随身仙园空间txt下载:寒地水稻前氮后移施肥新技术示范与推广

一、项目技术成果的创新性分析
黑龙江省是优质粳稻主产区，近两年栽培面积已达到3600万亩左右，稻米商品率高，水稻生产对黑龙江省农业经济发展具有十分重要的作用。目前黑龙江省水稻生产中存在单产波动大，稻瘟病和倒伏严重、结实率低等问题。其中一个重要原因就是氮肥用量过高，施肥时期不合理，氮、磷、钾比例失调。因此，根据水稻需氮规律进行氮素营养调控，均衡施用各种营养元素，是水稻优质高产栽培中必须解决的关键问题。
针对这一问题，从研究水稻百公斤籽粒需氮量这一关键问题入手，项目组经过8年时间，调整优化了寒地水稻氮肥施用时期，首次获得了定量调控寒地水稻生产氮肥用量的SPAD和叶色卡阈值，能依据水稻不同生育期对氮素的需要定量调控氮肥，衡量监控磷、钾，以及因缺补充中、微量元素，形成了寒地水稻前氮后移施肥新技术，打破了寒地水稻后期不能施用氮肥的“禁区”，开创了寒地水稻后期施氮创高产的先河。。
8年100多个点次的试验证明，该技术能显著地防止水稻倒伏，促进水稻活秆成熟，减少病害发生，使水稻结实率提高5个百分点左右，千粒重增加0.6g～1.8g，产量平均提高10%以上；氮肥用量降低了20%以上，氮肥利用率平均提高近18个百分点；明显提高出米率和稻米品质。通过增产和节本，可使每亩增收100元以上。
该技术和传统的施肥技术相比，具有稳定的增产效果，是寒地水稻施肥技术上的一次重要改革，具有普遍的推广意义。
1、施肥技术方面创新
寒地传统施肥方法中前期氮肥比例过高，造成水稻无效分蘖过多，群体质量恶化，极易发生倒伏和稻瘟病。该技术根据水稻不同生育期对氮素的需要定量调控氮肥，减少前期氮肥用量，将适宜氮肥后易，打破了寒地水稻生育后期不能施用氮肥的“禁区”，可有效的控制无效分蘖，防止水稻倒伏和病害，提高水稻结实率，增加千粒重，显著提高水稻产量和品质。开创了寒地水稻后期施氮创高产的先河。该技术达到了国内领先水平。
2、提出了寒地水稻减氮减磷增钾的施肥策略
我们对全省水稻主产区500个典型土壤测定结果表明，土壤中有效氮和有效磷的含量均较高，而60%左右的土壤有效钾含量处于中低水平。依据试验区的测试结果、调查数据和其他资料估算，寒地稻田氮磷钾的平衡为：氮素有48.4 kg/ha的盈余，磷素有9.5 kg/ha的盈余，而钾素亏缺46.4kg/ha。寒地水稻氮、钾肥施用比例严重失调。据此，短期内我们提出了减氮减磷增钾的施肥策略。在土壤肥力中等偏上的稻田，要达到600 kg/亩的产量，推荐每亩施用6~7 kg N、2~3 kg P2O5和3~5 kg K2O。这与传统施肥相比，氮肥减少20%左右，磷肥减少30%左右，钾肥增加20%左右。
3、示范推广技术路线的创新
本着边研究，边示范，边开发的快速成果转化的原则，成果鉴定后就与黑龙江倍丰农资集团公司合作，建立了“倍丰肥料东北农大研发中心”，使部分成果直接物化成肥料产品。共同研制出粒径、比重基本相同，不同比例的氮磷、氮钾复合粒及硅和中微量元素的复合粒，可根据土壤和水稻养分状况，灵活调配这些养分，克服了以往施肥时肥料分层，施肥不匀的问题，真正做到配方施肥。最终形成以配套肥料施用促进技术辐射的推广模式，该模式具有明显创新。
二、项目预期效益分析
寒地水稻优化施肥技术可使示范区稻田氮肥利用率达40%~50%，氮肥用量较示范前减少20%左右，使水稻增产10%以上，平均每亩增收节支100元以上，在项目实施期间，试验、示范、推广总面积如达500万亩以上，可创造5亿左右的经济效益。同时，由于能使氮肥利用率显著提高，可减轻环境污染问题，环境和生态效益显著。随着世界人口增长和生态环境的日益恶化，粮食安全和生态安全受到各国政府和人民的高度重视。因此该项技术会受到人们的青睐，具有广阔的市场前景。
三、项目实施方案
1、根据叶龄确定水稻生育期
氮肥施用量和施用时期对水稻产量和品质影响很大。由于水稻品种繁多，不同品种的生育期有着明显的特殊性，确切掌握水稻的生育期是一个技术难点。在优化施肥技术中，根据水稻叶龄确定其生育进程，克服了以往无法找准水稻生育期的问题，为不同水稻品种按生长发育阶段进行氮肥调控提供了科学依据。
2、水稻叶龄的确定及标记方法
水稻叶龄是以主茎上长出的叶数来表示的。除掉芽鞘外，与稻壳同侧的叶片为第1叶。当第1片叶完全抽出，第2叶露尖时，叶龄值为1；如第2片叶已出完，第3叶正在抽出时，则将第3叶的长度和第2叶长比较，如果第3叶长度是第2叶长的10%，叶龄值为2.1，如果是第2叶长的50%，则叶龄值为2.5，其余叶龄计算以此类推。叶龄期，是指某叶抽出期，上述2.5叶龄恰处于第3叶抽出期，叶龄期是3。
叶龄标记必须在插秧前开始，选10株具有平均叶龄的水稻，用记号笔或墨水做好标记。移栽时，将标记好的秧苗插在定点的观测田（在田块相对的两个角上各选1点，每点5株，排成1行），并做好标志。插秧后每隔5~7天观察1次叶龄，应每隔1个片叶做1个标记，并记在记录本上。标记方法由标记者自定，以自己能确切辨认每一叶的具体叶位为原则。按照下表确定水稻生育期。
表1  水稻叶龄对应的主要生育期
总叶片数
（N）
主茎节数
（n）
有效分蘖临界叶龄期
（N-n）
穗分化期叶龄值
（N-n+0.5）
拔节叶龄期
（N-n+3）
减数分裂叶龄期
（N）
11
4
7.0
7.5
10.0
11.0
12
4
8.0
8.5
11.0
12.0
13
4
9.0
9.5
12.0
13.0
14
4
10.0
10.5
13.0
14.0
如果农户不会或没标记叶龄，可以按移栽后天数确定生育期，表2列出了插秧后天数和水稻生育期的对应关系。
表2  插秧后天数与水稻生育期
插秧后天数
总叶片数
有效分蘖临界期
穗分化期
拔节期
减数分裂期
110-120
11-12
25-35
30-40
45~55
55~65
120-130
13-14
35-45
40~50
55-65
65~75
3、以前氮后移为核心的寒地水稻氮素管理
1）基于地力产量和目标产量确定寒地水稻氮肥用量
根据我们多年试验结果，应用空白区产量和目标产量确定寒地水稻氮肥总量见表2，由于不同品种吸肥特性存在差异，这一结果仅供参考。我省水稻无氮区产量在5.5~6.5 吨/公顷范围内，可获得的产量大都在9吨/公顷左右，氮肥用量多数在90～100kg/ha。如果没有无氮区产量，可依据土壤养分测定结果确定施肥量。如无氮区产量较低，可获得的产量也低，追求更高产量将有较大的风险。同时，水稻目标产量受许多因素影响，只有在水分管理良好，基本苗数保证的条件下才能稳产，穗数型品种一般每平米25~33穴，每公顷收获穗数550~650万；大穗型品种每平米15~20穴，每公顷收获穗数350~450万。
表 3 寒地水稻氮肥总推荐用量( N kg/ha )
空白产量 (kg/ha)
水稻目标产量(kg/ha)
8250
9000
9750
4500
95
125
-
5000
85
115
-
5500
75
100
125
6000
-
90
110
6500
-
80
100
2）氮肥施用时期
根据寒地水稻需氮规律和土壤供氮规律，虽然稻田有机氮含量较高，穗分化期以后能释放较多的氮素，但远远不能满足水稻高产的需要。我们通过前氮后移，按基肥∶蘖肥（插秧后5~7天）∶促花肥（倒3.5叶）∶保花肥（剑叶露尖）为4.5∶2∶1.5∶2的方式施肥，使施氮与水稻需氮规律相一致，能够充分满足水稻需氮关键期对氮素的需求。
3）氮素穗肥用量的确定
由于年际间气候差异较大，施用同样氮肥，水稻长相长势可能相差很大，因此必须根据水稻实际生长情况，诊断氮素营养状况，确定追施氮肥的数量。近年来，我们在寒地用便携式叶绿素仪（SPAD-502）和叶色卡（LCC）方法来诊断水稻氮素营养状况，获得很好的效果。在寒地，诊断水稻氮素营养状况的SPAD阈值为SPAD=38，LCC阈值为LCC=3.5，该阈值适合于多数寒地水稻品种。
穗分化期（倒3.5叶），选择最上面完全抽出的水稻主茎叶片，将叶片的中间部分放在叶色卡上（如右图所示），用身体挡住阳光，仔细比较叶片和叶色卡的颜色，找到与叶片颜色相近的叶色级（叶色卡上颜色共分4级，颜色由浅到深分别为2、3、4、5色级）。如果叶片颜色处在色卡3～4色级中间，读作3.5，如果叶色接近于3并比3稍深读3.2，接近于4并比4稍浅读3.8，其余读数以此类推。
在每个地块里选有代表性的1个点，随机选取10株水稻，将水稻叶片与叶色卡比较，记下叶色值。如果有6片或更多的叶片读数处在某一临界范围内，依据表3来调整氮肥的用量。如果可能的话，在每次测量时，都由同一个人在同一时间（例如上午10点）读数。
在水稻叶色退淡，叶片挺立的情况下，根据比色结果按表4施用促花肥。到减数分裂期（剑叶露尖），水稻叶色退淡，叶片挺立，根据比色结果按表5施用保花肥。
表 4 寒地水稻穗分化期（促花肥）推荐氮肥用量
目标产量
(kg/ha)
SPAD值*
LCC值**
施肥量
( N kg /ha )
8250
<38
<3.5
16
38-40
3.5-4.0
12
>40
>4.0
8
9000
<38
<3.5
20
38-40
3.5-4.0
15
>40
>4.0
10
9750
<38
<3.5
23
38-40
3.5-4.0
17
>40
>4.0
13
*用叶绿素仪测定的上数第一片完全展开叶片的SPAD值，10株的平均值，下同。
**用LCC测定的上数第一片完全展开叶片的读数，10株的平均值，下同。
表 5 寒地水稻减数分裂期（保花肥）推荐氮肥用量( N kg /ha )
目标产量
(kg/ha)
SPAD值
LCC值
施肥量
( N kg /ha )
8250
<38
<3.5
25
38-40
3.5-4.0
18
>40
>4.0
10
9000
<38
<3.5
30
38-40
3.5-4.0
20
>40
>4.0
10
9750
<38
<3.5
35
38-40
3.5-4.0
25
>40
>4.0
15
特别注意：如果穗分化期水稻叶色过深，叶片披垂，则不施促花肥。到拔节期（倒2叶），如水稻叶色退淡，叶片挺立，可施氮肥，则根据SPAD或LCC值按表6施用，此后不再施用氮肥。如果拔节期水稻叶色仍然过深，叶片披垂，一直到收获期不施氮肥。
表 6 寒地水稻拔节期（穗肥）推荐氮肥用量( N kg /ha )
目标产量
(kg/ha)
SPAD值
LCC值
施肥量
( N kg /ha )
8250
<38
<3.5
33
38-40
3.5-4.0
25
>40
>4.0
18
9000
<38
<3.5
40
38-40
3.5-4.0
30
>40
>4.0
20
9750
<38
<3.5
45
38-40
3.5-4.0
35
>40
>4.0
25
注：如果穗分化期水稻叶色过深，叶片披垂，不能施用促花肥，并且在倒2叶期水稻叶色退淡，叶片挺立，可参照该表施用氮肥
4、寒地水稻磷钾肥恒量监控
1）寒地水稻磷肥用量的确定
Olsen法测定的土壤磷素含量与作物生长具有很好的相关性，考虑到磷肥移动性差，不易损失的特点，可以根据土壤有效磷含量确定磷肥用量。不同地力、不同产量水平下，磷肥推荐量见表7。
表7 寒地稻田土壤速效磷分级及对应的磷肥用量
产量水平(kg/ha)
速效磷分级
Olsen-P（P mg/kg）
磷肥用量( P2O5  kg /ha )
8250
极低
<10
50
低
10-25
40
中
25-35
30
高
35-45
20
极高
>45
10
9000
极低
<10
55
低
10-25
45
中
25-35
35
高
35-45
25
极高
>45
15
9750
极低
<10
75
低
10-25
60
中
25-35
45
高
35-45
35
极高
>45
25
注：磷肥全部作基肥施用
2）寒地水稻钾肥用量的确定
关于土壤供钾能力的测定，目前采用的方法有生物方法、化学方法、物理化学方法和电化学方法。一般来讲，用生物耗竭试验方法了解土壤供钾状况直接而有效，但周期长，工作量大。因此常以速效钾作为当季土壤供钾能力的指标。根据我们的研究结果，参考有关资料，确定了寒地稻田土壤有效钾的分级指标及对应钾肥用量，见表7。当秸秆大部分还田时，水稻目标产量在8250~9000 kg/ha时，施肥时钾肥用量减少一半，可只在基肥中施钾。当目标产量为9750 kg/ha，钾肥用量可以减少30~40 kg/ha。
表7  寒地稻田土壤速效钾分级及对应的钾肥用量
产量水平(kg/ha)
速效钾分级
速效钾（K mg/kg）
钾肥用量( K2O kg/ha )
8250
极低
<60
75
低
60-90
60
中
90-120
45
高
120-150
30
极高
>150
10
9000
极低
<60
90
低
60-90
75
中
90-120
60
高
120-150
45
极高
>150
30
9750
极低
<60
105
低
60-90
90
中
90-120
75
高
120-150
60
极高
>150
45
注：钾肥50%作基肥施用，在穗分化期施另50%的钾肥
、实施方案
按照核心区、示范区和辐射区模式进行示范推广，核心区面积30亩左右，示范区连片的300亩以上，辐射区面积3000亩以上。选择交通方便的稻田，作为核心区，设农民习惯施肥、前氮后移和不施N处理（N0）3个处理，试验处理如下：
Ø      农民习惯：根据黑龙江省600个农户的施肥调查情况确定，即N135～150kg/ha、P2O5 60～75kg/ha、K2O 40～50kg/ha，氮肥全部做基蘖肥施用，磷肥和钾肥做基肥一次使用；
Ø      前氮后移：按前述方法，根据土壤养分情况确定施肥方案，通常N 100kg/ha、P2O5  25kg/ha、K2O 60kg/ha。
基肥：45%的氮肥、全部磷肥和50%的钾肥作基肥，干施肥然后旋耕土壤。
蘖肥：花哒水插秧，插秧5~7天后施分蘖肥，下午5点左右撒施，第二天清晨灌水，水深2-3cm(最浅水层)，这样既能防止肥料被水冲到一起，又能使肥料溶解在水中，随水渗入土壤。
穗肥：穗分化期、减数分裂期和抽穗后10天，每次施肥前，均和分蘖期相同，先晒田2~3天，然后在傍晚施肥，第二天早晨灌水2~3cm，以水带氮提高肥料利用率。
灌水：返青～有效分蘖临界叶龄期采用间歇湿润灌溉方式，每次灌水2~3cm；N－n叶龄期～N－n＋1叶龄期，进行排水搁田；拔节叶龄期～出穗后10天，间歇湿润灌溉；从抽穗后11天～抽穗后45天，进行干湿交替灌溉。
Ø      N0：在翻地施基肥前，在前氮后移的试验区中，先留出25平方米小区，磷钾肥用量同前氮后移，不施氮肥，进行正常的整地，然后，用土埂和前氮后移示范区分隔开。前氮后移示范区再进行施肥、整地。
N0
水
渠
习惯施肥
前氮后移
图1 大田对比示范图
主要测试指标：4月5日采集核心区和示范区土样，测定土壤基础肥力。穗分化期（6月25日左右）和减数分裂期（7月15日左右）测定叶色卡读数，根据水稻长相长势施用穗肥；收获期测产，计算不同施肥方式水稻氮肥利用率。
6、注意事项
首先，在每次施肥前均应该出现落黄，如果不落黄，则6月25日一定不要施肥。其次，前期田间分蘖不如习惯施肥多，但不要担心，收获时穗数不少，穗大。第三，水分管理很重要，一定不能长期淹水，灌水应该后水不见前水，保持干干湿湿。
刘元英  彭显龙  罗盛国
东北农业大学资环学院
附件：施肥模式图