呂和平 吳晨陽 潘志軍 周兵 吳小文 張小紅 余緒來 許有尊 吳文革

（1 廬江縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，安徽 廬江 231500；2廬江縣金牛鎮(zhèn)農(nóng)機(jī)管理站，安徽 廬江 231521；3 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，合肥 230031）

水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)和新型緩（控）釋（失）肥料的推廣應(yīng)用，給傳統(tǒng)施肥方式存在的諸多問題[1-3]的解決和肥料減量施用[4-5]帶來了希望。近年來，對單季稻（中稻和單季晚稻）機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)的應(yīng)用研究報道較多[6-9]，而在雙季早稻上的應(yīng)用研究報道相對較少[10]。本試驗以常規(guī)早秈稻浙輻203 為供試對象，通過實施機(jī)插秧同步側(cè)深施肥的2 種施肥模式和3個施肥量水平組合，并與機(jī)插秧常規(guī)高產(chǎn)栽培模式和省工栽培模式進(jìn)行比較，研究不同施肥模式和施肥量水平對早秈稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成、大田莖蘗發(fā)育動態(tài)、肥料效率、生產(chǎn)成本和收益等指標(biāo)的影響，以期篩選和優(yōu)化早秈稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥的高產(chǎn)高效模式，為我國沿江雙季稻區(qū)早秈稻高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于 2019年在廬江縣郭河鎮(zhèn)廣寒村（117°6′38″E，31°17′24″ N）進(jìn)行，試驗田前茬為雙季晚稻（冬閑），田塊土壤肥力均勻，肥力水平上等。土壤為河流沖積物發(fā)育形成的潴育型水稻土亞類沙泥田土屬沙泥田土種。耕層土壤質(zhì)地為中壤，pH 值6.5，有機(jī)質(zhì) 35.4 g/kg，全N 2.22 g/kg。

1.2 試驗材料

供試品種：浙輻203。

供試肥料：“紅四方”牌常規(guī)三元復(fù)合肥，總養(yǎng)分含量為 45%（15%N-15%P2O5-15%K2O）；“金正大”牌水稻控釋肥，總養(yǎng)分含量為48%（25%N-11%P2O5-12%K2O）；中化牌尿素，含 N 量 46%；中化牌氯化鉀，K2O 含量為60%。

供試機(jī)械：插秧機(jī)為井關(guān)PZ80D-25 型，機(jī)插同步側(cè)深施機(jī)械是在同一插秧機(jī)上加裝（湖南）龍舟2FH-8型水稻插秧同步精量施肥機(jī)（螺旋式）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)2 種施肥模式（A）與3個施肥量水平（B）組成的6個處理組合和3個對照（CK），共計9個處理。2種施肥模式：A1，常規(guī)肥料同步側(cè)深施肥，基施77% N、65% K 和全量P，穗期人工補(bǔ)施23% N 和35% K，全量養(yǎng)分用普通三元復(fù)合肥、尿素和氯化鉀配齊；A2，水稻專用控釋肥為主同步側(cè)深施肥，基施全量N、P 和65%K（N、K 養(yǎng)分少量不足用尿素和氯化鉀配齊），穗期人工補(bǔ)施35% K（氯化鉀）。3個施肥量水平：B1，當(dāng)?shù)卦绲緳C(jī)插高產(chǎn)栽培的常用施肥量（純N 195 kg/hm2，P2O582.5 kg/hm2，K2O 165 kg/hm2）；B2，肥料減施 15%（純 N 166.5 kg/hm2，P2O570.5 kg/hm2，K2O 141.0 kg/hm2）；B3，肥料減施 30%（純 N 136.5 kg/hm2，P2O558.5 kg/hm2，K2O 115.5 kg/hm2）。CK1，機(jī)插秧常規(guī)高產(chǎn)栽培模式，用普通肥和高產(chǎn)栽培（肥料用量同B1），全部養(yǎng)分用普通三元復(fù)合肥、尿素和氯化鉀配齊，分次人工撒施，P 全部基施，N 肥50%基施、27%作分蘗肥、23%作穗肥，K肥65%基施、35%作穗肥；CK2，機(jī)插秧省工模式，肥料品種和用量同CK1，全部作基肥一次性人工撒施；CK3，空白對照，全生育期不施肥。為便于機(jī)插秧側(cè)深施肥操作，試驗采用大區(qū)實施，每個處理區(qū)長50 m、寬8.1 m（4 機(jī)幅），面積 405 m2，內(nèi)設(shè) 3 次重復(fù)。區(qū)間做土埂，用塑料薄膜伸入犁底層10 cm 包裹土埂防竄滲；各處理區(qū)獨立排灌，試驗區(qū)四周設(shè)保護(hù)行2.5 m 以上。各處理機(jī)插行株距為25.0 cm×11.3 cm（35.2 萬叢/hm2），每叢插4～6 苗，插深2.5 cm。同時，在試驗區(qū)周邊建立機(jī)插秧和機(jī)插秧側(cè)深施肥示范區(qū)，進(jìn)行生產(chǎn)過程的機(jī)械作業(yè)和人工用量考察記載。

1.4 機(jī)插同步測深施肥試驗區(qū)的設(shè)定施肥量達(dá)標(biāo)控制方法

由于機(jī)插秧同步側(cè)深施肥機(jī)械的施肥定量精度無法與試驗處理設(shè)計值完全吻合，為保障各處理區(qū)的肥料實際施入量等于試驗處理設(shè)計值，本試驗采取2 項調(diào)控措施：①事先精準(zhǔn)調(diào)試機(jī)械。經(jīng)反復(fù)調(diào)試，使施肥機(jī)械每個施肥口的出肥量穩(wěn)定達(dá)到試驗處理設(shè)計量的96%～99%，方可投入試驗操作。②分區(qū)稱量試驗設(shè)計肥料。將側(cè)深施肥所需肥料充分混合均勻后，再均分到已經(jīng)調(diào)試和清理好的施肥機(jī)械每個肥料斗中，再開始進(jìn)行機(jī)插秧同步側(cè)深施肥。當(dāng)小區(qū)栽完時，將施肥機(jī)械各個料斗和導(dǎo)管中的少量剩余肥料（約1%～4%）取出集中，再人工均勻撒施到小區(qū)田面，以保證各區(qū)實際施肥量等同試驗處理設(shè)計量。

1.5 試驗過程

試驗采用大棚旱床培育毯狀秧苗，3月25日播種，暗化出苗后移至大棚秧床。秧田期管理同常規(guī)。試驗田于4月15—23日整田、筑土埂包膜劃小區(qū)。4月25日平整小區(qū)，后留薄皮水層，進(jìn)行施肥，對照區(qū)人工施肥，施肥后用小型旋耕機(jī)械耖和肥料。4月26日機(jī)插秧和同步側(cè)深施肥，移栽秧苗平均葉齡為3.44 葉。試驗相關(guān)處理于5月8日施蘗肥，6月1日（平均葉齡10.6）施穗肥。各小區(qū)田間管水同機(jī)插栽培常規(guī)。7月26日分區(qū)收獲。生育期間強(qiáng)化病蟲害防治，各小區(qū)未發(fā)生明顯的病蟲危害。

1.6 主要考察記載內(nèi)容及方法

栽后每個重復(fù)小區(qū)調(diào)查5 點共100 叢，測算栽插苗數(shù)，并標(biāo)定有代表性2個點共20 叢樣本，連續(xù)觀察記載莖蘗動態(tài)、出葉速度等；收割前，每區(qū)調(diào)查5 點共200 叢，計數(shù)有效穗，取10 叢均樣考察產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性狀和莖節(jié)發(fā)育情況等；分小區(qū)收獲，測標(biāo)準(zhǔn)水分實產(chǎn)。同時，在試驗區(qū)周邊的試驗處理同類型示范區(qū)，同步記載生產(chǎn)過程的機(jī)械作業(yè)和人工用量等。

1.7 數(shù)據(jù)處理

各個處理數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)結(jié)果，采用Excel 2020 軟件記錄數(shù)據(jù)和繪圖，采用SPSS Statistics17.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的產(chǎn)量性狀表現(xiàn)差異

從表 1 看出，側(cè)深施肥處理 A1B1、A1B2、A2B1、A2B2 產(chǎn)量較高，分別較 CK1 增產(chǎn) 0.59%、1.09%、-2.28%、-2.08%，均未達(dá)到顯著水平；分別較CK2 增產(chǎn)5.84%、6.36%、2.82%、3.04%，A1B1、A1B2 的增幅達(dá)極顯著水平，A2B1 和A2B2 的增幅未達(dá)顯著水平。A1B3較CK1 減產(chǎn)3.69%，達(dá)顯著水平；較CK2 增產(chǎn)1.34%，未達(dá)顯著水平；較A1B1、A1B2 顯著減產(chǎn)，與A2B1、A2B2、A2B3 相 比 差 異 不 顯 著 。A2B3 較 CK1 減 產(chǎn)6.48%，達(dá)極顯著水平；較CK2 減產(chǎn)1.59%，未達(dá)顯著水平；較 A1B1、A1B2 極顯著減產(chǎn)，較 A2B1 和 A2B2 顯著減產(chǎn)。A 處理 2個水平間（A1、A2）產(chǎn)量差異弱顯著（無差別概率為 0.0421）；B 處理 3 水平間（B1、B2、B3）差異存在顯著水平（無差別概率為 0.0270），其中，B1、B2 均較 B3 極顯著增產(chǎn)，B1 與 B2 產(chǎn)量無顯著差異；2個試驗處理因子（A、B）對產(chǎn)量的互作效應(yīng)不顯著。

表1 不同處理產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀表現(xiàn)的差異分析結(jié)果

處理因子間方差分析結(jié)果表明，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重間和理論產(chǎn)量等產(chǎn)量性狀表現(xiàn)值在不同處理間差異達(dá)到極顯著水平。在A 處理2個水平（A1、A2）間，每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重和理論產(chǎn)量表現(xiàn)為A1＞A2，經(jīng)LSD 檢驗，只有千粒重、理論產(chǎn)量的差異達(dá)顯著水平，其余性狀差異不顯著；有效穗數(shù)A1＜A2，LSD 檢驗差異不顯著。在 B 處理 3 水平（B1、B2、B3）間，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實率和理論產(chǎn)量平均值表現(xiàn)為B1＞B2＞B3。經(jīng)LSD 檢驗，有效穗數(shù)、理論產(chǎn)量在3個處理水平間的差異未達(dá)顯著水平；每穗粒數(shù)在 B1 與 B3 間差異顯著，B1 與 B2、B2 與 B3 間差異不顯著；千粒重在B1 與B3 間差異達(dá)極顯著，B1與B2 間差異顯著，B2 與B3 間差異不顯著；結(jié)實率B1＜B2＜B3，經(jīng) LSD 檢驗，各處理間差異未達(dá)顯著水平。2個試驗處理因子（A、B）對有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重和理論產(chǎn)量的互作效應(yīng)不顯著，對結(jié)實率的互作效應(yīng)達(dá)顯著水平。

2.2 不同處理的群體莖蘗發(fā)育動態(tài)表現(xiàn)

從圖1 看出，各處理間大田群體莖蘗數(shù)變化曲線的峰值和升降速度差異明顯，展現(xiàn)了各處理水平的田間群體莖蘗數(shù)發(fā)育特征和實際變化規(guī)律。根據(jù)田間主莖出葉速度記載數(shù)據(jù)分析，供試品種在本試驗處理水平下，除CK3 外，其余各處理的主莖出葉速度和主莖伸長節(jié)間數(shù)差異不大，主莖葉片總數(shù)平均值均在12.75±0.19 之間，主莖伸長節(jié)間數(shù)平均值為 4.15±0.15，有效分蘗的理論臨界葉齡為8.50±0.12（對應(yīng)日期為5月19日±1 d）；CK3 處理的平均主莖葉片總數(shù)為12.30，主莖伸長節(jié)間數(shù)平均值為4.00，有效分蘗的理論臨界葉齡為8.30（對應(yīng)日期為5月22日）。

圖1 各處理田間群體莖蘗發(fā)育動態(tài)

依據(jù)田間定點觀測記載數(shù)據(jù)，結(jié)合圖1 莖蘗動態(tài)曲線擬合分析，將各處理群體莖蘗發(fā)育動態(tài)的主要指標(biāo)分析匯總結(jié)果列于表2。從表2 可以看出，栽后緩苗天數(shù)以 A1B1 和 CK2 最長，CK1 和 CK3 最短，A1＞A2，B1＞B2＞B3。栽后死苗率 CK2 最高達(dá) 44.1%，CK1 最低為5.8%，CK3 為9.6%；側(cè)深施肥處理的死苗率都很高，達(dá) 21.4%～25.3%，其中，A1 處理略高于 A2 處理，B 處理各水平間差異不明顯。大田分蘗始期和高峰苗日期，A1 處理明顯遲于A2 處理，均遲于CK1。A2 處理和CK1、CK3 的大田有效分蘗終止期與理論臨界葉齡基本重合，A1 處理和CK2 較理論臨界葉齡日延后2～4 d。大田分蘗數(shù)為 A1＞A2，B1＞B2＞B3；分蘗成穗占比為A2＞A1，B2＞B1＞B3；總成穗率和分蘗成穗率均為 A1＞A2，B3＞B2＞B1。

表2 各處理田間群體莖蘗發(fā)育動態(tài)指標(biāo)記載結(jié)果分析匯總

上述結(jié)果表明，早稻毯苗機(jī)插適當(dāng)運籌基肥、蘗肥和穗肥（CK1），可縮短栽后緩苗期，降低栽后死苗率，實現(xiàn)早分蘗、早夠苗，增加總有效穗數(shù)。全量肥料一次性基施（CK2）或大量基施（A1、A2 處理），會產(chǎn)生不同程度的肥害燒苗問題，造成栽后死苗比率大幅上升、緩苗時間延長，分蘗始期、高峰苗日期和有效分蘗終止期相對延后；采用機(jī)插同步側(cè)深施肥，能夠大幅減輕前述負(fù)面影響（與CK2 比），尤其是應(yīng)用專用控釋肥效果更好（A2 與A1 比），但仍需完全解決存在的肥害燒苗問題。

2.3 投入、產(chǎn)出效益（效率）比較

2.3.1 投入、產(chǎn)出測算

由于試驗區(qū)面積相對較小，試驗中的機(jī)械、人工作業(yè)效率和投入量，不能代表大田生產(chǎn)的真實水平，為此，在試驗田周邊設(shè)立了與試驗同類處理的早稻常規(guī)毯苗機(jī)插和同步側(cè)深施肥大面積生產(chǎn)示范區(qū)，全程記載各農(nóng)藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)資料和機(jī)械、人工投入情況，重點考察機(jī)插秧、同步側(cè)深施肥、各期肥料施用的機(jī)械和人工等實際使用量，用作本試驗同類處理的替代值，據(jù)此統(tǒng)計測算結(jié)果見表3。試驗區(qū)產(chǎn)值為各處理的實產(chǎn)稻谷按2019年度國家早秈稻保護(hù)價（2.40 元/kg）測算；商品肥料總用量，為試驗各處理的大田期實際用量，肥料費用按各商品肥料在當(dāng)?shù)厥袌龅木鶅r[45%（15-15-15）復(fù)合肥 2 350 元/t，48%（25-11-12） 水稻專用控釋肥3 000 元/t，46%尿素 2 250 元/t，60%氯化鉀 2 650 元/t測算]。機(jī)械作業(yè)用時，僅為機(jī)插秧或機(jī)插同步側(cè)深施肥的作業(yè)時間，按示范區(qū)的實際作業(yè)用時測算；機(jī)械作業(yè)費，按當(dāng)?shù)貦C(jī)插秧和機(jī)插同步側(cè)深施肥作業(yè)的社會化服務(wù)平均價格（包含機(jī)手勞務(wù)費）測算；因在本試驗肥料處理水平范圍內(nèi)，施肥量對機(jī)插同步側(cè)深施肥的作業(yè)效率影響不大，各處理未作區(qū)分測算。用工，包括機(jī)插秧和同步側(cè)深施肥的起秧、運秧、上機(jī)添秧、拌肥、加肥以及各期肥料人工施用等插秧、施肥農(nóng)藝環(huán)節(jié)的全部用工，不含插秧機(jī)機(jī)手及其他農(nóng)藝環(huán)節(jié)用工；工資額按當(dāng)?shù)氐咎飫趧?wù)工資的中值（100 元/工日）測算。

表3 各處理的投入、產(chǎn)出調(diào)查測算結(jié)果統(tǒng)計（按1 hm2 面積算）

2.3.2 投入、產(chǎn)出效益（效率）比較

由于本試驗設(shè)計的處理差異僅在機(jī)插秧和施肥兩個環(huán)節(jié)，各處理和CK 在其他生產(chǎn)和田間管理環(huán)節(jié)的農(nóng)藝措施及其機(jī)械、人工、物資等方面的投入都基本一致。因此，可采用差減法[11]估算產(chǎn)值、經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)的試驗處理效應(yīng)值。各處理的稻谷產(chǎn)值、機(jī)插秧和施肥成本，以及按NOVOA 等[12-13]方法估算的NPK 肥料農(nóng)學(xué)效率，分別與CK1 和CK2 進(jìn)行差減比較，結(jié)果見表4。

表4 早稻機(jī)插測深施肥的投入、產(chǎn)出的效率和效益比較

由表 3 和表 4 看出，A1B1 和 A1B2 的產(chǎn)值高于CK1，其余各處理全部低于CK1，多數(shù)高于CK2，處理間差異與前述的產(chǎn)量差異一致。投入上，機(jī)插秧同步側(cè)深施肥處理的作業(yè)用時較CK 處理多14.5%；插秧和施肥環(huán)節(jié)用工全部少于CK1，差別在于人工施肥次數(shù)和施肥量。成本上，除A2B1 高于CK1 外，其余處理均不同程度低于CK1；A2 高于A1，是因A2 使用的水稻專用控釋肥價格較常規(guī)肥料高，抬升了成本；B 處理中，B1＞B2＞B3，是因肥料用量存在差異。

NPK 肥料農(nóng)學(xué)效率比較表明：CK1 的NPK 肥料農(nóng)學(xué)效率為 9.94 kg/kg，已達(dá)到較高水平[13]，A1B3、A2B3、A1B2、A2B2 和 A1B1 高于 CK1，A2B1 低于 CK1；各處理全部高于CK2。本試驗CK2 最低，表明把全部肥料作基肥一次性撒施的肥料報酬最差；A1＞A2，表明該處理在后期補(bǔ)施穗肥能提高肥料報酬；B3＞B2＞B1，表明降低施肥量可提高肥料報酬。

經(jīng)濟(jì)收益比較表明：最好的是A1B2 處理，分別較CK1、CK2 增收 631.84 元/hm2和 1 505.23 元/hm2；其次是 A1B1，分別較 CK1、CK2 增收 186.05 元/hm2和1 059.44 元/hm2；其余處理雖較CK2 不同程度增收，但均較CK1 減收。表明早稻機(jī)插側(cè)深施肥，在減少肥料總量15%的情況下經(jīng)濟(jì)收益最好。最差的是CK3，表明不施肥或把全部肥料作基肥一次性撒施的經(jīng)濟(jì)收益都較差。A 處理中，A1 平均收益大幅高于A2，表明采用價格相對較低的常規(guī)肥料，進(jìn)行基、蘗肥全量側(cè)深基施并在后期補(bǔ)施穗肥，比選擇價格較高的專用肥料進(jìn)行一次性側(cè)深基施的經(jīng)濟(jì)收益好很多。B 處理中，B2＞B1＞B3，表明早稻機(jī)插側(cè)深施肥，將肥料總量減少15%的處理經(jīng)濟(jì)收益高于全量施和30%減量施。

3 小結(jié)與討論

本試驗結(jié)果表明，A1 施肥模式產(chǎn)量水平、產(chǎn)值、經(jīng)濟(jì)收益和肥料農(nóng)學(xué)效率均高于A2 模式，高于或接近CK1，顯著高于CK2；其生產(chǎn)成本顯著低于A2 和CK1。A1 模式下的群體有效穗數(shù)、結(jié)實率、千粒重和總成穗率、分蘗成穗率均高于A2 模式；A2 模式的產(chǎn)量水平、產(chǎn)值、經(jīng)濟(jì)收益和肥料農(nóng)學(xué)效率要高于CK2，顯著高于CK3。這些結(jié)果表明，早稻機(jī)插栽培，應(yīng)用A1 模式選用常規(guī)肥料，比選用專用控釋肥料能降低生產(chǎn)成本，增加大田分蘗成穗和有效穗數(shù)，提高結(jié)實率和粒質(zhì)量，進(jìn)而提高產(chǎn)量、效益和肥料報酬率[14]。

3個施肥量水平比較結(jié)果表明，減肥15%的處理（B2）產(chǎn)量、產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)收益高于全量施肥處理（B1），顯著高于減肥30%的處理（B3），產(chǎn)量超CK1。因此建議在生產(chǎn)上，早稻機(jī)插秧實施同步側(cè)深施肥，肥料減量的下限可設(shè)定在15%以上，上限以選擇20%左右為宜[4]，不宜達(dá)30%。

對各處理群體莖蘗發(fā)育動態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)插秧同步側(cè)深施肥，在栽后易出現(xiàn)嚴(yán)重肥害燒苗現(xiàn)象，栽后死苗率達(dá) 21.4%～25.3%，是 CK1 的 3.7～4.4 倍。主要原因是肥料全量或大部分基施，數(shù)量較大，現(xiàn)有施肥機(jī)械埋肥不徹底，部分露肥，導(dǎo)致田面肥料濃度過大，出現(xiàn)燒根燒苗問題[5]，造成栽后死苗比率大幅上升、緩苗時間延長，分蘗始期、高峰苗日期和有效分蘗終止期相對延后，導(dǎo)致其大田群體莖蘗消長變化規(guī)律與常規(guī)機(jī)插秧生產(chǎn)有明顯差異。對此建議，繼續(xù)加強(qiáng)早稻毯苗機(jī)插側(cè)深施肥的整田標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械裝備改進(jìn)優(yōu)化、適用肥料產(chǎn)品、肥料合理運籌和配套農(nóng)藝技術(shù)等方面研究[15-19]。

依據(jù)本試驗結(jié)果，篩選出早秈稻高產(chǎn)高效栽培的最佳組合模式為A1B2，其單產(chǎn)水平達(dá)9 065.3 kg/hm2，分別較CK1、CK2 增產(chǎn)1.09%和6.36%；經(jīng)濟(jì)收益分別較 CK1、CK2 增加 601.14 元/hm2和 1 571.42 元/hm2；施肥總量較CK1 和CK2 減少 15%；用工較CK1 減少1.72 工日/hm2，較 CK2 只多 0.23 工日/hm2；生產(chǎn)成本較CK1、CK2 分別降低 367.56 元/hm2和 269.76 元/hm2。該施肥模式具體為：普通肥減量15%（實際養(yǎng)分用量為純N 166.5 kg/hm2，P2O570.5 kg/hm2，K2O 141.0 kg/hm2，用普通三元復(fù)合肥、尿素和氯化鉀配齊），機(jī)插秧同步側(cè)深施用 77% N、100% P 和 65% K，人工撒施 23% N 和35% K 作穗肥。