緩混肥不同磷配比及磷肥類型對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

徐 蕊， 魏廣彬， 李剛?cè)A， 陳 暢， 朱 萍， 李 勇

(1.江蘇省常州市金壇區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇常州 213200；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇南京 210095)

氮磷在水稻葉片光合作用、分蘗、穗分化等過(guò)程中起著重要的生理作用，對(duì)水稻產(chǎn)量形成也具有重要的調(diào)控作用。目前化肥施用以提高作物產(chǎn)量為目的，但在肥料增產(chǎn)作用方面呈現(xiàn)出報(bào)酬遞減效應(yīng)。與此同時(shí)，肥料主要以速效單肥為主，施入土壤中易在微生物等作用下使其養(yǎng)分釋放，從而造成養(yǎng)分的損失。此外，磷礦資源屬于不可再生資源，養(yǎng)分的損失對(duì)礦物資源造成了浪費(fèi)。所以速效肥在實(shí)際生產(chǎn)上面臨著很多問(wèn)題。根據(jù)土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)和作物需肥特性，優(yōu)化養(yǎng)分管理技術(shù)可以提高作物的產(chǎn)量，但其施用速效肥的方式，會(huì)造成養(yǎng)分的損失，進(jìn)而影響水稻產(chǎn)量與肥料利用率。

與速效肥相比，緩控釋肥一次性施用可以減少施肥次數(shù)和人工成本，并且對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)、肥料利用率均有提高作用，且減少了養(yǎng)分的損失。然而單一的緩控釋肥養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物需肥規(guī)律不能完全同步。所以根據(jù)水稻需肥規(guī)律和水稻精確定量栽培技術(shù)，將不同釋放速率的緩控釋肥進(jìn)行科學(xué)組配，形成緩混肥，以達(dá)到養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物需肥規(guī)律同步，并將緩混肥與水稻機(jī)插側(cè)深施肥技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建水稻機(jī)插緩混一次施肥技術(shù)。目前緩混肥技術(shù)多集中在研究氮肥方面，在磷肥含量方面研究較少，此外，在土壤中速效磷含量滿足水稻生長(zhǎng)需求的前提下存在過(guò)量施肥現(xiàn)象，所以需要優(yōu)化施肥模式。

因此，在水稻機(jī)插緩混一次施肥技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合優(yōu)化養(yǎng)分管理和緩混肥技術(shù)，比較緩混肥不同磷配比及磷肥類型對(duì)水稻產(chǎn)量影響，探索適宜的緩混肥磷肥配比，優(yōu)化施肥模式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

本試驗(yàn)于2019、2020年在江蘇省常州市金壇區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。土壤類型為黏壤土，土壤pH值為6.4，有機(jī)質(zhì)含量為 19.3 g/kg，全氮含量為1.5 g/kg，速效氮含量為 8.0 mg/kg，全磷含量為0.7 g/kg，速效磷含量為21.0 mg/kg，速效鉀含量為92.6 mg/kg。本試驗(yàn)設(shè)置3種氮肥作為供試氮源：普通尿素(46% N)、樹(shù)脂包衣尿素PCU(43% N)、硫包衣尿素SCU(37% N)；設(shè)置普通磷肥過(guò)磷酸鈣(12% P)、聚氨酯磷酸二銨PU-DAP(17% N，43% P)2種磷肥作為供試磷源；設(shè)置普通氯化鉀(60% K)、聚氨酯氯化鉀(56% K)2種鉀肥作為供試鉀源。以緩釋復(fù)混肥BBF(專利號(hào)：ZL201410175904.8)為參考依據(jù)，將不同緩控釋肥與速效肥料按照一定的比例進(jìn)行組配，形成緩混肥，其中氮磷鉀的比例N ∶PO∶KO 為 27 ∶0 ∶12、27 ∶5 ∶12、27 ∶10 ∶12。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)常規(guī)分次施肥(CK)，不配施磷緩混肥(0%P-BBF)、50%磷含量的緩混肥(50%P-BBF)、緩混肥(100%P-BBF)，以及普通磷肥換聚氨酯磷酸二銨(PU-DAP)的緩混肥(C-BBF)5個(gè)處理。所有處理重復(fù)3次。除0%P-BBF處理和CK外，施肥方式均為一次性機(jī)施，氮鉀肥施用量相同。緩混肥中磷肥施用量和類型不同，形成不同的氮磷鉀比例，肥料運(yùn)籌及肥料配比具體見(jiàn)表1。以寧粳8號(hào)為試驗(yàn)材料，5月25日播種，6月12日移栽，作物田間管理與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)高產(chǎn)管理一致。試驗(yàn)各小區(qū)均筑有田埂，利用塑料薄膜包覆田埂，獨(dú)立排灌。病、蟲(chóng)、草害防治與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理相同，主要防治稻瘟病、紋枯病、稻曲病等病害，以及稻縱卷葉螟、二化螟、大螟、稻飛虱等蟲(chóng)害。

表1 水稻生育期肥料運(yùn)籌、肥料配比及磷肥類型

1.3 取樣及測(cè)定方法

1.3.1 水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成 于水稻成熟期，對(duì)試驗(yàn)各小區(qū)進(jìn)行有效穗數(shù)普查。一般普查50穴，計(jì)算有效穗數(shù)；取5穴代表穴，進(jìn)行考種，測(cè)定每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量，并計(jì)算總穎花量，從而計(jì)算理論產(chǎn)量。此外，實(shí)際產(chǎn)量通過(guò)收割機(jī)實(shí)收獲得，并用便攜式谷物水分測(cè)定儀(LDS-1G系列)測(cè)定田間收獲水稻籽粒的含水量，重復(fù)3次，求得平均數(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)含水量14.5%計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.2 水稻群體指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 水稻關(guān)鍵時(shí)期莖蘗數(shù)調(diào)查 各試驗(yàn)小區(qū)連續(xù)10穴，定點(diǎn)查苗，每個(gè)小區(qū)重復(fù)5次。于水稻分蘗期(7月20日)、穗分化期(7月25日)、抽穗期(9月3日)、成熟期(10月28日)等關(guān)鍵生育期對(duì)不同生態(tài)點(diǎn)的各個(gè)處理進(jìn)行田間調(diào)查，各試驗(yàn)小區(qū)普查50穴，以計(jì)算單位面積莖蘗數(shù)。

1.3.2.2 干物質(zhì)積累的測(cè)定 在水稻分蘗期、穗分化期、抽穗期、成熟期調(diào)查各小區(qū)的莖蘗數(shù)，并計(jì)算各小區(qū)平均莖蘗數(shù)，取3穴具有代表性的水稻植株樣品。分蘗期水稻樣品不分樣，穗分化期將水稻樣品分為莖鞘、葉，抽穗期將水稻樣品分為莖鞘、葉、穗，成熟期則將樣品分為莖鞘、葉、穗。將取得的所有樣品利用烘箱在105 ℃殺青30 min，再置于80 ℃烘干直至樣品達(dá)到恒質(zhì)量，稱得水稻各部分的干物質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

本研究使用SPSS 20.0和Excel 2010等軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。采用分析差異顯著性(<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表2可知，處理對(duì)水稻產(chǎn)量存在顯著影響。100%P-BBF處理的產(chǎn)量最高，且高于CK；與CK相比，50%P-BBF處理產(chǎn)量不降低(2019年產(chǎn)量與CK相同，2020年產(chǎn)量較CK高)；0%P-BBF處理、C-BBF處理產(chǎn)量均低于CK，2年表現(xiàn)一致。3個(gè)磷肥施用量處理，水稻產(chǎn)量隨著緩混肥中磷配比的增加而增加，100%P-BBF和50%P-BBF處理的產(chǎn)量均顯著高于0%P-BBF，2年表現(xiàn)一致。

綜合2年數(shù)據(jù)，總體上，處理對(duì)有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、總穎花量存在極顯著影響，對(duì)結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量影響不顯著(表2)。100%P-BBF處理的有效穗數(shù)顯著高于CK，穗粒數(shù)也高于CK，總穎花量顯著高于CK，使得產(chǎn)量顯著高于CK，2年表現(xiàn)一致。與CK相比，50%P-BBF處理提高了有效穗數(shù)(2019年不顯著，2020年顯著)、穗粒數(shù)，顯著增加了總穎花量；但由于2019年50%P-BBF處理結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量顯著低于CK，產(chǎn)量與CK相同；2020年結(jié)實(shí)率低于CK，千粒質(zhì)量高于CK，產(chǎn)量高于CK。0%P-BBF處理的有效穗數(shù)2年均低于CK；穗粒數(shù)2019年高于CK，2020年低于CK，結(jié)實(shí)率2年均與CK差異不明顯，2年產(chǎn)量均低于CK。C-BBF處理2年的有效穗數(shù)均略低于CK(差異不顯著)，穗粒數(shù)2年均顯著低于CK，結(jié)實(shí)率差異不顯著，產(chǎn)量低于CK。3個(gè)磷肥施用量處理中，0% P-BBF 的有效穗數(shù)顯著低于100% P-BBF、 50% P-BBF處理，2年表現(xiàn)一致。

表2 不同肥料處理對(duì)水稻產(chǎn)量及構(gòu)成的影響

2.2 對(duì)水稻關(guān)鍵時(shí)期莖蘗數(shù)的影響

處理對(duì)水稻關(guān)鍵時(shí)期莖蘗數(shù)均存在顯著影響(表3)。2年總體規(guī)律保持相同(圖1)。在分蘗期，緩混肥不同磷配比的處理單位面積莖蘗數(shù)均低于常規(guī)施肥CK，2年趨勢(shì)一致；100%P-BBF、50%P-BBF、C-BBF處理莖蘗數(shù)差異不顯著，均顯著高于0%P-BBF處理；穗分化期，2019年100%P-BBF處理莖蘗數(shù)顯著高于0%P-BBF處理，而與其他處理(含CK)無(wú)顯著差異，0%P-BBF處理與其他處理(含CK)也無(wú)顯著差異；2020年各處理(含CK)間無(wú)顯著差異。抽穗期，2019年0%P-BBF處理顯著低于其他處理(含CK)，其他處理(含CK)間無(wú)顯著差異；2020年各處理之間無(wú)顯著差異。

表3 處理和生態(tài)點(diǎn)對(duì)水稻莖蘗數(shù)的方差分析

總體來(lái)說(shuō)，隨著緩混肥中磷配比增加，水稻莖蘗數(shù)(有效穗數(shù))也不同程度地增加；磷肥類型和施用量對(duì)分蘗期水稻莖蘗數(shù)產(chǎn)生了影響，但可能隨著后期控釋磷肥的養(yǎng)分釋放對(duì)水稻莖蘗數(shù)也產(chǎn)生了影響，最終使得100%P-BBF和50%P-BBF的有效穗數(shù)較高，而0%P-BBF和C-BBF有效穗數(shù)較低。

2.3 對(duì)水稻關(guān)鍵時(shí)期干物質(zhì)積累的影響

由表4可知，2年試驗(yàn)結(jié)果中，分蘗期，CK均具有最高的干物質(zhì)積累，其他處理中2019年C-BBF處理最高，2020年100%P-BBF處理最高。分蘗期之后的各關(guān)鍵生育時(shí)期：100%P-BBF處理的干物質(zhì)積累量均高于CK，2年表現(xiàn)一致；50%P-BBF處理的干物質(zhì)積累量2019年均高于CK，并且在成熟期略微超過(guò)100%P-BBF處理，2020年在成熟期才反超CK，但始終低于100%P-BBF處理。C-BBF處理的成熟期干物質(zhì)積累量2019年高于CK，2020年低于CK，但2年均低于 100%P-BBF處理。0%P-BBF處理的干物質(zhì)積累量在除2019年成熟期以外的各關(guān)鍵生育時(shí)期均為最低。

表4 不同肥料處理對(duì)水稻干物質(zhì)積累的影響

3 討論與結(jié)論

水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素間通常是互相制約的關(guān)系，例如有效穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒數(shù)與結(jié)實(shí)率一般呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。研究表明，合理的氮磷肥運(yùn)籌，可以提高水稻總穎花量，維持穩(wěn)定的結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，從而提高水稻產(chǎn)量。研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化養(yǎng)分管理和緩控釋肥均可以促進(jìn)水稻產(chǎn)量的提高。此外，水稻產(chǎn)量與磷肥施用量極顯著相關(guān)(表2)。當(dāng)前試驗(yàn)中，緩混肥不同磷肥配比及磷肥類型顯著影響水稻單位面積莖蘗數(shù)(有效穗數(shù))、干物質(zhì)積累，從而影響水稻產(chǎn)量。

總體上，分蘗期CK和C-BBF處理的水稻莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累均高于其他處理，主要由于分蘗期充足的速效肥料促進(jìn)了水稻分蘗的形成，而2020年分蘗期可能因?yàn)閺?qiáng)降雨加劇速效肥養(yǎng)分流失，從而影響了水稻莖蘗數(shù)及干物質(zhì)積累。有研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)插水稻具有植傷大、緩苗期長(zhǎng)等特點(diǎn)，前期養(yǎng)分充足供應(yīng)可以保證水稻分蘗的發(fā)生。此外，除0% P-BBF 外，其他處理間干物質(zhì)積累量的差異總體上不顯著，與前人研究結(jié)果相同。

到穗分化期及以后，100%P-BBF處理的莖蘗數(shù)(有效穗數(shù))高于CK，并且干物質(zhì)積累也高于CK，使得100%P-BBF處理水稻產(chǎn)量最終高于CK。0%P-BBF和C-BBF處理后期逐漸缺乏磷素，影響了水稻對(duì)氮素的吸收利用，不利于后期干物質(zhì)的積累，使其群體指標(biāo)低于其他處理。有研究表明，水稻的穗型大小和籽粒灌漿充實(shí)度與抽穗期水稻植株氮素吸收情況緊密相關(guān)，適當(dāng)滿足此時(shí)期水稻對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，有利于提高穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率。因此，0%P-BBF、C-BBF處理雖氮肥施用足夠，但后期磷肥供應(yīng)不足，影響水稻干物質(zhì)的積累，降低了有效穗數(shù)或者穗粒數(shù)，從而影響了水稻總穎花量，同時(shí)結(jié)實(shí)率有所下降，最終導(dǎo)致其產(chǎn)量顯著低于其他處理。50%P-BBF處理水稻產(chǎn)量介于CK和100%P-BBF之間。

隨著緩混肥磷配比的增加，水稻產(chǎn)量增加。施磷量較多導(dǎo)致增產(chǎn)幅度降低，可能與該地區(qū)土壤速效磷含量已達(dá)到較高水平有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，作物產(chǎn)量的高低與土壤的基礎(chǔ)理化性狀存在關(guān)系。

與CK相比，100%P-BBF處理提高了水稻單位面積莖蘗數(shù)和干物質(zhì)積累，使得水稻產(chǎn)量最高；50%P-BBF處理可以維持或提高水稻產(chǎn)量，保證水稻的正常生長(zhǎng)。0%P-BBF和C-BBF處理水稻群體生長(zhǎng)較弱，產(chǎn)量較低。因此綜合考慮水稻的群體生長(zhǎng)和產(chǎn)量，可以減施磷肥，并且選擇控釋磷肥較普通磷肥能更好地促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，從而優(yōu)化施肥模式。