水稻秸秆全量还田与减量施肥对灌浆速率及产量的影响

徐伟豪 白学峰 王亮 柳洪良 朴雪梅 朴成日 杨林先 韩云哲

摘要 研究水稻秸秆全量还田条件下不同减量施肥处理对灌浆速率及产量的影响，为秸秆还田下水稻减量合理施肥提供科学依据。试验设1个常规栽培（CK），4个减肥处理，分别为减N、减P、减K、减NPK，水稻抽穗开始测定灌浆速率，收获后进行考种。结果表明，水稻秸秆还田条件下减N、减P、减K、减NPK处理上、中、下部穗灌浆速率呈前期渐增长，中期快速增长，后期缓增长趋势;最大灌浆速率为上部籽粒≥中部籽粒≥下部籽粒，减P≥减N≥减NPK≥减K≥常规施肥;减P、减K与CK产量无显著差异，每穴穗数和实粒数也无显著差异。

关键词 水稻;秸秆全量还田;减量施肥;灌浆速率;产量

中图分类号 S 141.4  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）03-0168-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.045

Effects of Total Straw Returning and Reduced Fertilization on Grain Filling Rate and Yield of Rice

XU Wei-hao，BAI  Xue-feng，WANG  Liang et al

（Yanbian Korean Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences，Longjing，Jilin  133400）

Abstract In order to provide scientific basis for rational fertilization reduction of rice under straw returning，the effects of different fertilizer reduction treatments on grain filling rate and yield were studied.In the experiment，a conventional cultivation （CK） was set up，and four fertilizer reducing treatments were set up，namely，reducing N，reducing P，reducing K and reducing NPK.The filling rate of rice was measured at the beginning of heading，and the seeds were tested after harvest.The results showed that the grain filling rate of upper，middle and lower panicles increased gradually in the early stage，rapidly in the middle stage and slowly in the late stage under the treatments of reducing N，P，K and NPK;the maximum grain filling rate was upper grain≥middle grain≥lower grain，reducing P≥reducing N≥reducing NPK≥reducing K≥ conventional fertilization;there was no significant difference in yield，panicle number per hole and filled grain number between reduced P，K and CK.

Key words Rice;Straw full amount returning to the field;Reduced fertilization;Filling rate;Yield

基金項目

延边州科技发展计划项目“水稻秸秆机械化全量还田配套栽培技术推广”（2018NS13）;水稻产业重大技术协同推广试点项目。

作者简介 徐伟豪（1988—），男，吉林龙井人，助理研究员，硕士，从事水稻育种与栽培研究。通信作者，副研究员，博士，从事水稻栽培与育种研究。

收稿日期 2021-05-12

秸秆是一种重要的可再生有机资源，含有氮、磷、钾、钙、镁和硫等多种水稻生长所需的营养元素。1 hm2还田秸秆7 500 kg，相当于施用硫铵175.50 kg、过磷酸钙93.00 kg、硫酸钾71.25 kg，一年后土壤有机质含量相对提高0.05%～0.23%，所以水稻秸秆还田有利于土壤培肥，连续几年还田后可以减量施肥，对生态农业和循环农业的发展具有十分重要的意义[1]。龙胜碧等[2]在研究水稻秸秆还田化肥（三元素复合肥）减量中发现，化肥减量0～10%处理水稻生长性状指标增加，产量增加72～696 kg/hm2，增幅为2.2%～7.3%，增产效果达显著水平。戚文辉等[3]在水稻秸秆还田减量施钾试验中指出，减钾10%以内，增产效果明显;减钾超过20%，减产效果明显;水稻秸秆还田对水稻生长性状和产量构成因素有增加效果。曾研华等[4]研究表明，水稻秸秆还田条件下减施磷肥能提高作物产量，同时还可以调节磷的积累和运转，提高磷素的吸收利用效率。

灌浆期是水稻生长的一个重要时期，主要是淀粉的合成和积累过程，影响水稻的结实率、粒重、产量和穗粒数。灌浆期不仅受外界环境因素的影响，还受栽培条件的影响。徐国伟等[5]研究表明，秸秆还田结合实地氮肥管理增大了籽粒最大灌浆速率与平均灌浆速率，缩短了活跃灌浆期，增加了粒重。董明辉等[6]在秸秆还田对强弱势粒的粒重和灌浆特性研究中表明，不同部位籽粒灌浆速率强势粒均高于弱势粒，达到最大灌浆速率的时间强势粒小于弱势粒，但秸秆还田处理弱势粒灌浆速率幅度明显大于强势粒。但有关水稻秸秆全量还田与减量施肥对灌浆速率的影响尚未见报道。笔者以秸秆全量还田条件下减量施肥氮、磷、钾为处理，研究不同处理间灌浆速率及产量，为秸秆全量还田条件下合理施用肥料提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在吉林省珲春市哈达门乡新华村（130°46′E，42°89′N）进行，试验区无霜期162 d，5—9月积温为2 688.9  ℃、日照时数为956 h、降水量为512.7 mm。试验地土壤类型为冲积土，连续秸秆还田2年，0～20 cm耕层有机质含量46.7 g/kg、碱解氮172 mg/kg、有效磷89 mg/kg、速效钾238 mg/kg、pH 5.3。

1.2 试验设计

试验在秸秆全量还田条件下进行，共设置5个大区处理，见表1。氮肥按基肥40%、分蘖肥40%、穗肥20%，磷肥一次性基施，钾肥按基肥60%、穗肥40%施用。供试氮肥为尿素（N 46%），磷肥为磷酸二铵（P2O5 46%，N 18%），钾肥为氯化钾（K2O 60%）。供试水稻品种为吉宏6，2014年通过吉林省品种审定委员会审定的中晚熟偏早品种，生育期138 d，需≥10 ℃积温2 800 ℃左右，区试产量8 333.4 kg/hm2。4月10日播种，5月25日机械插秧，5～7棵/穴，大田插秧密度为30 cm×15 cm，9月30日取样考种。

秸秆用量：秸秆用量7 500 kg/hm2，折合纯N 36  kg/hm2，P2O5 13  kg/hm2，K2O 43  kg/hm2。秸秆还田前留茬高度15 cm、切断长度小于15 cm，翻地20～25 cm，泡田5 d，整平。

1.3 灌浆速率测定

于齐穗期选择基本一致的主茎穗400个挂签。开花至成熟期每隔5 d取标记的主茎穗40个，105 ℃杀青30 min后，70 ℃烘干至恒質量。取稻穗上中下籽粒，称千粒重，计算灌浆速率。

灌浆速率=（Tn-T0）/（n-0）

式中，0代表齐穗日期;n代表齐穗后日期;T代表千粒重（g）。

1.4 测产与考种 采用对角线取样法取5个点进行收获、测产，同时选取10穴考种分析。

2 结果与分析

2.1 不同减肥处理对灌浆速率的影响

从图1A可以看出，常规施肥（CK）条件下灌浆速率是上部籽粒灌浆起步快，出穗后15 d达到高峰，高峰值后缓慢下降，中部籽粒灌浆起步比上部慢，出穗后21 d达到高峰，高峰值缓慢下降，下部籽粒灌浆起步缓慢，出穗后30 d达到高峰，高峰后急速下降，上、中、下部籽粒出穗40 d灌浆速率均达到最低。图1B和图1C表明，上、中、下部籽粒灌浆起步慢，出穗21 d都达到高峰，高峰值后急速下降，出穗24 d后平稳下降，出穗40 d灌浆速率均达到最低。图1D是减K施肥处理，上、中、下部籽粒灌浆起步缓慢，出穗25 d达到高峰，高峰值后上部籽粒灌浆速率急速下降，中、下部籽粒缓慢下降，出穗40 d灌浆速率均达到最低。图1E是减NPK施肥处理，上、中、下部籽粒灌浆起步缓慢，出穗21、25、30 d分别达到高峰，高峰值后均急速下降，出穗40 d灌浆速率均达到最低。

2.2 不同减肥处理对水稻产量的影响

从表2可以看出，水稻秸秆全量还田条件下CK和处理②、③产量之间无差异显著，与处理①和处理④差异显著。

从产量构成因素分析，5个处理千粒重无显著差异;实粒数CK和处理①～③之间无显著差异;穗数CK和处理①、③之间无显著差异，处理②和处理④无显著差异。

3 讨论与结论

水稻籽粒增长与灌浆速率有密切关系。水稻籽粒的增长表现为非线性过程，可分为渐增期、快增期和缓增期，研究发现秸秆还田条件下肥料处理对水稻籽粒灌浆速率和灌浆期有明显的影响[6-10]。该研究结果表明，减N、减P、减K、减NPK处理上、中、下部穗灌浆速率呈前期渐增长，中期快速增长，后期缓增长趋势。但常规施肥处理上、中部籽粒前期快速增长，中期稳定增长，后期急速下降，下部籽粒前期渐增长，中后期快增长后急速下降，与减肥处理表现不同的灌浆速率和灌浆期。

水稻籽粒充实度与其穗上着生的部位有关。一般而言穗中上部早开花的强势粒，灌浆快、充实度好、粒重高;着生在穗下部迟开花的弱势粒，灌浆慢、充实度差 、粒重低，其强、弱势籽粒灌浆速率的差异在不同栽培条件下表现尤其突出[11]。该研究证明秸秆还田条件下减肥处理最大灌浆速率和籽粒着生的部位和栽培条件有关，即上部籽粒≥中部籽粒≥下部籽粒，减P≥减N≥减NPK≥减K≥常规施肥。

水稻秸秆还田条件下优化施肥一定程度的减N、减P、减K和减NPK不会造成水稻显著减产，其中有效穗数和穗粒数对最终产量起决定性作用[12]。该研究证明秸秆还田条件下减P、减K与CK产量无显著差异，每穴穗数和实粒数也无显著差异。

综上所达，水稻秸秆全量还田条件下可以适当减P或K，但减N或减NPK对产量有一定的影响。

参考文献

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