施肥方式对水稻病虫害发生的影响研究进展

滕 青，刘 维，许启东，吴慧帆，王运淇，陈 坤

（广东石油化工学院环境科学与工程学院/广东省石油化工污染过程与控制重点实验室/广东高校石油化工污染控制重点实验室，广东茂名 525000）

水稻是重要的粮食作物，我国为世界第二大水稻种植国，2021 年我国稻谷播种面积达3.0×107hm2，仅次于玉米，稻谷总产量为2.13×1011kg，占中国粮食生产总量的31.17%[1]。

在水稻种植过程中，合理施用化肥可以提高肥料利用率，增加水稻产量[2]。目前，农户为控制水稻病虫害和提升水稻产量，往往会大量施用农药和化肥。2021 年，我国农用化肥施用量为5.19×1010kg，其中氮肥利用率为30%～35%，而磷肥利用率仅为10%～20%[3]。Teng 等以上海市青浦区金泽镇为例，通过对镇内21 个典型农户的走访，持续5 年对常规水稻生产过程进行问卷调查，发现该研究区域常规稻作N、P2O5、K2O 年度平均使用量分别为336.6、76.9、46.7 kg·hm-2，N、P2O5、K2O 投入比例为100∶23∶14，存在氮肥过度投入而磷肥和钾肥投入比例较低的问题，氮肥投入量远高于该地区推荐施用基准210 kg·hm-2[4]。这就意味着施入土壤的N、P 绝大部分将通过不同途径流失到环境中，进而引起一系列的环境问题。长期不合理地大量使用化肥，会造成严重的农业面源污染，使土壤质量下降[5-6]。在水稻生长周期中，病虫害的发生与肥料的不合理施用也有较大关系[7]。合理选择和搭配施用肥料，能提高肥料利用率，避免过量施肥，有效减缓水稻病虫的危害，促进水稻产业高质量发展，从而减少农业面源污染，为现代农业建设奠定基础。

1 氮肥过量施用对水稻病虫害发生的影响

1.1 氮素积累会导致作物病虫害加剧

研究表明，不合理的施肥与水稻病虫害的发生有较大关系，过量施用氮肥会使水稻徒长、贪青，影响田间透光性和通风性，加剧水稻病虫害的发生[8]。

张舒等研究化肥和农药减量施用对水稻病虫害发生及产量的影响，结果表明减少肥料施用可以显著影响水稻纹枯病、稻飞虱、稻纵卷叶螟发生程度，当肥料用量减少10%～30%时，纹枯病的病情指数下降10%[9]。常越亚等研究不同施肥方式对水稻抗病虫害能力的影响，结果表明：在水稻生长后期，化肥处理的水稻稻飞虱、稻纵卷叶螟和纹枯病的发生率显著高于对照和有机肥处理。其中，在稻苗生长后期，化肥处理的稻纵卷叶螟发生率分别是空白、绿肥、饼肥的80倍、40倍、26倍[10]。笔者连续两年研究不同施肥方式对水稻病虫害发生的影响，在不施农药的条件下，发现化肥处理的稻苗高、分蘖多，但病虫害发生率均远高于有机肥和空白处理。2014 年，化肥处理的稻飞虱数量显著高于其他处理，导致水稻在生长后期大面积枯死；化肥处理的水稻卷叶螟、二化螟和纹枯病等发生率都显著高于有机肥处理和空白处理。特别是在2013 年，尽管水稻病虫害总体发生率很低，但差异仍然显著；化肥处理的二化螟发生率是有机肥处理和空白处理的10倍，且稻飞虱数量是有机肥处理和空白处理的1.5～3倍[11]。

1.2 氮素积累对水稻病虫害的诱发机理

过量施用氮肥会导致水稻植株中氮素增加，水稻病虫害发生率与氮肥使用量呈线性正相关[12]。植株中硝态氮含量是水稻病虫害暴发的重要影响因素，当大量施用氮肥时，水稻植株吸收的硝态氮会大量增加，一部分存储在植株液泡中，大部分会跨膜运输进入细胞质参与代谢形成可溶性蛋白[13]；短时间内会在水稻植株中积累大量的游离态氮和蛋白质，一方面造成水稻叶色浓绿，会促进植株体内氨基酸含量并分泌汁液，吸引以吸食水稻植株汁液为生的稻飞虱和刺叶蝉，造成水稻虫害暴发[14]；另一方面，水稻植株氮量过度累积会造成水稻徒长和贪青，使田间荫蔽度大，通风和透光性下降，同时会改变水稻细胞壁形体，利于水稻病菌侵入和发展[15-16]。

2 增施磷钾肥可减轻水稻病虫害发生

氮肥施用能快速促进水稻生长，提高水稻产量，在实际种植过程中，农户重视氮素投入，而忽视磷、钾和其他元素肥料施用，往往会造成土壤中磷、钾及微量元素不够[17]。磷肥施用能有效促进水稻植株吸收养分并参与转运，增强水稻生理性状，可有效减轻病菌侵入感染[18]。钾肥施用能促进水稻光合作用，提升水稻植株活力，增加细胞壁的厚度，进一步提高水稻抵抗病虫害的能力[19]。

郑许松等通过连续3 年的水稻控肥试验研究其对水稻病虫害发生的影响，与常规施肥相比，控肥处理每667 m2减少复合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）10 kg，增加氯化钾（K2O 60%）10 kg。结果表明，减少复合肥施用、增加钾肥用量能降低水稻病虫害发生，水稻稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病和稻曲病发生率分别降低26.1%～64.5%、16.0%～66.7%、9.1%～46.1% 和7.5%～93.5%，水稻产量增加5.3%～12.6%[20]。王国荣等研究调节施肥对水稻病虫害发生的影响，通过增施磷钾肥，并将氮肥后移可显著降低水稻稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻曲病和纹枯病的发生[21]。徐启强等通过减少氮肥施用，增加钾肥施用可显著减轻水稻稻纵卷叶螟、稻飞虱和纹枯病的发生，实现少施杀虫剂3次，且水稻产量增加2.5%[22]。

3 配方施肥对水稻病虫害发生的影响

肥料施用不均衡不利于水稻植株吸收养分，导致水稻生长过程中营养元素失调，引起水稻徒长，病虫害更易发生，造成水稻产量下降[23-24]。配方施肥是根据土壤理化性状、作物生长规律和需肥效应，将各种所需元素肥料按一定比例施用的一种科学施肥方法。水稻测土配方施肥控减氮肥用量，可有效减轻或推迟纹枯病、稻纵卷叶螟、稻飞虱的发生，减小危害，增加水稻产量[25-27]。

研究发现适量增施钾肥(K2O)，当钾肥施用量为223～239 kg·hm-2，且氮、磷、钾肥施用比例为1∶0.35∶0.9 时，可以增加水稻抗性[28]。卢一科等研究配方施肥对水稻病虫害的影响表明，当配方施肥和常规施肥的氮、磷、钾肥配比分别为12∶5∶8 和14∶4.5∶5.5 时，配方施肥区和常规施肥区的水稻纹枯病平均发病率分别为44.8%和90%，配方施肥区的水稻稻飞虱田间平均虫口密度1 835 头/百丛，显著低于常规施肥区的4 285头/百丛[29]。李鸿昌研究不同施肥方式对水稻病虫害的影响表明，当氮磷钾配比是1∶0.3∶0.7 时，水稻病虫害发生率最低，产量最高[30]。张俊喜等发现增加有机肥用量，磷肥作基肥，氮肥分2～3 次施用，钾肥作基肥和追肥施用，在氮、磷、钾配合施用下可以提高水稻抗病虫害的能力[31]。

4 微量元素对水稻病虫害发生的影响

水稻生长过程中，当土壤中微量元素如硅、锌、镁、铁等无法满足水稻需求时，容易造成秧苗生长缓慢，稻米产量和品质明显下降[32]。微肥施用能够平衡微量元素与氮、磷、钾之间的关系，提高水稻对养分的吸收效率，改善水稻生理状态，增加水稻产量，避免因单一化肥过量施用造成的土壤肥力下降，土壤质量变差[33]。施用微肥可以提高水稻活力，增加植株物质积累量，促进根系生长，防止水稻早衰，增加植株抗逆抗病能力[34]。

张佑宏等研究硅肥和锌肥作基肥对水稻稻瘟病发生的影响，发现施用微肥能有效减轻水稻稻穗瘟和稻叶瘟的发生。在硅肥和锌肥作基肥施用下，水稻稻穗瘟和稻叶瘟的防控效果分别达到75.65%和84.98%[35]。张舒等研究硅肥施用量对水稻纹枯病发生的影响，发现施用硅肥能显著降低水稻纹枯病的发生率，与对照相比，当硅肥施用量为240 kg·hm-2时，水稻纹枯病发生率减少11.8%[36]。

5 施用有机肥增强水稻抗病虫害能力

施用有机肥可以改善土壤结构，增加土壤有机质含量，促进肥料吸收，进一步提高肥料利用率[37]。有机肥施用能提升水稻的光合作用能力，延长水稻功能期，增强水稻抗倒伏性能，且能有效减少水稻二化螟、稻飞虱和纹枯病的发生[38]。

甘艳露等通过精制畜禽有机肥和化肥配施的水稻褐飞虱和白背飞虱发生率是纯施用化肥的56%和17%，且最终水稻产量增加3%[39]。罗凡通过研究不同施肥方式对水稻抗病虫害的影响发现，施用有机肥肥效缓、时效长，土壤中氮素含量及被植物吸收的氮素较化肥低，能进一步降低植株中硝态氮含量，显著降低水稻病虫害的发生，特别是稻飞虱的发生，水稻生长后期，有机肥处理的稻飞虱数量约为空白处理的33%～67%[40]。任智强等开展了农药化肥减量化的水稻种植示范工作，采用有机肥替代部分化肥，增加水稻中后期氮肥追加比例，并联合物理-化学综合防治虫害，实现了化学农药减量86.63%，氮磷钾总养分减少10.60%，水稻生长周期中病虫害发生率较低，与常规稻作差异不大，并实现增产6.26%[41]。易军等研究不同肥料和农药减量方式对水稻病虫害的影响，发现施用水稻专用有机无机复混缓释肥（含有机质15%，N、P2O5、K2O质量比为20∶5∶5）处理的水稻植株平均病穗率较传统施肥下降8.2%[42]。

6 结语

施肥方式与水稻病虫害关系密切，过量施用化肥会加剧水稻病虫害发生，且造成环境污染。实行测土配方施肥，同时配合施用有机肥和微肥，对减少水稻病虫害的发生起着重要作用。2016—2020 年，我国连续5 年实现化肥农药使用量减少、化肥农药利用率明显提升的目标，对促进农业绿色低碳发展发挥了重要作用，为农业现代化建设和农产品质量安全奠定坚实基础[43]。