土壤肥力對直播水稻生長及產(chǎn)量的影響

王文希，姜碩琛，賴祥偉，石壘，徐印印，王孟，馮德豪，付文林，邢丹英

(湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430040；長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)(長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)、(湖北省恩施市山里農(nóng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司，湖北 恩施 445000)、(長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

我國是世界上水稻生產(chǎn)和消費大國，確保水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定增加是中國乃至世界糧食安全的基礎(chǔ)條件[1]。水稻產(chǎn)量主要受自身遺傳基礎(chǔ)和后天栽培條件的影響，而土壤肥力的高低又在栽培條件中占有重要地位。在三大糧食作物中，地力貢獻率和基礎(chǔ)產(chǎn)量對水稻生產(chǎn)的貢獻最大，且空間變異小[2]。我國水稻土的肥力條件具有地域性差異[3]，且隨著農(nóng)業(yè)活動的進行，同一地域的土壤肥力也會產(chǎn)生顯著變化[4]。江漢平原是長江中下游稻區(qū)的重要部分，由于多種原因，土壤肥力不均勻是一個比較普遍的現(xiàn)象[5]。

品種是獲得高產(chǎn)的重要因素。同一基因型水稻在不同土壤肥力下種植，其肥料貢獻率、基礎(chǔ)地力貢獻率和產(chǎn)量均存在顯著差異[6]。在不同土壤肥力條件下，有的品種表現(xiàn)較為穩(wěn)定，總體產(chǎn)量較高，有的品種則變幅較大。直播栽培是水稻輕簡化栽培的一個代表，由于需將稻種直接播種在田間，故對稻種的要求更高。筆者探討了不同肥力對直播水稻品種生長及產(chǎn)量的影響，以篩選不同肥力條件下高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的直播水稻品種。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

選定2個環(huán)境相同、土壤肥力不同的試驗點，采用相同的水稻品種進行隨機區(qū)組設(shè)計。供試品種有豐兩優(yōu)2號(FLY2)、豐兩優(yōu)香1號(FLYX1)、兩優(yōu)168(LY168)、國豐1號(GF1)、荃優(yōu)801(QY801)、皖稻107(WD107)，均由湖北省荊州福隆興種業(yè)有限公司提供。試驗小區(qū)面積12m2，重復(fù)3次。2個試驗點的土壤肥力檢測結(jié)果詳見表1。

表1 2個試驗點土壤肥力檢測結(jié)果

試驗在湖北省荊州市太湖農(nóng)場(30°34′57 N，112°04′78 E)進行，該地屬亞熱帶季風氣候區(qū)，年太陽輻射總量為 435～460kJ/cm2，年日照時數(shù) 1800～2000h，年平均氣溫15.9～16.6℃，無霜期242～263d，年降雨量在1100～1300mm。試驗地為沙壤土。試驗于2018年6月20日開始，10月15日結(jié)束。

水稻播種的當天，在試驗田四周搭好防鳥網(wǎng)。氮肥按照6∶2∶2的比例分別于播種前1天、3葉期、孕穗期用尿素施入田間，總用量為純N 134.6kg/hm2；磷肥在播種前1天用過磷酸鈣一次性施入田間，總用量為P2O579kg/hm2；鉀肥按照7︰3的比例分別在播種前1天、孕穗期用氯化鉀施入，總用量為K2O 97kg/hm2。田間管理參照當?shù)厮靖弋a(chǎn)管理要求，及時曬田，做好病蟲和雜草防治工作。

1.2 調(diào)查項目與數(shù)據(jù)處理

水稻播種后開始記錄水稻的三葉期、孕穗期、抽穗期、揚花期、成熟期。水稻成熟后，在田間選代表性的10株水稻測量其株高、葉面積、單株總分蘗數(shù)、單株有效穗數(shù)；在室內(nèi)調(diào)查穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)，通過小型脫粒機(150A，麥哲，中國杭州)脫粒，烘干(101-0A，科恒，中國上海)，使水分含量保持在14%(LICHEN水分測定儀，DSH-10A，中國上海)，計算理論產(chǎn)量。田間產(chǎn)量是對小區(qū)進行實收，脫粒、烘干，并加上樣品產(chǎn)量，計算實際產(chǎn)量。

采用方差分析法(SPSS 21.0)分析試驗所獲數(shù)據(jù)，檢驗(LSD0.05)比較各處理的數(shù)值，得出結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 肥力水平對各品種農(nóng)藝性狀的影響2.1.1 肥力水平對各品種生育進程的影響

2種肥力水平下各品種的生育進程調(diào)查結(jié)果見表2。供試品種的生育期在113～125d的范圍內(nèi)，其中豐兩優(yōu)2號的生育期較長(124～125d)，國豐1號生育期較短(113d)。低肥力水平下的豐兩優(yōu)2號和皖稻107的全生育期均比高肥力長1d，差異出現(xiàn)在播種至孕穗期，其他品種在2種肥力水平下生育期未出現(xiàn)差異。

表2 2種肥力水平下各品種的生育進程

2.1.2 肥力水平對各品種株高與劍葉面積的影響

2種肥力水平下各品種的株高與劍葉面積調(diào)查結(jié)果見表3。在不同品種間，高肥力水平下以國豐1號的株高和劍葉面積最大，低肥力水平下以皖稻107的株高和劍葉面積最大。2種肥力水平總體比較，高肥力水平下水稻的株高、劍葉面積較低肥力水平分別增加了1.81%、2.31%。

表3 2種肥力水平下各品種的株高與劍葉面積差異比較

注：同列數(shù)據(jù)后不同肩標字母代表品種間差異顯著(P<0.05)。表4同。

2.2 肥力水平對各品種產(chǎn)量與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

2種肥力水平下各品種的產(chǎn)量與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)見表4。在2種肥力水平下均以荃優(yōu)801產(chǎn)量最高，低肥力水平下豐兩優(yōu)香1號產(chǎn)量最低，高肥力水平下兩優(yōu)168產(chǎn)量最低。在2種肥力水平下，所有水稻品種在高肥力水平的產(chǎn)量顯著高于低肥力水平，國豐1號產(chǎn)量差異最大(1142.70kg/hm2)，兩優(yōu)168產(chǎn)量差異最小(714.93kg/hm2)。在產(chǎn)量結(jié)構(gòu)上，低肥力水平的平均水稻有效穗數(shù)、穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重比高肥力水平分別減少5.31%、3.44%、1.16%、1.21%，這些因素共同作用，形成了產(chǎn)量平均相差846.06kg/ hm2、低肥力水平比高肥力水平低9.94%的差距。

表4 2種肥力水平下各品種產(chǎn)量與產(chǎn)量的差異比較

方差分析結(jié)果(表5)表明，肥力水平對所有產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量的影響均達極顯著水平，品種間結(jié)實率差異不顯著，肥力水平與品種間交互作用影響千粒重和產(chǎn)量。

表5 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的方差分析

注：ns表示在0.05水平下不顯著，**表示P<0.01。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

1)土壤肥力水平影響供試品種的產(chǎn)量，低肥力水平下的平均產(chǎn)量比高肥力水平下低846.06kg/hm2，降低9.94%,差異達顯著水平。2種肥力水平下均以荃優(yōu)801產(chǎn)量最高，國豐1號產(chǎn)量差異最大，兩優(yōu)168產(chǎn)量差異最小。

2)在產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中，低肥力水平下的有效穗數(shù)、穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重分別比高肥力水平下的相應(yīng)指標分別降低5.31%、3.44%、1.16%、1.21%，其中有效穗數(shù)的降低幅度最大；株高、劍葉面積分別降低了1.81%和2.31%。

3)土壤肥力差異未對供試品種的生育期產(chǎn)生顯著影響，品種間生育期差異較大。

3.2 討論

影響水稻生育期的因素主要包括氣候、品種和栽培管理[7]。荃優(yōu)801在不同肥力水平下的產(chǎn)量表現(xiàn)較好，說明該品種的適應(yīng)性較好，適應(yīng)在江漢平原直播種植。國豐1號的差異較大，該品種在肥力水平較好的條件下產(chǎn)量較高，在肥力較差的條件下產(chǎn)量下降幅度較大，表明該品種對土壤肥力差異比較敏感，可用在土壤肥力較高的地域種植，在土壤肥力較低的地域應(yīng)謹慎使用。在生育期上，土壤肥力差異的影響未表現(xiàn)出明顯差異；品種間的生育期差異較大，說明水稻生育期主要受供試品種遺傳差異的影響。

由于土壤肥力會對水稻產(chǎn)量產(chǎn)生影響，提高土壤肥力是一個需要重視的問題，應(yīng)加強土壤改良，增施有機肥，不斷提高土壤有機質(zhì)和相關(guān)肥力指標。