開縣厚壩鎮水稻“３４１４”肥料效應試驗研究

唐定富　賈紅杰　王余富　曾昌平　李華安

摘要在重慶市開縣厚壩鎮通過水稻“3414”肥料效應試驗，研究了在紫泥田田中配施不同的氮磷鉀肥對水稻產量的影響。結果表明，氮磷鉀三要素對株高、有效穗數、每穗總粒數、每穗實粒數、千粒重影響較大，對穗長、結實率影響不大。根據回歸模型得出：水稻最大產量配方方案為施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、4.5kg/667m²，可使水稻產量達到629.57kg/667m²；最佳經濟效益方案為施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、0kg/667m²，可使產量達到600.12kg/667m²；適用配方方案為施氮、磷、鉀分別為12.5kg/667m²、4.5 kg/667m²、7.5kg/667m²，可使產量達到586.13kg/667m²。

關鍵詞水稻；3414試驗；肥效；重慶開縣；厚壩鎮

中圖分類號 S147.5 文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2009）03-0160-03

“3414”設計是在國外“3411”多點試驗方案的基礎上，加了12～14的3個處理后得到的方案。該方案設計吸收了回歸最優設計處理少、效率高的優點[1]，不僅可以作為一個完整的3因素試驗用于建立三元二次肥料效應回歸方程，而且還可以作為3個2因素或3個單因素試驗建立二元或一元肥料效應回歸方程。同時，即使某一個或某幾個處理出問題，仍可以獲得一些用于施肥決策的有價值信息，提高了試驗效率。此外，該方案的另一個優點是編碼值取整數，有較直觀的可比性，便于實施與示范推廣，是目前國內外應用較為廣泛的肥料效應田間試驗方案[2]。根據農業部《測土配方施肥項目的技術規范》和“重慶市3414肥效田間試驗總體方案”要求，2007年在開縣厚壩鎮厚壩村進行了水稻“3414”肥料效應試驗，以期通過田間試驗，研究水稻最佳施肥量，提高肥料利用率，增加經濟效益，為科學施肥提供指導依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地設在開縣厚壩鎮厚壩村一農戶的田塊中，屬紫泥田，土壤質地為重壤，其中有機質含量為21.44g/kg，全氮1.15 g/kg，全磷0.61g/kg，全鉀17.52g/kg，堿解氮113.8mg/kg，有效磷4.09mg/kg，速效鉀49.66mg/kg，pH值6.88。試驗面積1 866.68m²，代表面積12hm²；地處北緯31°11′43.0″，東經108°29′30.0″，海拔250m；輪作制度為一年一熟，常年種植模式為水稻，土壤肥力水平中等偏上。

1.2試驗設計

試驗設氮、鉀、鉀3個因素，每個因素4個水平，共計14個處理。每個處理小區面積為20m²（長7m，寬2.67m），小區間筑實田埂，埂寬18cm，高25cm，高出水面至少10cm。試驗小區隨機排列，3次重復，每個小區設獨立灌排水系統，防止串灌，試驗小區周邊設保護行。

空白小區（小區1）除在苗床期與其他處理相同外，移栽后不施用任何肥料；其余13個小區為化肥施用區，氮、鉀、鉀肥按4個水平施用，其處理和施肥水平見表1，氮肥施用46%尿素，磷肥為12%的過磷酸鈣，鉀肥為60%的氯化鉀。

1.3栽培管理

供試水稻品種為Q優6號，2007年3月8日進行旱育秧，4月28日移栽，密度為18萬穴/hm²。肥料施用時采取的是分小區分階段施肥。小區施肥分區稱量、分區施用，4月28日施用時按設計要求準確稱量，先用60%的氮肥和全部磷鉀肥作底肥施用；另外40%的氮肥于返青期作追肥施用，均勻撒施于各小區，并加強田間管理。8月13日收獲，分小區單收單曬計產。

2結果與分析

2.1經濟性狀

從表2可知，氮磷鉀三要素對株高影響很大，在14個處理中以2號處理最矮，1號處理次之，分別只有106.1cm、107.4cm；4號處理最高，高達123cm；13個施肥區的平均株高為114.85cm，平均增高6.9%。但是氮磷鉀三要素對穗長的影響不大，13個施肥區的平均穗長為26.97cm，與空白區穗長（26.5cm）幾乎沒有差別。但對有效穗的影響則更為明顯，13個施肥區的有效穗都比空白區多，平均值高達10.76萬穗/667m²，比空白區多45.4%。施肥區每穗著粒數平均為209.5粒，比空白區（182粒）相差27.5粒，增加15.11%；施肥區平均每穗實粒數為185.25粒，比空白區（160粒）多25粒，增加15.78%；而結實率（分別為88.42%、87.9%）幾乎沒有差別。施肥區平均千粒重（27.2g）比空白區（28.1g）減少0.9g。

2.2產量表現

從表2可以看出，各施肥處理區與空白區各相比實際產量均有不同程度的增加，其中處理11的實際產量最高，為621.48kg/667m²。各處理的實際產量由高到低排列順序為11>14>5>10>6>7>9>8>4>13>12>3>2>1。

根據各個試驗小區產量（包括重復）進行方差分析，結果見表3。由表3可見，各個試驗小區的重復試驗差異不顯著，說明該試驗具有很好的可靠性、可信性，而各個處理之間的差異在0.01水平上也是極顯著，這也充分說明不同的施肥狀況對水稻的產量影響是很明顯的。

用LSD法進行多重比較（見表4），以11號處理最高，比排在第2位的14號處理高出60kg/667m²，處理14、5、10、6、7、9、8差異很小，它們產量最大相差26.22kg/667m²，平均每個處理之間只相差3.75kg/667m²；處理4、13、12、3差異也不是很大；2號處理是施肥區中產量最低的，1號處理產量最低，只有277.13kg/667m²。

2.3單因素效應分析

根據表2的產量經過多元回歸分析，得出如下三元二次肥料效應方程：

Y=270.690 4+95.210 1N+100.953 7P+46.138 8K+17.985 3 NP+38.977 6NK-34.926 6PK-31.709N2-16.102 8P2-21.604 5 K2（回歸平方和U=138 459.4，剩余平方和Q=3 777.578，檢驗值F=16.290 21>F0.01=14.659）（1）

式中Y表示水稻產量，經檢驗在0.01水平上非常顯著，且一次項系數為正，二次項系數為負，說明該方程能很好地表達當地的肥料與水稻產量的關系。

為了研究氮、磷、鉀單一肥料對水稻產量的影響，在（1）式中先假定其他2個元素為0，從而得到單一肥料與水稻產量的方程式，分別為：

Y=270.69+96.21N-31.71N2 （2）

Y=270.69+100.95P-16.1P2（3）

Y=270.69+46.14K-21.61K2 （4）

隨著每種肥料施肥水平的增加，水稻產量也發生一定的變化，得出3種肥料施用量與水稻產量關系圖（如圖1）。由（2）式可以求出當施氮量為1.5水平時，水稻產量達到最大值為342.16kg/667m²，從圖1可見，當施氮量超過這一值時水稻產量反而降低。同樣由（3）式可以求出當施磷量為3.14水平時，水稻產量達到最大值為428.92kg/667m²；由（4）式可以求出當施鉀量為1.07水平時，水稻產量達到最大值為295.32kg/667m²。

3個元素的一元二次方程的一次性系數的大小順序為P（100.95）＞N（96.21）＞K（46.14），這說明磷肥對水稻產量的增長作用居于第1位，氮肥次之。

2.4多因素交互效應

假設（1）式中氮、磷、鉀的1種元素施肥水平為0，可以得到3個二元二次方程，分別為：

Y=270.69+96.21N+100.95P+17.99NP-31.71N2-16.1P2 （5）

Y=270.69+96.21N+46.14K+38.98NK-31.713N2-21.61K2（6）

Y=270.69+100.95P+46.14K-34.93PK-16.1P2-21.61K2 （7）

從（5）、（6）、（7）式中可見NP、NK組合的系數都為正數（分別為17.99、38.98），說明它們之間具有相互促進作用；而PK組合的系數則為負數，它們之間存在著相互抑制作用，這可能與當地的土壤條件有關，具體原因還需要進一步探討。

2.5肥料配方

根據回歸模型得出水稻最大產量的配方方案（3.0， 3.0，1.5）（見表5），即施氮、磷、鉀分別為15.0kg/667m²、9.0kg/667m²、4.5kg/667m²即可達到水稻最大產量629.57 kg/667m²。

根據開縣的肥料價格氮、磷、鉀分別為4.5元/kg、7.0元/kg、7.5元/kg，稻谷價格為1.6元/kg；根據肥料和稻谷的價格得出最佳經濟效益方案（2.0，3.0，0），即施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、0kg/667m²，這樣可以使產量達到600.12kg/667m²。但由于每年作物都要從土壤里帶走一定量的氮、磷、鉀元素，由植株樣分析結果（見表6）可知，植物每年從土壤里帶走氮、磷、鉀分別為3.93kg/667m²、2.41 kg/667m²、8.01kg/667m²。雖然最佳經濟效益方案從經濟上最劃算的，但它不能滿足植株每年從土壤里帶走的肥料，這樣長此以往會使土壤的肥力越來越低，不能使農田可持續生產。因此，又從低于最高產量50kg/667m²之內的配方方案中選用了一種配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、鉀分別為12.5kg/667m²、4.5kg/667m²、7.5kg/667m²，這樣既可以使水稻產量達到相對地高產（586.13kg/667m²），也可以滿足植株每年從田地里帶走的養分。

3結論

氮磷鉀三要素對株高影響很大，施肥區的平均株高增加6.9%，對有效穗的影響也比較明顯，平均增加45.3%，每穗總粒數增加15.12%，每穗實粒數比空白區增加15.78%，千粒重減少0.9g。對穗長、結實率影響不大。

通過單因素分析得出氮、磷、鉀單一肥料施肥水平分別為1.501、3.135、1.068即可使水稻產量達到最大值。磷肥對水稻產量的增長作用居于第1位，其次為氮肥。多因素交互效應方面，NP、NK組合的對水稻產量具有相互促進作用；而PK組合則存在著相互抑制作用。

根據回歸模型得出水稻最大產量的配方方案（3.0， 3.0，1.5），即施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、4.5kg/667m²即可達到水稻最大產量629.57kg/667m²。當考慮肥料與谷子的價格因素后，得出最佳經濟效益方案（2.0， 3.0，0），即施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、0kg/667m2，這樣可以使產量達到600.12kg/667m2。再考慮植株每年從田地里帶走的養分最后確定一組適用配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、鉀分別為12.5kg/667m2、4.5 kg/667m2、7.5kg/667m2可以使產量達到586.13kg/667m2，同時也保證農田的可持續生產。

4參考文獻

[1] 王圣瑞，陳新平，高祥照，等.“3414”肥料試驗模型擬合的探討[J].植物營養與肥料學報，2002（4）：6-9.

[2] 王興仁，張福鎖.現代肥料試驗設計[M].北京：中國農業出版社，1996.