水稻绿色栽培减施增效施肥技术及其应用研究

Study on Reducing Synergistic Fertilization Technology and Application in Green Cultivation of Rice

陈绍荣 Shaorong CHEN , 邵建华 Jianhua SHAO , 张明泽 Mingze ZHANG , 杨君 Jun YANG , 句梦娜 Mengna JU

1 江西省鹰潭市余江区农业农村粮食局江西鹰潭 335200 Agricultural and Rural Grain Bureau of Yujiang District, Yingtan City, Jiangxi Province, Yingtan, Jiangxi 335200, China 2 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所江苏南京 210014 Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014, China 3 内蒙古东宝大田生物科技有限公司内蒙古包头 014036 Inner Mongolia Dongbao Datian Biotechnology Co., Ltd., Baotou, Inner Mongolia 014036, China

摘要：

为考察开发的水稻绿色栽培减施增效施肥技术，开展了大田示范试验，试验设计了减施增效施肥与常规测土施肥2个处理。结果表明：采用水稻绿色栽培减施增效施肥技术，水稻根幅扩大35.90%，根鲜质量增加36.36%，最长新根长度增加42.37%；水稻提前2 d返青；叶绿素相对含量增加31.33%；株高、茎粗、叶面积、叶厚、单株分蘖数分别增加29.25%、6.67%、16.42%、30.14%、26.43%；能够提高水稻对纵卷叶螟、稻纹枯病、稻曲病的抵抗能力，可减少生物胁迫等带来的损失；在大量元素肥料施用量(折纯)减少24.4%的条件下，水稻理论产量提高20.05%。水稻绿色栽培减施增效施肥技术可以推动水稻生产的绿色发展。

关键词：

水稻; 绿色栽培; 减施增效; 肥效试验;

Abstract：

In order to investigate the developed technology of reducing and synergistic fertilization technology for green cultivation of rice, a field demonstration experiment is carried out. Two treatments of reducing and synergistic fertilization and conventional soil testing fertilization are designed. The results show that using the technology of reducing application of synergistic fertilization in green cultivation of rice, the root width of rice expanded by 35.90%, the fresh weight of roots increased by 36.36%, and the length of the longest new root increased by 42.37%. Rice returned to green 2 days in advance. The relative chlorophyll content increased by 31.33%. Plant height, stem diameter, leaf area, leaf thickness and tiller number per plant increased by 29.25%, 6.67%, 16.42%, 30.14% and 26.43% respectively. The technology can improve the resistance of rice to leaf roller, rice sheath blight and rice false smut, and reduce the losses caused by biological stress. The theoretical yield of rice increased by 20.05% under the condition of reducing the application amount of large element fertilizer (converted into pure fertilizer) by 24.4%. The technology of reducing synergistic fertilization application in green cultivation of rice can promote the green development of rice production.

Keyword：

rice; green cultivation; reduction of application and enhancement of efficiency; fertilizer efficiency test;

多年的生产实践证明，化肥对我国水稻生产发展发挥了不可替代的作用，化肥对水稻产量的贡献率超过了50%。但由于化肥过量施用，造成了许多负面效应，如：化肥过量施用，水稻无法完全吸收，多余的养分便进入土壤、水体、大气等造成环境污染，严重破坏生态，影响人体健康；化肥施用过量引起土壤板结、酸化、盐渍化及重金属污染，使土壤的有效肥力下降，降低了水稻产量和品质。为了推动水稻生产的绿色发展，减施增效施肥技术应运而生。

1 水稻绿色栽培减施增效施肥技术的科学内涵

1.1 “大三元”生态肥是水稻减施增效的主推肥料

“大三元”生态肥是近20年来国内创新推出的高吸收利用率、高经济效益、高生态效益的新型复合肥料，包括无机化肥、新型有机肥和微生物肥等三重营养成分，其绿色增效机制如下。

(1) 活化土壤养分，大幅提高水稻对化肥及有机肥中有效养分的吸收利用率^[1]。“大三元”生态肥中的微生物能促进土壤中潜在的难溶态的营养成分活化，增加土壤中水稻能吸收利用的有效养分的库容，其中的固氮菌可增加土壤中有效氮的供给，解磷、解钾菌能活化土壤中难吸收的磷、钾、硅等养分。“大三元”生态肥中的有机成分，如腐殖酸、氨基酸、小分子肽等，可大幅提高水稻对肥料及土壤中有效营养成分的吸收利用效率, 而且腐殖酸、氨基酸是许多中微量营养元素和有益营养元素的最佳螯合剂，螯合成本低，螯合活性高。更重要的是腐殖酸还可通过促进和调节水稻的新陈代谢，使水稻吸钾量增加一倍以上。

(2) 促进叶绿素形成，提高光合作用效率。据研究^[2]，腐殖酸能促进叶绿素的形成，大幅提高光合作用效率。

(3) 提高酶的活性，促进水稻新陈代谢。据李安民等^[2]的研究，腐殖酸钠可提高水稻的抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶的活性，促使水稻新陈代谢作用旺盛。

(4) 促进根系生长，提高水稻对养分的吸收利用。李安民等^[2]研究指出，腐殖酸能促进水稻根系生长、根幅扩大、根干质量增加、根的活力明显提高。

(5) 提高水稻的抗胁迫能力。“大三元”生态肥中的腐殖酸、微生物及硅等的活性成分能提高水稻的抗涝、抗旱、抗寒及抗病虫害能力。

(6)“大三元”生态肥的多重有效成分可以优化生态，治理修复污染土壤，特别是治理重金属污染效果较好。

1.2 硅肥在水稻减施增效中占有重要位置

国内外大量研究及实践应用证明^[3]，硅是水稻生长的必需营养元素，而且是需求量占第一位的营养元素。有资料指出^[4]，每生产1 t稻谷，需从土壤中吸收二氧化硅200~220 kg，需求量超出氮、磷、钾三要素的总量。水稻体内的硅酸含量为氮的10倍、磷的20倍。硅能提高水稻同化CO₂的能力及产量，主要是硅能使水稻杆硬、叶挺，使叶片开张度变小，减少遮阴，增大田间透光率，增加叶片厚度，延长功能叶寿命，特别是可提高水稻群体中下部叶片的光合作用效率。硅肥能使水稻茎叶细胞膜硅质化，使茎杆变粗，茎叶硬度增加，第一伸长节间明显缩短，大大提高抗倒伏能力。硅肥能有效促进根系发育，增强根系活力，提高其对水分、养分的吸收能力。硅肥还能增强水稻的抗病能力，减少纹枯病、黑条矮缩病的发生。施硅还能活化土壤中的难溶态养分，提高土壤磷的释放率。施用硅肥还能改善稻米品质，提高出糙率和精米率，减小胶稠度，提高品质并改善口感。

1.3 生物刺激素是水稻减施增效的最佳选择

大量的研究资料及应用实践表明，应用生物刺激素是水稻减施增效的最佳选择。生物刺激素能提高水稻对化肥有效成分的吸收利用率；能促进氮肥的缓慢释放和螯合中微量营养元素及有益营养元素；能够活化土壤养分，使无效养分有效化，低效养分高效化，速效养分长效化，增加土壤养分供给；能有效促进水稻新陈代谢，提高其营养效率，增强对生物胁迫和非生物胁迫抵抗能力及高效修复土壤的退化与污染。

1.4 添加螯合态中微量元素，平衡水稻营养

由于稻农在实践中往往忽视中微量肥料的施用，致使稻田中水稻需要的中微量营养元素越来越少。水稻对锌元素特别敏感，很多稻农喜欢施用无机锌，但无机锌易与土壤中的磷酸盐发生反应生成水不溶物，使锌元素失去活性。本项目将无机锌用氨基酸螯合生成氨基酸锌，提高了锌元素的活性，平衡了水稻营养，减少了氮、磷、钾三元素的用量。

2 水稻绿色发展减施增效施肥技术应用实例

2.1 试验示范概况

试验示范地点：江西省鹰潭市余江区邓埠镇三宋村委会上宋家小组。

试验示范户：家庭农场。

试验示范面积：共12.7亩(1亩=667 m²)，其中减施增效施肥大区示范田10亩，小区试验田1亩，常规测土施肥对照田(CK)1.7亩。

常规测土施肥处理：底肥为16-16-16复合肥，40 kg/亩；根际追肥为尿素，10 kg/亩。

供试土壤理化性状：土壤为潴育性水稻土，w(有机质)为5.02%，w(全氮)为0.75%，w(速效磷)为0.01%，w(速效钾)为0.37%，pH为6.1，电导率为75.6 μS/cm。

试验示范肥料：骨钙粉型“大三元”生态肥(N-P₂O₅-K₂O=10~15-5-10~15)和腐殖酸硅[w(有效硅)为2.1%]，内蒙古东宝大田生物科技有限公司；r-氨基丁酸，南宁汉和生物科技股份有限公司；海藻精，山东洁晶集团恒泰海洋生物科技有限公司；阿氏解硅菌剂，河北萌邦水溶肥料股份有限公司；氨基酸锌，南京地博农业科技有限公司。

供试水稻品种：黄花粘。

2.2 一季中稻减施增效施肥技术规程

底肥：亩施15-5-10骨钙粉型“大三元”生态肥40 kg+腐殖酸硅20 kg+阿氏解硅菌剂400 g。

根际追肥：封行前亩施10-5-15“大三元”生态肥20 kg。

叶面追肥：拔秧前一天，亩叶面喷施r-氨基丁酸稀释液(稀释5 000倍)15 kg；分蘖盛期叶面喷施2次海藻精稀释液(稀释1 500倍)，亩用量15 kg，间隔15 d；拔节始期亩叶面喷施r-氨基丁酸稀释液(稀释5 000倍)30 kg。

2.3 减施增效施肥技术试验示范的肥效观测

2.3.1 根系生长

减施增效施肥技术对水稻根系生长的影响见表 1。

表 1

减施增效施肥技术对水稻根系生长的影响

处理	根幅		根鲜质量		最长新根长度
处理	测定值/ m²	与CK比较/%	测定值/ g	与CK比较/%	测定值/ cm	与CK比较/%
CK	23.4		18.7		5.9
减施增效施肥	31.8	35.90	25.5	36.36	8.4	42.37
注：1)2021年6月30日测定，30株平均数

由表 1可知：减施增效施肥处理对水稻根系生长的促进作用比CK处理的显著，根幅扩大35.90%，根鲜质量增加36.36%，最长新根长度增加42.37%。强大的根系能够吸收更多的营养物质，奠定了增产、提质的基础。

考察了生物刺激素r-氨基丁酸对水稻秧苗返青、发根的影响，数据见表 2。

表 2

r-氨基丁酸对水稻返青、发根的影响

处理	返青日期	平均新根数/ (根·株^-1)	最长新根长度/cm	根鲜质量
处理	返青日期	平均新根数/ (根·株^-1)	最长新根长度/cm	测定值/ g	与CK比较/%
CK	6月25日	9.8	5.2	3.1
减施增效施肥	6月23日	15.5	8.5	3.8	22.58

由表 2可知：喷施r-氨基丁酸的秧苗返青日期比CK处理的提前2 d，根系生长明显优于CK处理的，表明r-氨基丁酸对水稻的发根作用显著。

2.3.2 叶绿素含量

减施增效施肥技术对水稻叶绿素相对含量(SPAD值)的影响见表 3。

表 3

减施增效施肥技术对水稻SPAD值的影响

处理	7月24日		9月25日
处理	SPAD值	与CK比较/%	SPAD值	与CK比较/%
CK	24.40		20.30
减施增效施肥	26.71	9.47	26.66	31.33

由表 3可知，减施增效施肥处理的SPAD值增大，尤其是在抽穗成熟期，减施增效施肥处理的SPAD值比CK处理的增加31.33%。

2.3.3 茎叶生长

减施增效施肥技术对水稻茎叶生长的影响见表 4。

表 4

减施增效施肥技术对水稻茎叶生长的影响

处理	分蘖		株高		茎粗		最上完全叶面积		叶厚
处理	测定值/ (根·株^-1)	与CK比较/ %	测定值/ cm	与CK比较/ %	测定值/ mm	与CK比较/ %	计算值/ cm²	与CK比较/ %	测定值/ mm	与CK比较/ %
CK	20.24		44.1		5.25		13.4		0.73
减施增效施肥	25.59	26.43	57.0	29.25	5.60	6.67	15.6	16.42	0.95	30.14

由表 4可知，与CK处理相比，减施增效施肥处理的水稻茎叶生长旺盛，表明肥效显著。

2.3.4 产量要素

减施增效施肥技术对水稻产量要素的影响见表 5。

表 5

减施增效施肥技术对水稻产量要素的影响

处理	总穗数/ (万穗·亩^-1)	实粒数/ (粒·穗^-1)	千粒质量/ g	产量
处理	总穗数/ (万穗·亩^-1)	实粒数/ (粒·穗^-1)	千粒质量/ g	理论值/ (kg·亩^-1)	与CK比较/%
CK	34.0	82.4	24.6	482.4
减施增效施肥	32.1	99.5	25.9	579.1	20.05

根据表 5数据可知：在化肥用量(氮磷钾折纯量)减少24.4%的条件下，减施增效施肥处理的理论产量比CK处理的增加20.05%，主要增产因素是实粒数的增加和千粒质量的增大。

2.3.5 抗生物胁迫

减施增效施肥技术对水稻抗生物胁迫的影响见表 6。

表 6

减施增效施肥技术对水稻抗生物胁迫的影响

处理	稻纵卷叶螟危害叶数/ (叶数·m^-2)	水稻纹枯病病株率/%	稻曲病病株率/%
CK	18	44.5	16.9
减施增效施肥	10	15.8	12.8
注：1)稻纵卷叶螟危害调查日期为7月24日，水稻纹枯病和稻曲病调查日期为9月25日

由表 6可知，应用减施增效施肥技术，能够提高水稻对稻纵卷叶螟、水稻稻纹枯病、稻曲病的抵抗能力，可以减少生物胁迫等带来的损失。

2.3.6 实收产量

减施增效施肥技术对水稻产量(干谷)的影响见表 7。

表 7

减施增效施肥技术对水稻产量(干谷)的影响

处理	总产量/kg	平均亩产量/kg	亩产量与CK比较/%
CK	739.99	435.29
减施增效施肥	5 179.60	517.96	18.99

由表 7可知，减施增效施肥大区示范田平均亩产517.96 kg，常规测土施肥对照田平均亩产435.29 kg，示范田比对照田增产18.99%。

2.4 讨论与分析

2.4.1 化肥折纯量比较

减施增效施肥与常规测土配方施肥的化肥折纯量见表 8。

表 8

减施增施肥与常规测土施肥的化肥折纯量

处理	化肥折纯量/(kg·亩^-1)				化肥折纯合计与CK比较/%
处理	N	P₂O₅	K₂O	合计	化肥折纯合计与CK比较/%
CK	11.0	6.4	6.4	23.8
减施增效施肥	8.0	3.0	7.0	18.0	-24.4

由表 8可知，减施增效施肥处理化肥折纯量比CK处理的减少24.4%，其中N减少27.3%，P₂O₅减少53.1%，K₂O增加了9.4%。

2.4.2 减施增效施肥技术的增产机制

减施增效施肥技术在减少化肥折纯量的情况下，增施了有机硅肥和生物硅肥，而且施用的化肥中融合了有机肥、微生物肥和生物刺激素，充分满足了水稻的营养需求；特别是添加了水稻大量需要的硅营养成分，加上腐殖酸、氨基酸及骨钙粉中所含的小分子肽及中微量元素，起到了提高水稻营养效率、活化土壤养分和抗生物胁迫能力的作用，从而大幅提高了水稻的单位面积产量，产生了较好的生态效益及经济效益。

3 结语

采用绿色栽培减施增效施肥技术可以改善和提高水稻各项生理指标水平，减少各种病害的发病率，不仅提高了水稻产量，而且提高了抗生物胁迫能力，有助于推动水稻生产的绿色发展。

ckwx 参考文献

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