Effects of Different Topdressing Stages on Production Characteristics and Yield of Rice

GAOGuoliang, GAOFarui, ZHANGQiaoling, WANGQiuyun, FENGWenjie, MAMengqing, HUANGXincheng

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Chinese Agricultural Science Bulletin ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (35) : 1-5. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0787

Effects of Different Topdressing Stages on Production Characteristics and Yield of Rice

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Abstract

Using the slow-release fertilizer as base fertilizer, the influence of different topdressing periods on rice growth characteristics and yield was studied to provide scientific fertilization measures and decision-making basis for rice production in Nansi Lake basin. The rice variety ‘Jirudao 1’ was used as the test material and five different topdressing periods were set up to carry out the tests. The amount of nitrogen fertilizer in the whole growth stage was 264 kg/hm2, the topdressing of nitrogen fertilizer was 69 kg/hm2, and the phosphate fertilizer and potassium fertilizer were applied at one time. The stem tiller dynamics, leaf SPAD value, leaf area and dry matter, yield and yield structure data were determined at different growth stages. The results showed that with the topdressing period, rice yield tended to increase first and then decrease and the yield order was T4>T5>T3>T1>T2. Before heading, especially during the booting stage, the tillers of T1, T2 and T3 were higher than that of T4 and T5. After heading tillers decreased rapidly in T1, T2 and T3, but kept steadily in T4 and T5. Finally T4 had the highest number of tillers, followed by T5. At heading stage, T1, T2, and T3 had higher leaf area index than that of T4 and T5, but at mature stage the order of leaf area index was T5>T4>T3>T2>T1. At the booting stage T1 and T3 were higher, followed by T2 and T5, and T4 was the lowest. At the mature period T4 and T5 were significantly higher than that of T1 and T2, and not much different from T3. Between treatments, the SPAD values varied less in the jointing and filling and more in maturity. At maturity stage, the value of SPAD in T4 and T5 decreased slowly. Under the premise of slow-release fertilizer as base fertilizer with side deep application, the effect of applying ear fertilizer was better than that of applying tiller fertilizer. The effect was better to pursue tiller fertilizer later, but better to pursue ear fertilizer earlier.

Key words

rice / topdressing / growth characteristic / yield / dry matter accumulation

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GAO Guoliang , GAO Farui , ZHANG Qiaoling , WANG Qiuyun , FENG Wenjie , MA Mengqing , HUANG Xincheng. Effects of Different Topdressing Stages on Production Characteristics and Yield of Rice. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2024, 40(35): 1-5 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0787

0 引言

水稻高产栽培通常要多次施肥[1]，虽然相同施肥量下增加施肥次数有利于适应不同发育期需肥规律而提高肥料效率[2]，但实际应用中往往容易造成过量施肥[3]。在水稻不同生育时期减施氮肥或者减少施肥次数，会对产量造成不利影响，因此需要新型肥料、施肥方法等多种肥料减量方法统筹配合应用才能满足水稻需肥要求[4]。随着缓释肥料和侧深施肥机械的发展，水稻可以实现一基一追2次施肥甚至1次施肥不减产[5-6]。季雅岚等[7]研究表明在缓控释肥侧深施肥条件下追施尿素，基蘖肥减量20%时产量仍然高于传统人工撒施。刘红江等[8]发现在基肥侧深施条件下穗肥少10%不减产。赵红玉等[9-10]发现侧深施肥下基肥减少10%时水稻产量依然高于常规施肥。怀燕等[11]在早稻侧深施肥试验中发现，复合肥减量10%、缓释肥减20%都能实现氮肥减施不减产。综上所述，目前关于水稻缓释肥侧深施肥的研究主要集中在与常规施肥比较和减肥方面，关于追肥时期效果的研究较少。南四湖流域水稻以单季粳稻为主，是水稻高产区，当地水稻种植习惯“一基三追”，故南四湖水稻追肥次数亟需优化[12]。本研究采用新型肥料缓释掺混肥作底肥并通过侧深施肥方式施入，在此基础上对追肥时期进行优化分析，以期为南四湖流域水稻生产提供科学的施肥措施和决策依据。

1 材料与方法

1.1 试验地与材料

2022年在济宁市鱼台县清河镇(35.012749°N，116.650608°E)进行试验。试验区域全年平均气温在13.2~14.1℃，≥10℃积温为4500~5000℃，无霜期200~205 d。年平均降水量一般在650~850 mm，年降水日数平均76.8 d，集中在水稻生长需要水分最多的7、8、9 3个月份，年日照时数约为2400~2600 h。土壤均为水稻土，土壤有机质含量27.69 g/kg，全氮含量0.132 g/kg，有效磷含量24.04 mg/kg，速效钾含量222 mg/kg。供试水稻品种‘济儒稻1号’是济宁市农业科学研究院自主选育的粳型常规水稻品种，2021年通过山东省审定。供试基施肥料控释掺混肥（N:P2O5:K2O的质量比为26:9:10，控释氮和速效氮各占50%）产自山东农大肥业科技有限公司，供试追施氮肥为尿素(46% N)。

1.2 试验方法与设计

采用随机区组设计，设置5个不同时期氮肥追肥处理，分别为一基两蘖（促蘖肥和保蘖肥）、一基一蘖（促蘖肥）、一基一蘖（保蘖肥）、一基一穗（促花肥）、一基一穗（保花肥）。重复3次，共15个小区，小区面积30 m2。以上处理氮肥全生育期用量均为264 kg/hm2，氮肥追肥均为69 kg/hm2，磷肥和钾肥均一次基施。追肥时期分别为2022年6月24日、7月11日、8月9日和8月14日。各处理氮肥施用情况见表1，在水稻成熟期，选取处理中大小均匀、长势基本一致的3个穗，观察测定每穗实粒数和秕粒数，数值和为总颖花数。
表1 试验处理设计 kg/hm2
处理 描述 基肥 促蘖肥 保蘖肥 叶龄余数4 叶龄余数2 总施氮量
T1 2次蘖肥 195 34.5 34.5 264
T2 促蘖肥（1次） 195 69.0 264
T3 保蘖肥（1次） 195 69.0 264
T4 穗肥 195 69 264
T5 穗肥 195 69 264
试验于2022年5月10日播种，移栽日期在6月17日，移栽方式均为机插，移栽株行距为14 cm×30 cm，每穴3~4棵苗。移栽后保持浅水层以利于返青和分蘖，分蘖够苗后晒田，然后复水，土壤水分保持干湿交替。试验过程中除草和病虫害防治措施均一致，11月5日收获测实产。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 茎蘖动态

各处理每个小区（每小区40 m2）定点10穴作为一个观察点，分别在拔节期、孕穗期、抽穗期和成熟期考察群体茎蘖数。

1.3.2 叶片SPAD值

在拔节期、灌浆期和成熟期，每小区选取具有代表性水稻植株6穴，用SPAD-502 (SPAD-502，Osaka，Japan)便携式叶绿素仪测量叶片（顶一叶）的SPAD值。

1.3.3 叶面积和干物质

分别于拔节期、孕穗期、抽穗期和成熟期，每处理取代表性植株3穴，采用长宽系数法测定叶面积；所有样本105℃下杀青30 min，80℃烘箱烘至恒质量后，测定大田干物质量。

1.3.4 产量及其结构

成熟期从每小区选择生长整齐的中部6行，每行10穴，共收割60穴，脱粒、晒干，测定实际产量。同时根据成熟期普查茎蘖数，从每小区选取平均茎蘖数相当的稻株2穴，自然风干后测定每穗粒数、结实率与千粒重。

1.4 数据处理

采用采用Excel 2010和SPSS 23.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 群体茎蘖动态

由图1可知，随着生育期的进展各处理茎蘖动态变化整体上是下降的，在拔节—孕穗期T1和T3略有增长，在孕穗—抽穗期T4略有增长。拔节期T2和T4茎蘖量较高，孕穗期T1、T2、T3高于T4、T5。抽穗后T1、T2、T3群体下降迅速，而T4、T5下降平稳，导致最终茎蘖成穗T1、T2、T3比T4、T5低。总体来看施穗肥最终穗数高于施蘖肥。从施蘖肥看，抽穗后T3群体最高，T1和T2相差不大；从施穗肥看最终穗数T4>T5。可见在缓控释肥作基肥少次追肥情况下，后期脱肥较重，晚追蘖肥和早追穗肥对成穗更有利。
图1 氮肥运筹对粳稻群体茎蘖动态变化影响

J：拔节期；B：孕穗期；H：抽穗期；F:灌浆期；M：成熟期。下同

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2.2 群体叶面积指数动态

图2表明，抽穗期的叶面积指数T1、T2、T3比T4、T5要高，说明施蘖肥有利于群体在抽穗期形成较高的叶面积指数。但在成熟期叶面积指数顺序是T5>T4>T3>T2>T1。呈现随着追肥时期的推迟，叶面积指数退化慢的趋势。说明延迟追肥有利于保持叶面积指数。
图2 氮肥运筹对粳稻群体叶面积指数的影响

H：抽穗期；M：成熟期

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2.3 群体干物质积累

在拔节期，T2干物质积累最高，但处理间无显著差异，孕穗期T1、T3和T4差异显著，其他处理间差异不显著。到抽穗期差异不明显，成熟期T4、T5、T3处理明显高于T1、T2处理。说明分蘖期集中追肥有利于前期物质积累，但在后期逐渐被其他晚追肥处理赶超。说明前期追肥能增加群体茎蘖数和干物质量，但是后劲不足，追施穗肥有利于灌浆期干物质快速积累（图3）。
图3 氮肥运筹对粳稻群体干物重积累影响

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2.4 SPAD值变化情况

各处理的SPAD值抽穗以后都处于衰减趋势，不同氮素追肥施入时期处理对拔节期和灌浆期的SPAD值影响较小，对成熟期的影响较大。在倒4叶和倒2叶施入穗肥较其他追蘖肥处理优势较大，表现为T4、T5处理的SPAD值在成熟期下降速率变慢，从而使水稻叶片在成熟期还能保持较高效率的光合作用，源源不断地为穗部提供营养，产量较高（图4）。
图4 氮肥运筹对粳稻群体功能叶SPAD值的影响

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2.5 氮肥运筹对水稻产量及其构成因素的影响

不同氮肥追肥时期对粳稻产量有显著影响（表2），随着追肥时期后移，水稻产量呈现先增加后减少的趋势，T4处理最高。具体表现为T4>T5>T3>T1>T2，产量分别对应9561.73、9032.88、8605.18、7530.65和 7175.59 kg/hm2。整体看追施穗肥效果好于追施蘖肥。进一步分析产量构成因素发现，随着追肥时期后移，穗数、穗粒数、总颖花数变化趋势和产量一致，都是先增加后减少。各处理间千粒重无显著差异，可能是因为灌浆期缓释肥处在第二个释放高峰。
表2 氮肥运筹对水稻产量及构成的影响
处理 穗数/(万个/hm2) 每穗粒数/粒 总颖花数/(万个/hm2) 千粒重/g 结实率/% 实际产量/(kg/hm2)
T1 322.25 85.37 b 27 510.48 b 28.00 95.60 7530.65bc
T2 320.65 85.03 b 27 264.87 b 28.00 96.17 7175.59c
T3 346.00 92.97 ab 32 167.62 ab 28.40 96.78 8605.18ab
T4 365.10 98.88 ab 36101.09 a 28.20 97.08 9561.73a
T5 341.25 98.78 a 33 708.68 a 28.12 97.07 9032.88a

3 讨论与结论

缓控释肥因为供氮曲线和水稻的吸氮曲线不能完全重合，而对水稻有减产风险。符建荣等[13-14]认为缓控释肥不能满足水稻前期养分需求，赵蒙等[15]研究单施缓控释肥减产，但大家一致认为配施尿素可以增产并提高氮肥利用率。邢晓鸣等[16]试验证明，缓控释肥与尿素一基一蘖配施可促进水稻分蘖发生，促进群体建成。但魏海燕等[5]进一步研究发现，缓控释肥虽然有利于水稻前期发育，但中后期难以满足生长需要而不能增产。因此缓控释肥与尿素的配施模式要注重追肥时期的选择，特别是要重视缓控释肥作基肥结合分蘖期追肥的一基一蘖和结合抽穗期追肥的一基一穗2种模式。本研究中所用的缓释掺混肥含有速效氮肥，试验表明追施穗肥效果好于追施蘖肥，进一步分析表明，追施蘖肥越晚越好，追施穗肥越早越好。林晶晶等[17]指出水稻前期氮肥决定分蘖数，中期氮肥有助于保蘖成穗和促进颖花分化。本研究中高产穗肥处理在保蘖期（9叶、10叶期）施氮和促花期（12叶期）施氮，可能因为保蘖肥同时具有保蘖促花作用，促花肥同时具有促花增粒和保蘖成穗的作用。
综上所述，在缓控释肥基施条件下追施穗肥比追施蘖肥更有利于水稻形成有效穗数和籽粒产量，追施蘖肥越晚越好，追施穗肥越早越好，为轻简施肥条件下实现水稻增产增效提供理论依据。本试验表明随着追肥时期后移，水稻产量呈现先增加后减少的趋势，具体表现为T4>T5>T3>T1>T2。群体茎蘖拔节期拔节期T2和T4茎蘖量较高，孕穗期T1、T2、T3高于T4、T5。抽穗后T1、T2、T3群体下降迅速，而T4、T5下降平稳，导致最终茎蘖成穗T1、T2、T3比T4低，T3和T5基本持平。抽穗期的叶面积指数T1、T2、T3比T4、T5要高，说明施蘖肥有利于群体在抽穗期形成较高的叶面积指数。但在成熟期叶面积指数顺序是T5>T4>T3>T2>T1，说明延迟追肥有利于保持叶面积指数。在拔节期干物质积累处理间无显著差异，孕穗期T1、T3和T4差异显著，其他处理间差异不显著。到抽穗期差异不明显，成熟期T4、T5处理明显高于T1、T2处理并且差异显著，和T3处理差距不大。说明前期追肥能增加群体茎蘖数和干物质量，但是后劲不足，追施穗肥有利于灌浆期干物质快速积累。各处理的SPAD值抽穗以后都处于衰减趋势，不同氮素追肥施入时期处理对拔节期和灌浆期的SPAD值影响较小，对成熟期的影响较大。在倒4叶和倒2叶施入穗肥较其他追蘖肥处理优势较大，表现为T4、T5处理的SPAD值在成熟期下降速率变慢，从而使水稻叶片在成熟期还能保持较高效率的光合作用，源源不断地为穗部提供营养，产量较高。

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within
[1]
凌启鸿, 张洪程, 丁艳锋, 等. 水稻高产精确定量栽培[J]. 北方水稻, 2007, 37(2):1-9.
本文引用 [1]
[2]
CHEN Y T, PENG J, WANG J, et al. Crop management based on multi-split topdressing enhances grain yield and nitrogen use efficiency in irrigated rice in China[J]. Field crops research, 2015, 184:50-57.
本文引用 [1]
[3]
宁运旺, 张辉, 张永春. 江苏省水稻种植行为的南北差异及其对化肥投入的影响——以苏州盐城为例[J]. 江苏农业学报, 2018, 34(3):533-539.
本文引用 [1]
[4]
仇景涛, 吴壮, 蒋天昊, 等. 不同生育时期氮肥减施对水稻群体生产特征的影响及减肥策略初步分析[J]. 扬州大学学报(农业与生命科学版), 2020, 41(3):52-58,65.
本文引用 [1]
[5]
魏海燕, 李宏亮, 程金秋, 等. 缓释肥类型与运筹对不同穗型水稻产量的影响[J]. 作物学报, 2017, 43(5):730-740.
本文引用 [2]
[6]
宁运旺, 张辉, 王磊, 等. 基肥结合抽穗期追肥稳定稻麦产量并提高氮肥利用率及经济效益[J]. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(8):1407-1419.
本文引用 [1]
[7]
季雅岚, 吴文革, 孙雪原, 等. 机插秧同步侧深施肥技术对水稻产量及肥料利用率的影响[J]. 中国稻米, 2019, 25(3):101-104.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-8082.2019.03.022
本文引用 [1] 摘要
以N两优1998和中籼优质杂交稻万象优华占为材料，研究水稻机插秧同步侧深施肥技术对水稻产量和肥料利用效率的影响。结果表明，机插秧同步侧深施肥能够提高水稻茎蘖数，增加产量，提高肥料利用率，以机插秧在减基蘖肥20%内配合侧深施肥的处理效果较好。与风送方式相比，螺旋式侧深施肥效果更好。
[8]
刘红江, 张辉, 盛婧, 等. 基肥侧位深施条件下穗肥减量对水稻氮素利用率的影响[J]. 生态学杂志, 2021, 40(5):1366-1374.
本文引用 [1]
[9]
赵红玉, 徐寿军, 杨成林, 等. 侧深施肥技术对寒地水稻生长及产量形成的影响[J]. 内蒙古民族大学学报:自然科学版, 2017, 32(4):347-352.
本文引用 [1]
[10]
张滨, 刘婷婷. 不同施肥量侧深施肥技术在寒地水稻上的应用效果研究[J]. 农技服务, 2015, 32(12):135,73.
本文引用 [1]
[11]
怀燕, 陈照明, 张耿苗, 等. 水稻侧深施肥技术的氮肥减施效应[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2020, 46(2):217-224.
本文引用 [1]
[12]
程倩, 诸葛玉平. 南四湖水稻化肥减施对产量及氮素吸收的影响[J]. 化肥工业, 2018, 45(2):70-76.
本文引用 [1]
[13]
符建荣. 控释氮肥对水稻的增产效应及提高肥料利用率的研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2001, 7(2):145-152.
本文引用 [1]
[14]
李敏, 郭熙盛, 叶舒娅, 等. 硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量、光合特性及氮肥利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(4):808-815.
本文引用 [1]
[15]
赵蒙, 曾科, 姚元林, 等. 聚脲甲醛缓释肥对太湖稻麦轮作体系氨挥发及产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(1):55-63.
本文引用 [1]
[16]
邢晓鸣, 李小春, 丁艳锋, 等. 缓控释肥组配对机插常规粳稻群体物质生产和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2015, 48(24):4892-4902.
https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2015.24.004
本文引用 [1] 摘要
【目的】研究不同缓控释肥及施肥方式对机插常规粳稻群体光合物质生产和产量的影响。【方法】 2013—2014年在江苏省丹阳市延陵镇南京农业大学水稻试验基地进行，以当地常规粳稻武运粳24号进行机插种植，试验设置3种缓控释肥（掺混肥、4个月树脂尿素、硫包衣尿素）以及一次性施肥和一基一蘖两种施肥方式，共7个处理，分别为掺混肥的一次性基肥施用（B-BSRB）、4个月树脂尿素的一次性基肥施用（B-PCU）、硫包衣尿素的一次性基肥施用（B-SCU）、掺混肥的一基一蘖施用（BT-BSRB）、4个月树脂尿素的一基一蘖施用（BT-PCU）、硫包衣尿素的一基一蘖施用（BT-SCU）和当地高产施肥方式（CK）为对照，各处理的施氮量一致，磷钾肥用量均相同。【结果】水稻产量表现为掺混肥＞4个月树脂尿素＞硫包衣尿素，2年结果一致；一基一蘖施肥方式＞一次性施肥，掺混肥一基一蘖处理产量最高，2年产量分别为11.6 t·hm-2和10.1 t·hm-2，较常规高产施肥（CK）处理2年产量分别提高9.4%、12.2%。群体干物质重、叶面积指数、光合势均表现为掺混肥＞硫包衣尿素＞4个月树脂尿素；群体干物质重、叶面积指数和光合势均表现为一基一蘖施肥方式＞一次性施肥，2年结果一致。干物质积累量、群体生长率在拔节期表现为掺混肥＞硫包衣尿素＞4个月树脂尿素，但是在成熟期表现为掺混肥＞4个月树脂尿素＞硫包衣尿素，一基一蘖施肥方式＞一次性施肥。【结论】掺混肥在提高水稻群体干物质、叶面积指数、光合势及产量上优于4个月树脂包衣尿素和硫包衣尿素，一基一蘖施肥方式优于一次性施肥处理。与当地常规高产施肥相比，组配的掺混肥配合分蘖期速效氮肥的施用可以显著提高水稻群体的光合物质生产和产量。
[17]
林晶晶, 李刚华, 薛利红, 等. 15N示踪的水稻氮肥利用率细分[J]. 作物学报, 2014, 40(8):1424-1434.
本文引用 [1]
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