從而達(dá)到高產(chǎn)高效生產(chǎn)水平。

目前，在集約化、規(guī)?；男滦娃r(nóng)業(yè)經(jīng)營主體不斷出現(xiàn)，土地流轉(zhuǎn)越來越集中的發(fā)展趨勢(shì)下，機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)成為節(jié)本增收的重要手段，而機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)極大地解放了勞動(dòng)力[20-21]，減少了勞動(dòng)力成本投入；有利于肥料直達(dá)根區(qū)附近，養(yǎng)分被植株直接利用，減少了后期追肥投入；還能減少田間藻類[16]生長帶來的面源水體污染等問題，降低了農(nóng)業(yè)污染，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)增效。

1 水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 促進(jìn)水稻根系和分蘗生長

植物根系都有向肥性[21]，水稻根系生長與肥水分布有極大關(guān)系[22]。苗期階段水稻根系主要分布在土壤0～15 cm的淺層，肥料通過插秧機(jī)械施在秧苗根系側(cè)面5±0.5 cm，深度5±0.5 cm的區(qū)域，根系直接吸收肥料養(yǎng)分，有助于根系的吸收表面積、活躍面積以及根徑的增加，進(jìn)而顯著提高水稻根系的生物量、總根表面積、總根體積和平均直徑、根系總吸收面積以及活躍吸收面積，使得地上部的生物量顯著增加，植株生長健壯[23-24]。在同等條件下，機(jī)械側(cè)深施肥肥料的淺施優(yōu)于表面撒施、深施(＞10 cm)，植株的根系以及地上部生長更為健壯，促進(jìn)水稻根系及分蘗生長效果明顯。

1.2 促進(jìn)水稻物質(zhì)積累能力

相較于傳統(tǒng)施肥方式，側(cè)深施肥水稻葉片的SPAD量無顯著差異，但能增大水稻功能葉片葉面積[25]，增加光合產(chǎn)物的積累，提高植株的生物量。側(cè)深施肥減少了肥料養(yǎng)分65.00%左右的損失，增加了水稻植株對(duì)養(yǎng)分的吸收利用；較之施用穗肥處理，從拔節(jié)期到成熟期，機(jī)械側(cè)深施肥提高了10.90%的干物質(zhì)積累量；在成熟期，干物質(zhì)積累量增加10.40%，莖葉干物質(zhì)積累量提高9.25%[26]。提高植株對(duì)肥料中的氮素吸收利用，與尿素撒施相比，機(jī)械側(cè)深施肥使水稻有效穗數(shù)平均增加5.80%，穗粒數(shù)增加7.80%，產(chǎn)量提高8.90%，氮肥吸收利用率平均提高19.30%[27]。在提高土壤肥力的同時(shí)，植株生長較傳統(tǒng)施肥更健壯。

1.3 提高水稻產(chǎn)量

水稻產(chǎn)量構(gòu)成中，有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率[28]影響水稻的實(shí)際產(chǎn)量。研究顯示，肥料機(jī)械側(cè)深施用比人工撒施增產(chǎn)5.00%以上，主要原因是機(jī)械側(cè)深施肥增加了干物質(zhì)的積累量和灌漿期的輸出量，使得植株具有更高的有效穗數(shù)和穎花總量，籽粒更加飽滿，穗部干物質(zhì)積累量提高13.43%[27]，最終達(dá)到高產(chǎn)。相較于撒施，機(jī)械側(cè)深施氮肥吸收利用率平均提高19.30%，有效穗數(shù)平均增加5.80%，穗粒數(shù)增加7.80%，產(chǎn)量提高8.90%[29]。可見，機(jī)械側(cè)深施肥能促使植株高效吸收肥料營養(yǎng)，滿足水稻在各個(gè)生育時(shí)期對(duì)營養(yǎng)的需求，協(xié)調(diào)養(yǎng)分在稻株中的合理分配，促進(jìn)水稻產(chǎn)量的提高。

1.4 減少環(huán)境污染

傳統(tǒng)人工撒施，氨揮發(fā)損失平均達(dá)25.00%[30-32]，地表徑流[33]損失平均達(dá)15 kg/hm2，肥料養(yǎng)分進(jìn)入水體，造成藻類等生物迅速生長繁殖，水體變質(zhì)富營養(yǎng)化[28]等問題。側(cè)深施肥可顯著降低肥料的徑流[19]、淋失、氨揮發(fā)[10]等損失，降低了農(nóng)田肥料損失，提高了作物對(duì)肥料的吸收利用，減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生面源污染。

2 應(yīng)用效果

筆者團(tuán)隊(duì)在四川廣漢、綿竹、中江等地開展機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)示范。采用機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)，化肥平均減施15.00%左右，減少兩次施肥用工（基肥和分蘗肥）；用工成本平均降低150元/hm2，人工投入平均減少3人/hm2，減少肥料投入150元/hm2以上，水稻增收超過400元/hm2，節(jié)本增收750元/hm2以上。節(jié)本增收效果顯著，產(chǎn)投比顯著提高。示范區(qū)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益見表1。

表1 示范區(qū)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益（2019年）

3 技術(shù)要點(diǎn)

3.1 田塊的耕整

根據(jù)田塊土壤的質(zhì)地、茬口進(jìn)行合適的耕整，要做到泥土碎而平整，前茬作物秸稈細(xì)碎，不纏繞取秧爪，不影響秧苗的站立，側(cè)深施肥后泥土自然回填覆蓋。田面高度差不超過3 cm，避免田塊個(gè)別地方積水過深，影響作業(yè)。泥腳深度不小于15 cm且不多于30 cm，保證秸稈埋于土層下部且回填泥漿足夠掩埋肥料。沉漿足，沉漿時(shí)間隨土質(zhì)而定，一般情況下，沙質(zhì)土壤沉1～2 d，壤土沉1～3 d，黏土稍久，需要沉2～4 d，最終達(dá)到土壤沉實(shí)不板結(jié)，松軟度以插秧時(shí)不陷車為宜；用下落式錐形穿透計(jì)測(cè)定堅(jiān)實(shí)度，以6～10 cm為佳，田面水層保持在1～2 cm。

3.2 肥料的選擇

選用復(fù)合肥、摻混肥、配方肥，緩釋肥、控釋肥和緩控釋肥等類型肥料[9、20-21]，肥料必需養(yǎng)分比例合理，養(yǎng)分釋放速度適中，生產(chǎn)工藝好，肥料顆粒均勻，形狀呈球形，顆粒直徑2～5 mm，顆粒度≥90%。肥料的選擇還需根據(jù)水稻品種特性、土壤肥力狀況合理選擇，側(cè)深施肥較傳統(tǒng)施肥一般減施30%左右，基肥、追肥的運(yùn)籌比以（6±0.5）:（3±0.5）為宜[16]，氮、磷肥宜一次性施入，鉀肥視土壤質(zhì)地與肥力狀況而定，一次或分次施用。避免顆粒不均勻，導(dǎo)致施用過程中肥料分層，造成施肥不勻，秧苗返青慢，不能早生快發(fā)。

3.3 培育壯秧及科學(xué)施肥

選擇長勢(shì)好、苗壯、無病蟲害、根系發(fā)達(dá)的缽形毯狀育秧盤秧苗，秧齡21～30 d為宜，苗高適中，立苗好，發(fā)根力強(qiáng)；漏插率、漂秧率等都最小，機(jī)插質(zhì)量顯著優(yōu)于其他秧齡段。適宜的秧齡機(jī)插可以保證秧苗長勢(shì)好、分蘗能力強(qiáng)，分蘗數(shù)、有效穗、成穗率高，從而獲得高產(chǎn)[13-14、33]。

施肥量過少不能滿足水稻主要生育時(shí)期各階段氮素的需求，以及葉片和莖鞘的氮在結(jié)實(shí)期的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而影響千粒重、總穎花數(shù)；施肥量過高易造成水稻貪青晚熟，灌漿結(jié)實(shí)期葉片、莖鞘的氮滯留量升高，造成“源-庫-流”不通暢，氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率降低，導(dǎo)致產(chǎn)量、氮肥利用率顯著降低，不能達(dá)到高產(chǎn)水平[34]。因此，應(yīng)根據(jù)前茬作物和地力合理控制施肥量。

3.4 田間管理

側(cè)深施肥水分管理、病蟲害的防治與一般大田相同，肥料減少兩次施用，根據(jù)需要補(bǔ)施磷肥、鉀肥。值得注意的是，與同期人工移栽的秧苗相比，側(cè)深施肥封行更早，此時(shí)應(yīng)注意水分的及時(shí)排灌，防止分蘗過低或過高，從而提高有效穗數(shù)量和籽粒飽滿程度，最終實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。此外，適時(shí)收獲能使稻谷的籽粒飽滿、稻米的品質(zhì)更佳。

4 展望

隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的自我創(chuàng)新發(fā)展，水稻集約化、規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營仍需要進(jìn)一步提升標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化作業(yè)水平。水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)既能節(jié)本增效，提高水稻生產(chǎn)種植效益、產(chǎn)投比，還能減輕人力勞動(dòng)強(qiáng)度、降低人工成本投入，提高土地資源的利用率，減少對(duì)環(huán)境的不利影響，值得大面積推廣應(yīng)用。

未來需要逐步解決的問題。第一，進(jìn)一步提高機(jī)具作業(yè)效率。雖然機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)相較于傳統(tǒng)種植技術(shù)提高了水稻種植效率與效益，但作業(yè)效率需要進(jìn)一步提高，頻繁往返于田間取秧與肥料添加不利于高效作業(yè)。第二，提升與改進(jìn)機(jī)具肥料載重量及肥料品種。目前，生產(chǎn)使用的機(jī)具類型載肥量普遍不高，在40 kg左右，受機(jī)具動(dòng)力供應(yīng)與料箱容量限制，導(dǎo)致載肥量偏少，未來需擴(kuò)大肥料料箱的容積以增加載肥量，延長田間作業(yè)時(shí)間從而提高作業(yè)效率；另外，需研發(fā)新型肥料，目前市面上的機(jī)插秧側(cè)深施肥專用肥料肥效不夠持久、精確，控釋肥與緩釋肥不能準(zhǔn)確在水稻的各個(gè)關(guān)鍵生育時(shí)期釋放養(yǎng)分，造成養(yǎng)分供應(yīng)不能很好地匹配水稻生長生育期。第三，提高機(jī)具的廣適應(yīng)性。目前，我國丘陵山區(qū)的機(jī)械化生產(chǎn)普及度低，導(dǎo)致生產(chǎn)力低下，機(jī)具的地形適應(yīng)性提高能大幅提高我國農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的普及度，而機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)多在平原區(qū)應(yīng)用推廣，限制了其大面積推廣應(yīng)用，需要高負(fù)載防沉陷側(cè)深施肥插秧機(jī)及配套專用緩控釋肥料的協(xié)同創(chuàng)新，因地制宜優(yōu)化完善水肥高效利用技術(shù)，積極開展技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo)。第四，加大政府政策購機(jī)補(bǔ)貼力度，積極推廣優(yōu)質(zhì)、性能優(yōu)越的側(cè)深施肥插秧機(jī)，降低廣大種植戶的資金壓力，提升購買積極性，另外，廠家需提供完善、及時(shí)的售后服務(wù)，及時(shí)對(duì)種植戶及插秧機(jī)作業(yè)人員進(jìn)行相關(guān)理論及機(jī)械實(shí)際操作培訓(xùn)，免除種植戶的后顧之憂。