馬里超，姜忠旭，許更文

[光明農(nóng)業(yè)發(fā)展（集團(tuán)）有限公司上農(nóng)種植業(yè)中心，江蘇大豐224151]

近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，無人機(jī)拋肥技術(shù)因拋肥均勻、肥量精確、不碾壓作物等優(yōu)勢得到全面推廣應(yīng)用。但無人機(jī)作業(yè)成本較高，為充分發(fā)揮無人機(jī)施肥的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低施肥的機(jī)械作業(yè)費(fèi)，光明農(nóng)業(yè)發(fā)展（集團(tuán)）有限公司上農(nóng)種植業(yè)中心（以下簡稱上農(nóng)種植業(yè)）自主研發(fā)了一款水肥一體機(jī)。水肥一體機(jī)在設(shè)施農(nóng)業(yè)上應(yīng)用較為廣泛，在水稻施肥上應(yīng)用較少[1]。上農(nóng)種植業(yè)研發(fā)的水肥一體機(jī)是在水稻田間進(jìn)水時(shí)將肥料施入進(jìn)水渠，迅速融化后隨灌溉水淌灌入田，要求肥料有速溶性，因此只適合施用尿素。這與上農(nóng)種植業(yè)在水稻上全面推廣使用緩釋肥作底肥，追肥只追施尿素的肥料運(yùn)籌方案十分契合。水肥一體機(jī)只能帶水施肥，在水稻生長階段可用于施用一次分蘗肥、一次促花肥。

在使用過程中發(fā)現(xiàn)，水肥一體機(jī)施肥均勻性較好，水稻長勢良好，但缺乏對稻田氮素隨排水流失、水稻氮肥利用率及對水稻產(chǎn)量影響等方面的研究。因此，筆者對這些內(nèi)容進(jìn)行研究，為水肥一體機(jī)的推廣使用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江蘇省鹽城市大豐區(qū)新豐鎮(zhèn)上農(nóng)種植業(yè)12 隊(duì)二排13、14 號(hào)田，地理坐標(biāo)為北緯33°22'48.166 32″、東經(jīng)120°32'57.104 88″，土壤質(zhì)地為壤土，水解性氮含量為83.8 mg·kg-1，有效磷含量為47.8 mg·kg-1，速效鉀含量為152 mg·kg-1，土壤pH 值為8.29，有機(jī)質(zhì)含量為12.5 g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用水稻品種為南粳9108，種植方式為大疆T40無人機(jī)飛播。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

14 號(hào)田為對照組（CK），13 號(hào)田為處理組（T），每667 m2施用緩釋肥25.0 kg+尿素7.5 kg作為基肥，施用尿素7.5 kg 作為第一次分蘗肥，施用尿素10.0 kg 作為第二次分蘗肥，施用尿素12.5 kg作為促花肥。對照組和處理組各時(shí)期施肥方式如表1所示。每個(gè)處理設(shè)置2個(gè)重復(fù)，共4個(gè)試驗(yàn)區(qū)，各試驗(yàn)區(qū)面積均為3.33 hm2。

表1 上農(nóng)種植業(yè)每667 m2水稻施肥方案設(shè)計(jì)

1.4 試驗(yàn)實(shí)施

2022 年6 月14 日播種，7 月4 日施用第一次分蘗肥，7 月19 日施用第二次分蘗肥，8 月4 日施用促花肥，10 月25 日測定理論產(chǎn)量，11 月5 日測定實(shí)收產(chǎn)量。水稻生長期間嚴(yán)格控制病蟲草害。

1.5 調(diào)查項(xiàng)目與方法

1.5.1 莖蘗動(dòng)態(tài)調(diào)查

于水稻4 葉期定點(diǎn)，每個(gè)處理選定4 個(gè)0.25 m×0.25 m 的區(qū)域，分蘗期每隔7 d 調(diào)查1 次，拔節(jié)至抽穗揚(yáng)花期每隔14 d調(diào)查1次，抽穗后不再調(diào)查。

1.5.2 稻田進(jìn)/排水含氮量檢測

在施用第二次分蘗肥和促花肥時(shí)，先進(jìn)好田間水層，肥料施用完畢且完全融化后，田間分別取水樣。在保水3 d 后即將排水時(shí)，再到田間分別取水樣，送樣至譜尼測試集團(tuán)上海有限公司檢測水體氮素含量。

1.5.3 水稻葉片葉綠素含量

在水稻拔節(jié)期、抽穗揚(yáng)花期、灌漿中期、灌漿后期檢測葉綠素含量，使用ZZY 型號(hào)的植株?duì)I養(yǎng)測定儀進(jìn)行檢測。檢測時(shí)夾取葉片中部獲得數(shù)值，每個(gè)處理每次檢測30張葉片。拔節(jié)期劍葉未完全抽出則檢測倒二葉，其他時(shí)期劍葉已完全抽出，檢測劍葉。

1.5.4 成熟期水稻植株氮素含量

于水稻成熟期，取水稻地上部植株，并將莖鞘、葉片、穗分開，送樣至譜尼測試集團(tuán)上海有限公司檢測水稻植株氮素含量。

1.5.5 水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

于水稻成熟期，對試驗(yàn)田考種，測定每667 m2穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒重，并隨機(jī)取6 個(gè)0.25 m2區(qū)域內(nèi)的水稻植株穗子于網(wǎng)袋中，進(jìn)行曬干、脫粒測量實(shí)收產(chǎn)量。

1.5.6 水稻形態(tài)特征

于水稻成熟期，對試驗(yàn)田隨機(jī)取10穴，測量其主莖的基部第一節(jié)間長、基部第二節(jié)間長、穗下節(jié)間長、穗長和株高等形態(tài)特征。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用WPS office軟件進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同追肥方式對水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

由表2 可知，兩種施肥模式下的基本苗及7 月5日、7 月12 日的莖蘗數(shù)基本相同，而之后的群體和最終的成穗數(shù)則是T處理高于CK 處理。7月19日后，水稻群體產(chǎn)生差異的因素是施肥方式不同，T 處理田塊群體及成穗數(shù)較高，表明使用水肥一體機(jī)施肥有利于提高肥料利用率，促進(jìn)了分蘗的發(fā)生，提高了水稻成穗數(shù)。

表2 不同追肥方式對每667 m2水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響單位：萬穗

2.2 不同追肥方式對稻田氮素隨排水流失的影響

由表3 可知，在施肥量相同的情況下，田間進(jìn)水和排水的水層含氮量均表現(xiàn)為T處理田塊低于CK處理田塊，利用率表現(xiàn)為T處理田塊高于CK處理田塊。原因在于使用水肥一體機(jī)施肥時(shí)，邊進(jìn)水邊施肥，而使用無人機(jī)施肥需要先把水層進(jìn)好再施肥，而田間進(jìn)水需要8～10 h，使用水肥一體機(jī)施肥相當(dāng)于提前將肥料施入田中，有更長的保水時(shí)間。尿素施入田間后，在微生物的作用下可水解為NH4+，而NH4+在被土壤膠體吸附后逐漸被作物吸收利用，這一過程也需要較長的時(shí)間[2]。水肥一體機(jī)施肥相較于無人機(jī)施肥，肥料在田間保存時(shí)間更長，因此氮素隨水流失更少，肥料利用率更高。

表3 不同追肥方式對稻田進(jìn)/排水氮素含量的影響

2.3 不同追肥方式對水稻植株氮素含量的影響

在水稻成熟期，取樣檢測水稻莖鞘、葉片、穗部的氮素含量，結(jié)果見表4。由表4可知，兩種施肥方式下水稻穗部氮素含量基本相當(dāng)，而莖鞘和葉片氮素含量均表現(xiàn)為T處理高于CK處理。由于氮素是促進(jìn)水稻生長的主要物質(zhì)，水稻對氮素的吸收越高，其生長越健壯，越有利于高產(chǎn)[3-4]。試驗(yàn)表明使用水肥一體機(jī)追肥有利于提高水稻對氮素的吸收和積累，提高肥料利用率。

表4 不同追肥方式對水稻植株氮素含量的影響單位：g·kg-1

2.4 不同追肥方式對水稻形態(tài)特征的影響

由表5 可知，除穗長兩處理基本一致外，基部第一節(jié)間、基部第二節(jié)間、穗下節(jié)間、株高均表現(xiàn)為T處理大于CK 處理。這表明使用水肥一體機(jī)施肥水稻植株吸收的養(yǎng)分更多，生長更充分。但基部節(jié)間偏長、株高偏高，水稻倒伏風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加[5]。2023 年，水稻生育后期風(fēng)雨較少，兩處理田塊均未發(fā)生倒伏。

表5 不同追肥方式對水稻形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響單位：cm

2.5 不同追肥方式對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表6 可知，理論產(chǎn)量和實(shí)收產(chǎn)量均表現(xiàn)為T 處理高于CK 處理。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，T 處理每667 m2成穗數(shù)較高，CK 處理穗粒數(shù)較高但結(jié)實(shí)率低，因此兩處理在穗實(shí)粒數(shù)上表現(xiàn)相當(dāng)。T 處理千粒重較低，原因可能是水稻植株氮素含量高，灌漿速度變慢[6]。

表6 不同追肥方式對水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

2.6 不同追肥方式對水稻生產(chǎn)效益的影響

以無人機(jī)施肥的處理為基準(zhǔn)，計(jì)算水肥一體機(jī)施肥處理的效益。無人機(jī)施肥價(jià)格按0.72元·kg-1計(jì)，每667 m2第二次分蘗肥和促花肥共施用22.5 kg，無人機(jī)施肥需要16.20 元；水肥一體機(jī)每667 m2按3.00 元計(jì)，可節(jié)約施肥機(jī)械作業(yè)費(fèi)13.20 元。水稻按實(shí)收產(chǎn)量計(jì)，每667 m2增產(chǎn)14.89 kg，稻谷價(jià)格按5.96 元·kg-1計(jì)，增產(chǎn)效益為44.00 元。經(jīng)計(jì)算可知，使用水肥一體機(jī)施肥的綜合效益比使用無人機(jī)施肥每667 m2高57.20元。

3 討論與結(jié)論

3.1 水肥一體機(jī)的優(yōu)勢

與無人機(jī)施肥相比，使用水肥一體機(jī)施肥可降低稻田排水氮素流失，提高水稻葉綠素含量，增加水稻植株氮素含量，綜合提高氮肥利用率。使用水肥一體機(jī)施肥可增加水稻分蘗數(shù)，提高水稻成穗數(shù)，促進(jìn)水稻植株生長，最終每667 m2水稻產(chǎn)量提高14.89 kg，每667 m2可節(jié)約機(jī)械成本13.20 元，增產(chǎn)帶來的效益44.00元，綜合效益提升57.20元。

3.2 水肥一體機(jī)推廣的基礎(chǔ)條件

1）條田平整度要求較高，同一丘塊高低落差控制在3 cm 以內(nèi)，有利于水稻水層管理。2）基礎(chǔ)灌溉設(shè)施良好，田間不漏水，保水效果好。稻田進(jìn)排水迅速、順暢。要求稻田進(jìn)水的時(shí)間在10 h 以內(nèi)，時(shí)間不宜過長。3）技術(shù)人員水平高，經(jīng)驗(yàn)豐富，能掌握好進(jìn)水時(shí)間，并能保證下肥速度與進(jìn)水速度匹配，這樣施肥才能更加均勻。4）水肥一體機(jī)只能施用尿素，其他速溶性差的肥料不能用水肥一體機(jī)施用。

綜上所述，水稻使用水肥一體機(jī)追肥雖然可節(jié)本增效，但使用條件較為苛刻，滿足使用條件才可推廣應(yīng)用。