保亭縣水稻氮磷鉀配方施肥研究

潘孝忠，謝良商，符傳良，曾建華

（海南省農業科學院土壤肥料研發中心/海南省農作物遺傳育種重點實驗室，海南海口 571100）

為貫徹落實中央一號文件，2005年開始，農業部積極組織實施了測土配方施肥行動。測土配方施肥既是保護生態環境、實現資源高效利用的有效途徑，也是促進廣大農民優化化肥投入，減少化肥浪費，降低化肥需求，在一定程度上抑制化肥價格過快增長，節本增效和增產增收的重要手段，對建設資源節約型和環境友好型社會具有重要意義[1]。近幾年，全國各地實施測土配方施肥試驗[2-5]，提出了當地土壤不同肥力水平下水稻的氮、磷、鉀肥推薦施用量。筆者通過在海南省保亭縣實施“3414”水稻田間肥料效應試驗，了解海南省保亭縣土壤氮、磷、鉀養分的限制程度，探明氮、磷、鉀肥的施用對稻谷增產的貢獻率及其交互作用，模擬稻谷產量與氮、磷、鉀肥施用量之間的數學方程，為海南省保亭縣測土配方施肥技術的推廣應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗設在海南省保亭縣三道鄉，土壤為河流沖積形成的水稻土，基本理化性狀為：pH 5.27，有機質10.90 g/kg，堿解氮 51.30 mg/kg，速效磷（P2O5）5.40 mg/kg，速效鉀（K2O）39.70 mg/kg。

供試水稻品種為神農326。供試肥料為尿素（中海石油化學股份有限公司生產，含N 46%）、過磷酸鈣（廣東湛江生產，含P2O516%）、氯化鉀（加拿大產，含 K2O 60%）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計。試驗采用“3414”最優回歸設計，試驗因素及水平編碼見表1，隨機區組排列，小區面積20 m2（5 m×4 m）。試驗于2010年2月2日插秧，移植規格為20 cm×20 cm，每叢插1～2苗，各小區移植苗數均等，同時要注意適時補苗，5月15日收獲。磷肥做基肥一次施用；氮肥按基肥30%、植后7 d 40%、植后40 d 30%比例施用；鉀肥按基肥20%、植后7 d 30%、植后40 d 50%比例施用。收獲前各處理定5點，每點隨機定2株共10株取樣考種，調查測定有效穗、穗粒數、結實率和千粒重等經濟性狀，小區產量采用單收單打測產。

1.2.2 推薦施肥量的確定方法。通過設定水稻產量為目標y，肥料用量為變量x，進行三元二次和一元二次肥料效應模型的擬合，計算最高產量時的氮、磷、鉀肥施用量，再根據稻谷實際價格及肥料價格，計算最佳經濟效益時的施肥量。綜合考慮F值檢驗、R2值檢驗及其施肥量的合理性，最終確定水稻的推薦施肥量[6]。

1.2.3 數據分析。試驗數據處理采用Excel 2003、SPSS 9.0進行統計分析，對水稻產量結構采用方差分析和多重比較（DUNCAN）的方法進行檢驗。

表1 試驗各處理組合設計方案 kg/hm2

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對水稻產量構成因素的影響

由表2可知，不同施肥處理對水稻產量構成因素的影響不同。等量磷、鉀肥基礎上，施用氮肥較不施氮肥明顯增加了有效穗和和穗粒數，其中以處理⑥最高，有效穗和穗粒數分別達182.55萬/hm2和234.07粒，繼續增施氮肥，反而降低了有效穗和穗粒數；結實率隨著氮肥用量的增加而降低，氮肥對千粒重的影響沒有明顯的規律。等量氮、鉀肥基礎上，隨著磷肥施用量的增加，水稻有效穗和穗粒數都呈先增加后下降的趨勢，結實率隨著磷肥施用量的增加而降低。等量氮、磷肥基礎上，水稻有效穗和穗粒數隨著鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢，鉀肥對結實率的影響不明顯。不同施肥處理對水稻千粒重影響小，處理⑧千粒重最高，達23.70 g，比處理⑨高3.50%。

以上分析可知，水稻有效穗和穗粒數隨著氮、磷、鉀肥料施用量的增加而增加，繼續增加施用量則逐漸降低，結實率隨著肥料施用量的增加而趨于減少，不同施肥處理對千粒重影響小，說明在水稻營養生長期和生殖生長期有足夠的養分有利于分蘗成穗和提高穗粒數，但養分過高，植株生長較茂盛，分蘗過多，會降低有效穗和結實率。因此，通過配方施肥增加有效穗、穗粒數和結實率是取得水稻高產的有效途徑[7]。

表2 不同施肥處理對水稻構成因素和產量的影響

2.2 不同施肥處理對水稻產量的影響

各處理經LSD法多重比較[7]，不同氮、磷、鉀肥施用水平對水稻產量的影響達到極顯著水平（P=0.007 6）（表2）。其中以不施肥處理的產量最低，處理⑥的產量最高，達8 289.90 kg/hm2，較不施肥處理①增產77.90%。處理③、⑥和11○產量比處理②分別增產40.98%、72.64%和52.60%，說明在P2、K2水平下，水稻的產量隨著氮肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢，缺氮素相對產量為57.93%，增產顯著。處理⑤、⑥和⑦產量比處理④分別增產14.83%、19.47%和 10.72%，說明在 N2、K2水平下，水稻的產量隨著磷肥施用量的增加先增加再遞減，缺磷素相對產量為83.70%，增產可以。處理⑨、⑥和⑩產量比處理⑧分別增產14.21%、22.45%和13.48%，說明在N2、P2水平下，水稻的產量隨著鉀肥施用量的增加先增加后遞減，缺鉀素相對產量為81.67%，增產一般。

以上分析可知，隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，水稻產量均表現為先增加后降低的趨勢，氮素對水稻產量影響最大，不施氮肥嚴重減產，一旦有氮肥投入產量則顯著提高，磷素對產量影響次之，鉀素對產量影響較小。

2.3 水稻氮磷鉀肥施用量優化

2.3.1 三元二次肥料效應模型。據表2，該試驗擬合得到三元二次肥料效應方程為：y=306.617+17.230 x1+17.054x2+10.484x3+2.239x1x2+0.750x1x3-1.412 x2x3-1.308x12-3.359x22-0.591x32(x1、x2、x3分別代表氮、磷、鉀肥用量)。對方程進行顯著性檢驗，P=0.007 6，R2=0.958 5[9]。

經方程優化，得出在最高產量為7 977.75 kg/hm2時，氮、磷、鉀肥施用量分別為 211.20、69.90、183.60 kg/hm2，此時氮、磷、鉀養分配比為 1∶0.33∶0.87。在氮、磷、鉀肥料及稻谷價格分別為 6.09、5.63、5.33、2.40元/kg的情況下，氮、磷、鉀肥料施用量分別為169.95、78.75、75.45 kg/hm2時可獲最佳經濟產量為7 500.45 kg/hm2[9 ]，此時氮、磷、鉀肥料配比為1︰0.46︰0.44。

2.3.2 一元二次肥料效應模型。采用降維法，將建立的回歸方程中3個因素中的2個固定在2水平上，得到各因素的一元二次回歸子模型（表3）。求3個單因素回歸方程的極值點，得各方程獲最高產量時氮、磷、鉀肥施用量分別為 183.00、54.30、144.00 kg/hm2，此時氮、磷、鉀肥料配比為 1︰0.30︰0.79。

綜合上述分析，結合海南保亭水稻生產的實際，建議水稻生產中氮、磷、鉀肥料施用量分別為150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此時氮、磷、鉀養分配比以 1∶（0.40～0.50）∶（0.70～0.90）較合適。

表3 一元二次肥料效應模型

3 小結與討論

（1）試驗結果初步表明，水稻的有效穗和穗粒數隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢，結實率隨著氮、磷肥施用量的增加而趨于減少，不同施肥處理對千粒重影響小。因此，通過配方施肥增加有效穗、穗粒數和結實率是取得水稻高產的有效途徑。

（2）氮磷鉀三要素中，氮素對水稻產量影響最大，磷素對產量影響次之，鉀素對產量影響較小。多元回歸方程分析表明，氮、磷、鉀肥料施用量分別為211.20、69.90、183.60 kg/hm2時水稻產量最高。結合海南保亭水稻生產的實際，建議水稻生產中施用氮、磷、鉀養分分別為 150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此時氮、磷、鉀養分配比以 1∶0.40 ～0.50∶0.70～0.90較合適。

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缺素區相對產量（%）=（無肥區或缺素區作物產量）/全肥區作物產量×100%。

一般相對產量＜50%時土壤有效養分為極低，50%～75%為低，75%～95%為中，95%～100%為高，＞100%為極高。