鉀肥施用量對早稻產量及農藝性狀的影響

陳 勇,李向輝,黃科延,魯艷紅,湯海濤,廖育林

(1長沙縣暮云鎮農業技術推廣站,湖南長沙 410118;2長沙縣農業科學研究所,湖南長沙 410137;3長沙農輝農業科技有限責任公司,湖南長沙 410134;4長沙縣干杉鄉農業技術推廣站,湖南長沙 410134;5湖南省土壤肥料研究所,長沙 410125)

湖南省位于我國中南部,屬亞熱帶季風濕潤氣候,水熱資源豐富,適宜水稻生長。其水稻常年種植面積和產量均居全國第一[1],是我國水稻主產區。雙季水稻是該地區最主要的復種制度,雙季稻播種面積占全省稻田總播種面積的41%[2]。鉀是作物必需的三大營養元素之一,對作物的產量和品質有良好的作用。鉀也是作物體內60多種酶的活化劑,并對作物 C,N代謝有明顯的調節作用[3]。

施鉀在維持水稻高產穩產及提高水稻植株抗逆性等方面具有重要作用[4]。然而,在當地水稻生產中,肥料施用不合理的現象仍然相當普遍,農民多采用重施氮肥,輕施鉀、磷肥及減少含鉀有機肥的投入,導致養分失衡,不能滿足水稻正常生長發育的需要,甚至造成水稻減產[5]。因此,鉀肥的合理施用仍然是維持雙季水稻中各季水稻產量的重要措施之一。本研究通過研究不同施鉀量對早稻產量及農藝性狀的影響,以期建立和完善水稻定量施肥技術體系,為水稻高產、優質、高效栽培提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

試驗于 2010年早稻期間在湖南省長沙縣干杉鄉(東經 113°12′,北緯 28°08′)進行。試驗點年平均降水量1 340 mm,年平均氣溫為16.9℃,最高和最低月平均溫度為 28.1℃(7月)和 4.7℃(1月 )。供試土壤為第四紀紅色粘土母質發育的紅黃泥,耕層土壤主要理化性狀為:容重 1.16 g/cm3,pH 5.00,有機質 31.48 g/kg,全氮 1.69 g/kg,有效氮 157.2 mg/kg,全磷 0.59 g/kg,有效磷 13.87 mg/kg,全鉀 10.2 g/kg,緩效鉀 87.9 mg/kg,速效鉀 49.1 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗設 6個處理:(1)CKⅠ (不施任何肥料);(2)CKⅡ (按當地習慣施豬糞 22 500 kg/hm2,不施化肥);(3)K1(施豬糞 22 500 kg/hm2,化肥 N 120 kg/hm2,P2O572 kg/hm2,K2O 30 kg/hm2);(4)K2(施22 500 kg/hm2豬糞,化肥 N 120 kg/hm2,P2O572 kg/hm2,K2O 60 kg/hm2);(5)K3(施豬糞 22 500 kg/hm2,化肥N 120 kg/hm2,P2O572 kg/hm2,K2O 90 kg/hm2);(6)K4(施豬糞 22 500 kg/hm2,化肥 N120 kg/hm2,P2O572 kg/hm2,K2O 120 kg/hm2)。供試化肥品種分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀,豬糞、磷肥作基肥,尿素和氯化鉀作追肥施入。試驗設 3次重復,隨機區組排列,小區面積24 m2。

供試水稻品種為湘早秈45號,3月26日播種,4月30日大田施基肥,5月 3日移栽,7月 15日收獲。各小區作壟,獨立排灌。其他管理措施同大田。

1.3 數據測定及統計處理方法

早稻收獲前 1 d從各處理的 3次重復中分別各采集有代表性的植株5蔸,共15蔸,單獨進行穗部性狀考察,主要包括株高、穗長、有效穗、穗粒數、結實率、千粒重,計算經濟產量、生物產量和經濟系數。各小區單打單收,曬干后分別計產。

土壤有機質、全氮、有效氮、有效磷、全鉀、速效鉀、緩效鉀的含量和植株中鉀的含量及土壤pH按常規方法測定[6]。所有數據均采用SPSS系統軟件進行統計檢驗。

2 結果與分析

2.1 施鉀對早稻產量的影響

從表 1可以看出,稻谷產量隨施鉀量的增加而增加。方差分析表明,施鉀處理與2個對照處理的產量差異均達到極顯著水平(p<0.01);CKⅡ (僅施 22 500 kg/hm2豬糞)與 CKⅠ (不施任何肥料)稻谷產量存在極顯著差異(p<0.01),施豬糞比不施任何肥料增產31.25%,說明早稻僅施 22 500 kg/hm2豬糞的養分投入量遠不能滿足水稻高產對養分的需求;各施鉀處理間的產量差異不明顯。除鉀素外,豬糞中含有相當數量的作物生長所必需的有機碳和 N,P等各種營養元素,施入稻田后有利于提高土壤有機質含量,改善土壤物理、化學和生物學性狀,改良土壤結構是造成僅施豬糞處理比不施任何肥料處理產量增加的另一主要原因。

稻草產量和總生物量也隨施鉀量的增加而增加,各施鉀處理與 CKⅡ處理間的差異均達到極顯著水平,各施鉀處理間的總生物產量差異不明顯,但稻草產量間的差異顯著。相關分析表明,早稻稻谷和生物產量與施鉀量呈顯著相關(相關系數分別為 0.834*和0.915*),稻草產量與施鉀量呈極顯著相關(r=0.954**)。鉀的農學效應隨鉀肥施用量的增加而減小,與施鉀量呈顯著負相關(r=-0.943*)。

以CKⅡ為對照,施鉀量為自變量,產量為因變量,經二次曲線擬合發現稻谷產量與施鉀量之間呈極顯著的二次曲線關系,其肥料效應方程為 y=- 0.1698x2+ 30.509x+ 5781.9(R2=0.941)。根據回歸方程可計算,當施鉀量為 K2O89.8 kg/hm2時,可獲得最高產量7 152.3 kg/hm2。

表1 不同施鉀量處理的早稻產量及效應Table 1 Effect of different K application level on early rice yield

2.2 施鉀對早稻農藝性狀的影響

由表2可知,施鉀對早稻農藝性狀有較大影響。施鉀有利于水稻株高、有效穗數和千粒重的增加。相關分析表明(表 3),水稻株高、有效穗與施鉀量相關性達到極顯著水平(相關系數分別為0.954**和 0.995**),千粒重與施鉀量顯著相關(r=0.916*);而穗長和結實率表現出隨施鉀量的增加而減小的變化趨勢,與施鉀量呈負相關(相關系數分別為-0.811和-0.796),但未達到顯著水平。

水稻產量由稻株生長狀況及有效穗數、每穗粒數、結實率、千粒重等因子共同決定,水稻高產要求農藝性狀各因子在較高水平上達到協調統一。相關分析表明,水稻產量和株高、穗長、單位面積穗數、每穗粒數、結實率、千粒重的相關系數分別為 0.665,-0.374,0.808,0.207,-0.850*,0.985**,水稻產量與千粒重的相關性達到極顯著水平,與結實率達到顯著負相關水平。單位面積有效穗對稻谷產量也有較大影響,但相關性未達到顯著水平。

表2 不同施鉀量的早稻農藝性狀Table 2 Effect of different nitrogen level on mainly agronomic characters of early rice

表3 施鉀量、早稻產量及早稻農藝性狀的相關性分析Table 3 Correlation analysis of amount of K fertilizer application,rice yield and main agronomic characters in early rice

2.3 施鉀對早稻經濟效益的影響

不同施鉀處理的早稻經濟效益情況列于表 4。

表4 不同施鉀量的早稻經濟效益(元 /hm2)Table 4 Effect of amount of K fertilizer application on rice yield and economic benefits in early rice

從經濟效益來看,稻谷產值隨施鉀量的增加而提高。計算扣除化肥成本所得的凈收入可以發現,當施鉀(K2O)量為 0～ 90 kg/hm2時,凈收入隨施鉀量的增加而提高,當施鉀(K2O)量達到 120 kg/hm2時,凈收入反而降低,甚至低于施鉀量為60 kg/hm2的處理。與完全不施任何肥料 (CKⅠ )相比,施用豬糞 (CKⅡ )每公頃增加收入 3 250.0元;與當地習慣施肥(CKⅡ )相比,施鉀(K2O)量為 90 kg/hm2時增加的利潤最多,每公頃可增加收入1 645.9元,其次是施K2O 60kg/hm2的處理,每公頃可多收入 1 515.8元,施鉀(K2O)120 kg/hm2處理僅高于施K2O為 30 kg/hm2的處理。

3 小 結

試驗表明,施鉀能顯著提高稻谷、稻草和總生物產量,且均隨施鉀量的增加而增加;根據擬合的鉀肥肥效方程,在一定施鉀量范圍內,稻谷產量隨施鉀量的增加較明顯,當達到一定施鉀量后,鉀對稻谷的增產作用減緩。根據擬合的肥料效應方程計算,在每公頃施入22.5 t豬糞的基礎上,當施鉀量為 K2O89.8 kg/hm2時,可獲得最高稻谷產量,這與以往的一些研究稻谷產量和施鉀量呈拋物線型相關關系的結果一致[7,8]。本研究也認為在施入 22 500 kg/hm2豬糞條件下,施鉀主要通過促進稻株生長,單位面積有效穗數與千粒重的提高而增加產量。

與不施任何肥料相比,按當地農民習慣僅施豬糞22 500 kg/hm2,每公頃早稻可增加收入 3 250.0元,但僅施豬糞不能滿足早稻高產對養分的需求。分析表明,稻谷產值隨施鉀量的增加而提高,與僅施 22 500 kg/hm2豬糞的處理相比,在施鉀量較低時,施鉀凈收入隨施鉀量的增加而提高,當施鉀(K2O)量為 90 kg/hm2時的凈收入最高,施鉀量高于90 kg/hm2時,凈收入反而降低。

從施鉀的產量效應和經濟效益兩方面綜合考慮,在施用 22 500 kg/hm2的豬糞條件下,該地區早稻施鉀(K2O)量以 75～ 105 kg/hm2較為適宜。

[1]黎用朝 ,劉三雄,曾 翔,等.湖南水稻生產概況、發展趨勢及對策探討 [J].湖南農業科學,2008,(2):129-133.

[2]唐珍琦,榮湘民.湖南省水稻施肥現狀分析及對策 [J].湖南農業大學學報(自然科學版),2009,35(1):89-91.

[3]謝建昌,周健民,Hardter R.鉀與中國農業 [M].南京:河海大學出版社,2000.

[4]廖育林,鄭圣先,黃建余,等.施鉀對缺鉀稻田土壤鉀肥效應及土壤鉀素狀況的影響 [J].中國農學通報,2008,24(2):255-260.

[5]魯艷紅 ,廖育林,黃鐵平,等.湖南稻 -油、稻-稻-油輪作制施肥現狀調查研究[J].湖南農業科學,2010,(17):57-59,63.

[6]魯如坤.土壤農業化學分析方法 [M].北京:中國農業科學技術出版社,2000.

[7]林玉棋,羅玉水,饒鳴鈿,等.不同氮鉀水平對雜交稻Ⅱ優航 1號生長和產量的影響[J].福建農業科技,2007,(2):68-70.

[8]尤志明,黃景燦,陳明朗,等.雜交水稻氮鉀肥施用量的研究 [J].福建農業學報,2007,22(1):5-9.