水稻養(yǎng)分利用效率試驗初報

摘要：通過田間試驗，研究了配方施肥條件下的水稻養(yǎng)分利用效率。結(jié)果表明，配方施肥能提高肥料養(yǎng)分利用率，N、P2O5、K2O的利用率分別提高121%、38%、64%，土壤氮素水平和氮肥用量是影響水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：水稻；配方施肥；肥料養(yǎng)分利用效率

中圖分類號：S511.062 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）14-3268-03

水肥已成為影響水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的重要因子[1，2]，合理施肥能促進(jìn)水稻的生長發(fā)育、提高產(chǎn)量，并改善養(yǎng)分吸收，提高肥料利用率[3-5]，是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高作物產(chǎn)量和保障糧食安全的重要技術(shù)路徑[6]。肥料利用效率是衡量肥料施用是否合理的一項重要指標(biāo)，它受土壤肥力、養(yǎng)分間的協(xié)同作用、施肥技術(shù)與施肥量、作物及品種、土壤水分、氣候因子、栽培管理措施等諸多因素的影響，是反映作物、土壤、肥料之間關(guān)系的動態(tài)參數(shù)。

當(dāng)陽市地處于鄂西山地向江漢平原過渡的地帶，常年水稻面積3萬hm2左右，為了解該地區(qū)測土配方施肥土壤肥料養(yǎng)分利用效率，研究了配方施肥對水稻養(yǎng)分利用效率的影響，以期進(jìn)一步規(guī)范測土配方施肥技術(shù)，優(yōu)化施肥結(jié)構(gòu)、提高肥料養(yǎng)分利用效率。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗安排在湖北省當(dāng)陽市玉陽鎮(zhèn)進(jìn)行，供試田塊位于東經(jīng)111°52′33.3″，北緯30°43′12.8″， 田面海撥60 m，土壤為黃棕壤母質(zhì)上發(fā)育的水稻土，屬潴育型水稻土亞類，土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況[7]為：有機質(zhì)14.3 g/kg，pH 5.9，堿解氮113.0 mg/kg，有效磷8.3 mg/kg，速效鉀100.0 mg/kg。供試水稻品種為Y兩優(yōu)1號，采用水播育苗移栽，移栽密度為每公頃18萬株，株距23 cm，行距24 cm。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 試驗處理 試驗設(shè)8個處理，即FP（習(xí)慣施肥）、FP-N（習(xí)慣施肥無氮）、FP-P（習(xí)慣施肥無磷）、FP-K（習(xí)慣施肥無鉀）、OPT（配方施肥）、OPT-N（配方施肥無氮）、OPT-P（配方施肥無磷）、OPT-K（配方施肥無鉀）。

試驗采用大區(qū)無重復(fù)設(shè)計，將田塊先分成常規(guī)施肥和配方施肥2個大區(qū)。在2個大區(qū)中，分別相應(yīng)設(shè)置各處理，各處理小區(qū)面積50 m2。小區(qū)間筑土埂糊薄膜分隔，各小區(qū)單設(shè)排灌溝。除施肥外，各小區(qū)其他田間管理措施均相同。

1.2.2 肥料用量與施肥方法 習(xí)慣施肥FP處理的氮、磷、鉀養(yǎng)分用量及施肥方法按所試區(qū)域多點調(diào)查的農(nóng)戶習(xí)慣施肥而確定，氮、磷、鉀施用量分別為N 195.0 kg/hm2、P2O5 37.5 kg/hm2、K2O 60.0 kg/hm2。配方施肥OPT的施肥量根據(jù)測試值按豐缺指標(biāo)法推薦，氮、磷、鉀施用量分別為N 120.0 kg/hm2、 P2O5 36 kg/hm2、K2O 60.0 kg/hm2。施用時按氮肥60%作基肥，20%作返青分蘗肥，20%作穗肥。磷肥和鉀肥作基肥一次施用。

試驗所用氮、磷、鉀肥料分別為尿素（含N 46%，中石化集團湖北化肥廠）、過磷酸鈣（含P2O5 12%，湖北洋豐股份有限公司）、氯化鉀（含K2O 60%，德國鉀鹽公司）。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

1）肥料養(yǎng)分利用率。某肥料養(yǎng)分利用率=（全施肥處理該養(yǎng)分吸收總量-僅不施該養(yǎng)分處理該養(yǎng)分吸收總量）/全施肥處理該肥料養(yǎng)分施用量×100%

2）作物每百千克經(jīng)濟產(chǎn)量各養(yǎng)分吸收量。作物每百千克經(jīng)濟產(chǎn)量某養(yǎng)分吸收量（kg）=作物該養(yǎng)分吸收總量/子粒產(chǎn)量×100

3）肥料的農(nóng)學(xué)效率。肥料的農(nóng)學(xué)效率=（全施肥處理的產(chǎn)量-僅不施該養(yǎng)分處理的產(chǎn)量）/該肥料養(yǎng)分施用量

2 結(jié)果與分析

2.1 配方施肥對肥料養(yǎng)分利用率的影響

試驗結(jié)果（表1）表明，配方施肥的N、P2O5、K2O養(yǎng)分利用率分別比習(xí)慣施肥高121%、38%、64%，試驗進(jìn)一步說明氮磷鉀科學(xué)合理的配方顯著提高養(yǎng)分利用率，習(xí)慣施肥偏施氮肥養(yǎng)分利用率很低，同時還影響了對磷鉀的吸收利用。這與楊利等[5]、童軍等[8]的研究結(jié)果是一致的。

2.2 不同施肥量對氮磷鉀農(nóng)學(xué)效率的影響

試驗結(jié)果（表2）表明，習(xí)慣施肥時氮的農(nóng)學(xué)效率為4.85 kg/kg，低于配方施肥時氮的農(nóng)學(xué)效率（7.91 kg/kg）；鉀的農(nóng)學(xué)效率同樣是習(xí)慣施肥（3.20 kg/kg）低于配方施肥（4.50 kg/kg），然而，在磷的農(nóng)學(xué)效率方面，習(xí)慣施肥（15.68 kg/kg）高于配方施肥（7.29 kg/kg），而試驗田塊的有效磷本底值并不高，這可能與配方施肥磷的推薦量仍然較低有關(guān)。配方施肥每千克氮養(yǎng)分增稻谷顯著高于習(xí)慣施肥，施氮肥的效果好于習(xí)慣施肥；無論配方施肥還是習(xí)慣施肥，總的趨勢是：氮肥的增產(chǎn)量最高，磷肥的增產(chǎn)量次之，鉀肥有一定的增產(chǎn)作用。說明土壤氮素水平和氮肥用量對水稻產(chǎn)量影響最大[9]。

2.3 配方施肥對養(yǎng)分吸收量的影響

由表3可知，配方施肥與習(xí)慣施肥每百千克經(jīng)濟產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量差異不明顯，說明不同施肥方法下每百千克經(jīng)濟產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量比較穩(wěn)定，可以視為一個常數(shù)，養(yǎng)分吸收量上有鉀﹥氮﹥﹥磷的趨勢，配方施肥經(jīng)濟產(chǎn)量為8 853 kg/hm2，按產(chǎn)量定氮施氮量為106.5 kg/hm2，與配方施肥方案基本相符，若以產(chǎn)量定磷、鉀，則施磷、鉀量分別為13.5、132 kg/hm2，進(jìn)一步說明配方施肥以產(chǎn)量定氮、以土壤豐缺程度定磷、鉀的做法基本符合生產(chǎn)實際。

2.4 不同施肥量對經(jīng)濟產(chǎn)量、生物產(chǎn)量的影響

與習(xí)慣施肥相比，配方施肥時，其子粒產(chǎn)量、莖葉產(chǎn)量、生物產(chǎn)量分別增加313.5、465.0、778.5 kg/hm2，增幅分別為3.67%、4.94%、4.33%，說明配方施肥既提高經(jīng)濟產(chǎn)量，也提高生物產(chǎn)量。在其他投入一致的條件下，配方施肥比習(xí)慣施肥增產(chǎn)313.5 kg/hm2，增收877.5元/hm2，肥料投入節(jié)支439.5元/hm2，增收節(jié)支合計1 317元/hm2，配方施肥效益明顯高于習(xí)慣施肥（表4）。

2.5 配方施肥對子粒和莖葉養(yǎng)分含量的影響

與習(xí)慣施肥比較，配方施肥水稻子粒氮含量顯著提高，增幅達(dá)33.33%，但莖葉氮含量則大幅下降， 降幅達(dá)21.62%；子粒磷含量也明顯降低，降幅為15.90%，但莖葉磷含量則有所上升，增幅為8.62%；子粒和莖葉鉀含量變化不大。因氮是合成蛋白質(zhì)的主要成分，可能配方施肥對稻谷品質(zhì)有一定提高。但無論配方施肥還是習(xí)慣施肥，有一個共同趨勢，即子粒氮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于子粒磷、鉀含量，子粒磷和鉀含量則無明顯差異；莖葉鉀含量明顯高于氮，而磷含量則更低；莖葉鉀含量大大高于子粒鉀含量，子粒磷含量高于莖葉磷含量，配方施肥子粒氮含量高于莖葉氮含量，習(xí)慣施肥子粒氮含量與莖葉氮含量差異不明顯（表5）。

3 結(jié)論

1）氮磷鉀合理配施能顯著提高肥料養(yǎng)分利用率。與習(xí)慣施肥相比，配方施肥N、P2O5、K2O利用率分別提高121%、38%、64%，習(xí)慣施肥偏施氮肥養(yǎng)分利用率很低，同時還影響了對磷鉀的吸收利用。

2）水稻配方施肥與習(xí)慣施肥的每百千克經(jīng)濟產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量差異并不明顯，說明不同施肥量下水稻每百千克經(jīng)濟產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量比較穩(wěn)定，可以視為一個常數(shù)，但各養(yǎng)分間吸收量差異較大，即鉀﹥氮﹥﹥磷，試驗也驗證配方施肥以產(chǎn)量定氮、以土壤豐缺程度定磷、鉀的做法基本符合生產(chǎn)實際。

3）配方施肥與習(xí)慣施肥相比經(jīng)濟產(chǎn)量、莖葉產(chǎn)量、生物產(chǎn)量均明顯提高，說明配方施肥既提高經(jīng)濟產(chǎn)量，也提高生物產(chǎn)量，此次試驗增收節(jié)支合計1 317元/hm2，配方施肥效益明顯高于習(xí)慣施肥。

4）與習(xí)慣施肥比較，配方施肥使水稻子粒氮含量大幅提升，而子粒磷含量卻明顯降低，鉀含量變化不大。子粒中氮的提高會有助于蛋白質(zhì)的合成，從而對提高稻谷品質(zhì)有一定影響。

5）配方施肥每千克氮養(yǎng)分增加稻谷產(chǎn)量顯著高于習(xí)慣施肥，施氮肥的效果好于習(xí)慣施肥；無論配方施肥還是習(xí)慣施肥，總的趨勢是氮肥的增產(chǎn)量最高，磷肥的增產(chǎn)量次之，鉀肥有一定的增產(chǎn)作用。表明土壤氮素水平和氮肥用量是影響水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

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