分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)機(jī)插雙季稻產(chǎn)量和群體發(fā)育的影響

商慶銀，呂偉生，曾勇軍，黃 山，楊秀霞，譚雪明，石慶華，潘曉華

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330045)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，我國(guó)現(xiàn)有傳統(tǒng)稻作技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)現(xiàn)代稻作技術(shù)的要求。水稻機(jī)械化栽插及配套栽培技術(shù)是符合我國(guó)現(xiàn)代稻作發(fā)展方向的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景［1］。但在我國(guó)水稻機(jī)插過(guò)程中還存在著不少問(wèn)題，如南方雙季稻地區(qū)機(jī)插早稻分蘗慢、前期干物質(zhì)積累量少、最高莖蘗數(shù)出現(xiàn)時(shí)間遲;機(jī)插晚稻雖然分蘗較快，最高莖蘗數(shù)較高，但分蘗前期干物質(zhì)積累少，成穗率較低［2］。因此，如何促進(jìn)機(jī)插秧前期分蘗是水稻獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。

大量研究表明，分蘗肥的施用對(duì)促進(jìn)水稻分蘗、提高水稻產(chǎn)量及品質(zhì)具有重要影響［3-8］。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于水稻分蘗肥施用時(shí)期的研究也有一些報(bào)道。對(duì)于北方寒地水稻來(lái)說(shuō)，分蘗肥的施用時(shí)期一般認(rèn)為應(yīng)在秧苗返青后10 d內(nèi)施用［7，9-10］。對(duì)于江西、湖南等雙季稻栽培地區(qū)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)提倡栽插后5～7 d即施用分蘗肥，以促早生快發(fā);但也有研究者建議在栽足基本苗條件下，于早稻栽后13 d、晚稻栽后11～14 d施用分蘗肥，以控制病蟲(chóng)害高發(fā)等問(wèn)題［11-12］。以上研究為指導(dǎo)水稻施肥起到了非常重要的指導(dǎo)作用，然而目前這些研究主要針對(duì)的是常規(guī)人工移栽水稻。由于育秧密度高、秧齡短和定量栽培技術(shù)的不完善，機(jī)插水稻在種植與管理技術(shù)方面較常規(guī)人工移栽水稻具有明顯的差異［5］。因此，在機(jī)插條件下分蘗肥的最佳施用時(shí)期還有待進(jìn)一步明確。

江西省是我國(guó)典型的雙季稻種植區(qū)域之一，水稻播種面積居全國(guó)第二位，水田面積占耕地面積的比例居全國(guó)之首［13］。探討分蘗肥的最佳施用時(shí)期，對(duì)水稻機(jī)插秧技術(shù)在該地區(qū)的深入推廣具有重要意義。為此，本文以雙季稻為研究對(duì)象，通過(guò)田間試驗(yàn)初步探討分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)水稻機(jī)插秧苗生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響，為促進(jìn)雙季稻機(jī)插技術(shù)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年在江西省南昌縣涇口鄉(xiāng)標(biāo)興農(nóng)技農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社示范區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)前土壤的基本理化性狀為:有機(jī)質(zhì) 33.6 g/kg，全氮 1.38 g/kg，堿解氮 95.5 mg/kg，速效磷 18.8 mg/kg，速效鉀 93.6 mg/kg，pH5.12。早稻和晚稻供試品種分別為中嘉早17和H優(yōu)518。中嘉早17又名嘉育253、04YK17，是中國(guó)水稻研究所與浙江省嘉興市農(nóng)科院聯(lián)合選育的超高產(chǎn)早稻新品種，屬于感溫中熟早秈稻，全生育期110 d左右;該品種具有豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣、植株較矮、穗大粒多等特點(diǎn)。H優(yōu)518是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南省衡陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所聯(lián)合選育晚稻品種，屬三系雜交中熟晚秈，全生育期108 d左右;該品種具有株型偏松、劍葉中長(zhǎng)且直立、葉鞘和稃尖均無(wú)色、落色好等特點(diǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)插秧秧盤(pán)，秧盤(pán)規(guī)格為長(zhǎng)58 cm、寬28 cm、高2.8 cm。播前每秧盤(pán)放底土4 kg，底土取自稻田土壤表層，并加入底土總質(zhì)量0.3%的壯秧劑和0.5%的復(fù)合肥。試驗(yàn)處理分別設(shè)移栽后第7天、第10天和第13天施用分蘗肥，即D07、D10和D13處理。

早稻和晚稻均采用塑料軟盤(pán)育秧，塑盤(pán)規(guī)格為58 cm×28 cm×2.8 cm。早稻于3月19日播種，播種量為100 g/盤(pán)，4月19日移栽;晚稻于6月25日播種，播種量為90 g/盤(pán)，7月18日移栽。移栽密度均為行距30.0 cm，株距13.3 cm。采用高速插秧機(jī)移栽，其他管理同一般高產(chǎn)栽培措施。

每個(gè)處理小區(qū)面積均為220 m2，3次重復(fù)。各處理施肥量一致，基肥施用450 kg/hm2復(fù)合肥(N 15%、P2O515%、K2O 15%);分蘗肥分別施用150 kg/hm2尿素(N 46%)和112.5 kg/hm2氯化鉀(K2O 60%);穗肥施用75 kg/hm2尿素。其中早稻季基肥、分蘗肥和穗肥分別在4月18日、4月26日和5月23日施用;晚稻季基肥、分蘗肥和穗肥分別在7月17日、7月24日和8月20日施用。試驗(yàn)期間采用中期擱田的灌溉方式，夠苗(計(jì)劃穗數(shù)的80%～90%)后擱田。田間適時(shí)進(jìn)行病蟲(chóng)防治和除草等，保持水稻植株生長(zhǎng)發(fā)育正常。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 分蘗動(dòng)態(tài)與葉面積指數(shù) 移栽后每個(gè)大區(qū)定20蔸，與栽插行方向垂直，兩邊各10蔸，分別于分蘗期、孕穗期、抽穗期和成熟期調(diào)查莖蘗數(shù)和葉面積指數(shù)。

1.3.2 干物質(zhì)積累與氮吸收 分別于分蘗期、孕穗期、抽穗期和成熟期，按平均數(shù)法取樣，每塊田取5蔸，剪除根，將稻株分為葉片、莖鞘和穗(抽穗后)3個(gè)部分，于105℃殺青15 min，然后保持80℃至樣品烘干，并稱量。將測(cè)定過(guò)干物質(zhì)質(zhì)量的成熟期樣品粉碎后用H2SO4-H2O2消煮后通過(guò)流動(dòng)分析儀測(cè)定氮吸收。

1.3.3 測(cè)產(chǎn)與考種 收獲前2 d調(diào)查有效穗，每小區(qū)調(diào)查30蔸，根據(jù)平均有效穗數(shù)取樣5蔸考種;每小區(qū)實(shí)割200蔸，脫粒后曬干稱量。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用 EXCEL 2013 和 JMP10.0(SAS Institute，Cary，NC，USA，2011)統(tǒng)計(jì)軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

就不同處理而言，分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)早稻和晚稻產(chǎn)量均沒(méi)有顯著影響(P＞0.05)，但在移栽后第7天施用分蘗肥能夠獲得相對(duì)較高的產(chǎn)量。與D07處理相比，D10和D13處理早稻產(chǎn)量分別降低9.4%和3.8%，晚稻產(chǎn)量分別降低4.5%和12.6%。早稻季，不同處理間有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量差異不顯著。與D07處理相比，D10和D13處理每穗粒數(shù)分別降低20.6%和3.6%，結(jié)實(shí)率分別降低1.2%和13.8%。其中，D10處理每穗粒數(shù)顯著低于D07處理，D13處理結(jié)實(shí)率顯著低于D07處理(P＜0.05)。晚稻季，不同處理間每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量均沒(méi)有顯著差異。與D07處理相比，D10和D13處理有效穗數(shù)分別降低6.7%和13.9%，其中D07處理顯著高于D13處理。

表1 分蘗肥施用時(shí)間對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.1 The effect of different seeding rates on rice yield and its components

就不同季節(jié)而言，晚稻產(chǎn)量較高，占雙季稻周年產(chǎn)量的56.5%～60.1%(表1)。方差分析表明，晚稻季產(chǎn)量顯著高于早稻季(成對(duì)t檢驗(yàn))。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)可以看出，早稻和晚稻每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量差異較小，但晚稻各處理平均有效穗數(shù)高于早稻32.2%～38.9%。

2.2 分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)分蘗的影響

從圖1看出，早稻和晚稻的分蘗數(shù)變化趨勢(shì)基本一致。從分蘗期至孕穗期分蘗數(shù)均呈增加的趨勢(shì)，從孕穗期至抽穗期逐漸下降，抽穗期至成熟期沒(méi)有明顯的下降趨勢(shì)。方差分析表明，晚稻季分蘗數(shù)顯著高于早稻季(成對(duì)t檢驗(yàn))，其中晚稻季孕穗期分蘗數(shù)分別高于早稻季同期35.0%～41.5%，晚稻成熟期分蘗數(shù)分別高于早稻季同期32.2%～49.6%。

圖1 不同生育期機(jī)插水稻分蘗變化Fig.1 The dynamics of rice tillering at different growing stages

不同處理之間相比，早稻和晚稻均以D07處理分蘗數(shù)相對(duì)較高(除早稻分蘗期和成熟期外，圖1)。早稻季，各處理在孕穗期分蘗數(shù)差異較大，但在成熟期不同處理間沒(méi)有顯著差異(表1)。與D07處理相比，D10和D13處理孕穗期分蘗數(shù)分別降低5.8%和12.6%。晚稻季，分蘗期以后各處理間分蘗數(shù)差異較大。D10和D13處理在孕穗期分蘗數(shù)分別低于D07處理1.3%和9.0%，在成熟期分別低于D07處理6.7%和13.9%。其中，D13處理成熟期分蘗數(shù)顯著低于D07處理(表1)。

圖2 不同生育期機(jī)插水稻葉面積指數(shù)變化Fig.2 The dynamics of leaf area index of rice at different growing stages

2.3 分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)葉面積指數(shù)的影響

各處理從分蘗期至孕穗期水稻葉面積指數(shù)(LAI)均呈顯著增加的趨勢(shì)，其中早稻從分蘗期至孕穗期 LAI分別增加 250.7%～369.4%，晚稻同期分別增加 146.4%～159.3%(圖 2)。晚稻季，各處理從孕穗期至抽穗期LAI持續(xù)增加，但早稻同期增長(zhǎng)幅度較小。與孕穗期相比，晚稻抽穗期LAI分別增加31.6%～52.8%，而早稻季僅增加 8.9%～39.2%。

從不同處理可以看出，隨著分蘗肥施用時(shí)間的推遲，水稻LAI呈下降的趨勢(shì)，但在不同生育期表現(xiàn)并不一致(圖2)。其中，分蘗期各處理LAI差異較小。與D07處理相比，早稻孕穗期D10和D13處理LAI分別降低14.8%和30.2%，晚稻孕穗期D10和D13處理LAI分別降低12.5%和12.7%。抽穗期，D10和D13處理早稻LAI分別比D07處理降低17.9%和14.1%，晚稻分別降低15.8%和24.9%。

2.4 分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)干物質(zhì)積累的影響

就早稻季而言，各處理在整個(gè)生育期干物質(zhì)積累量變化一致，但D07處理相對(duì)較高(圖3)。與D07處理相比，D10和D13處理在成熟期干物質(zhì)積累量分別降低21.6%和6.2%。但是，花后(抽穗期至成熟期)干物質(zhì)積累比例隨著分蘗肥施用時(shí)間的提前呈降低的趨勢(shì)，即D07、D10和D13處理花后干物質(zhì)積累比例分別為 44.1%、43.5%和 51.9%。

從晚稻季可以看出，從分蘗期至孕穗期各處理干物質(zhì)積累量變化一致，且差異較小。孕穗期以后，D10和D13處理增加趨勢(shì)一致，但比D07處理低26.3%～28.5%。成熟期，D10和D13處理的干物質(zhì)積累總量分別低于D07處理11.5%和22.1%。與早稻相似，晚稻花后干物質(zhì)積累比例隨著分蘗肥施用時(shí)間的提前有降低的趨勢(shì)(D07、D10和 D13處理分別為24.8%、39.2%和28.9%)。

圖3 不同生育期機(jī)插水稻干物質(zhì)累積變化Fig.3 The dynamics of dry matter accumulation of rice at different growing stages

圖4 機(jī)插水稻地上部單位面積氮吸收量Fig.4 The amount of nitrogen accumulation by rice

2.5 分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)氮素吸收的影響

如圖4所示，各處理在早稻季和晚稻季氮吸收總量均沒(méi)有顯著差異，但隨著分蘗肥施用時(shí)間的后移呈下降的趨勢(shì)。與D07處理相比，D10和D13處理早稻季氮吸收總量分別降低15.4%和16.0%，而晚稻季分別降低 11.7%和21.6%。

3 討論

分蘗肥的合理施用是機(jī)插水稻高產(chǎn)栽培中的一項(xiàng)重要措施，不僅對(duì)獲得最佳群體和適宜的成穗數(shù)起著重要作用，而且對(duì)水稻產(chǎn)量及品質(zhì)具有重要的影響［5-7］。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于雙季稻分蘗肥不同施用時(shí)期的研究并不多見(jiàn)。本研究表明，在機(jī)插條件下，分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)雙季稻的產(chǎn)量沒(méi)有顯著影響，但分蘗肥適當(dāng)早施有利于獲得相對(duì)較高的產(chǎn)量。這與傳統(tǒng)移栽水稻的研究結(jié)果相似［6-7，9］。

從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)來(lái)看，分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)晚稻有效穗數(shù)得影響較大。與D13處理相比，D07和D10處理晚稻季單位面積有效穗數(shù)分別增加8.4%和16.1%。此外，早稻和晚稻結(jié)實(shí)率隨著分蘗肥施用時(shí)間的后移均呈下降的趨勢(shì)。韓新麗等［7］在北方旱地水稻的研究表明，隨著分蘗肥施用時(shí)期的后移，水稻單位面積有效穗數(shù)逐漸增加，而穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量逐漸降低。此外，隨著分蘗肥施用時(shí)期的后移，不僅導(dǎo)致水稻穗頸瘟逐漸增加，而且水稻精米率和整精米率逐漸降低［9-10］。

從群體發(fā)育來(lái)看，適當(dāng)提前施用分蘗肥可以提高單位面積分蘗數(shù)、葉面積指數(shù)、生物量積累和氮素吸收。劉子恒等［14］研究表明，分蘗肥適宜早施，可以通過(guò)促進(jìn)根系活力和分蘗途徑增加植株養(yǎng)分吸收和提高葉面積指數(shù)。相反，隨著分蘗肥施用時(shí)期的后移，水稻抽穗期和成熟期拖后，株高增加，易產(chǎn)生貪青晚熟現(xiàn)象，也大大增加了倒伏的機(jī)率［6，9］。

但也有研究者認(rèn)為，在施足基肥和保證栽插密度的條件下，適期推遲分蘗肥的施用也可以保證水稻的目標(biāo)有效穗數(shù)［11］。本研究表明，D07和D10處理早稻季和晚稻季單位面積有效穗數(shù)之間均沒(méi)有顯著差異，但是D13處理晚稻季有效穗數(shù)顯著低于D07處理(表1)，說(shuō)明在機(jī)插秧?xiàng)l件下過(guò)晚施用分蘗肥并不利于水稻的分蘗成穗和干物質(zhì)積累。

值得注意的是，江西省雙季稻種植期間氣候差異較大，周年試驗(yàn)很難反映氣候波動(dòng)對(duì)機(jī)插水稻分蘗肥施用效果的影響，此外，分蘗肥的合理施用還應(yīng)考慮品種特性、栽培方法和秧苗分蘗要求等諸多因素的影響。因此，在機(jī)插條件下分蘗肥的最佳施用時(shí)期仍需深入研究。

4 小結(jié)

早稻和晚稻產(chǎn)量均在移栽后第7天施用分蘗肥較高。分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)早稻每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率具有顯著影響，D10處理每穗粒數(shù)顯著低于D07處理，D13處理結(jié)實(shí)率顯著低于D07處理(P＜0.05)。分蘗肥不同施用時(shí)期對(duì)晚稻有效穗數(shù)具有顯著影響，D07處理有效穗數(shù)顯著高于D13處理。適當(dāng)提前施用分蘗肥有利于促進(jìn)單位面積分蘗數(shù)、葉面積指數(shù)、生物量積累和氮素吸收等群體質(zhì)量的提高。因此，在機(jī)插條件下，水稻分蘗肥的施用時(shí)期應(yīng)在移栽后7～10 d左右施用較為適宜，但不應(yīng)超過(guò)10 d。

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