水稻基礎產量與土壤速效養分含量的相關性

劉 潔，胡冬華

(衡東縣農業局，湖南衡東 421400)

水稻基礎產量與土壤速效養分含量的相關性

劉 潔，胡冬華

(衡東縣農業局，湖南衡東 421400)

匯總分析了衡東縣近幾年進行的多點水稻“3414”肥效試驗，采用其中的空白區和全肥區產量以及土壤速效養分測定結果，計算出水稻產量的地力依存率。分析結果表明：土壤速效氮、磷、鉀養分含量與水稻產量地力依存率呈顯著的正相關，相關系數分別為0.6106**、0.5195*、0.5107*，建立估算依存率的數學模型均達到顯著水平。模型可用于計算不同土壤養分含量下的地力依存率和基礎產量，并依據基礎產量采用地力差減法制定施肥方案。

水稻；基礎產量；土壤養分；地力依存率；數學模型

自2007年實施國家測土配方施肥試點項目以來，按照農業部《測土配方施肥技術規范》以及《測土配方施肥補貼項目肥料效應田間試驗示范方案》的要求，衡東縣在水稻上分年度多點設立了17個“3414”肥效試驗。本文在匯總多年多點試驗數據的基礎上，對試驗得到的水稻基礎產量、地力依存率和土壤速效養分含量進行了相關分析，以為完善衡東縣水稻的施肥技術參數，建立水稻施肥技術指標體系提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計及數據來源

2007～2011年按照農業部《測土配方施肥技術規程》的要求，采用“3414”完全試驗設計方案[1]，在衡東縣實施了17個早、中、晚稻“3414”肥效試驗(早稻7個、中稻3個、晚稻7個)，即氮、磷、鉀3因素4水平14個處理的田間試驗方案，其中4個水平是：0水平指不施肥，2水平指當地最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5(表1)。小區面積30 m2，隨機排列，不設重復。試驗除了施肥量不同外，其他操作均同等對待。試驗前后均采集土樣化驗，取試驗中的相關數據進行分析。

表1 “3414”氮、磷、鉀肥效試驗處理設計表

1.2 土壤養分測試方法

在試驗前采用5點取樣法分別取試驗田20 cm耕作層混合樣進行檢測。統一采用的土壤養分測試方法是：堿解氮采用1 mol/L NaOH堿解擴散法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用NAC浸提，火焰光度計法測定。

1.3 數據整理及分析

取“3414”試驗中的無肥區處理1和完全施肥區處理6的實際產量，按照：地力依存率=無肥區作物產量/完全施肥區作物產量×100%，分別計算出每個試驗的地力依存率。采用DPS數據處理系統分析地力依存率與土壤有效養分含量的相關系數，并建立最佳回歸模型。

2 結果與分析

2.1 試驗數據的整理

基礎產量是指不施用任何肥料時的作物產量，構成產量的養分主要來自于土壤，它反映了土壤能夠提供養分的能力。為了準確的反映基礎產量與土壤養分含量的相關性，消除因品種和生產季節造成的差異，采用地力依存率來分析其與土壤養分含量的相關性。已有的研究表明，農作物吸收的全部養分有55%～75%是來自土壤提供的養分[1，2]。水稻產量對土壤養分的依賴程度叫做地力依存率。將17個水稻試驗中的無肥區產量(基礎產量)、全肥區產量、土壤速效養分測試結果匯總整理成表，并計算出每個試驗的地力依存率于表2。

表2 近年的水稻“3414”肥料試驗土壤養分結果及基礎產量與全肥區產量結果

2.2 地力依存率與土壤養分含量的相關分析

早、中、晚稻所有試驗的平均地力依存率為65.22%，最大為75.16%，最小為56.39%。用各試驗的地力依存率與對應的土壤速效氮、磷、鉀養分測試值進行相關分析，其相關系數分別為0.6106**、0.5195*、0.5107*，相關性均達到顯著水平以上，表明土壤氮、磷、鉀速效養分含量與水稻的基礎產量呈顯著的正相關，其中土壤堿解氮含量與地力依存率的相關性最大，有效磷次之，速效鉀最低，說明氮對基礎產量和水稻的地力依存率的影響程度要大于磷和鉀。

2.3 水稻的地力依存率與土壤養分含量的回歸模型

分別設水稻試驗田土壤速效氮、磷、鉀養分含量為自變量(X)，依存率為依變量(Y)，建立的水稻土速效養分對水稻的地力依存率的最佳數學模型均為直線，由此計算出在不同土壤養分含量時的依存率。其數學模型如下：

土壤堿解氮對依存率的估算數學模型：

YN=45.19+0.116558XN，F=8.92**

土壤有效磷對依存率的估算數學模型：

YP=59.21+0.460424XP，F=5.55*

土壤速效鉀對依存率的估算數學模型：

YK=55.42+0.089502XK，F=5.29*

以上數學模型經F檢驗，均達到顯著水平以上，可用于根據土壤速效養分含量的多少來模擬計算對應的地力依存率。

3 基礎產量與地力依存率相關性的應用

在應用測土配方施肥技術進行的定量施肥中，目標產量配方法是目前最普遍采用的配方施肥技術之一。其有兩個具體方法：第一是養分平衡法，即根據作物目標產量需肥量與土壤供肥量之差估算施肥量。其中，土壤供肥量是根據土壤檢測結果獲得，而土壤檢測結果并不能完全體現出對作物的實際供肥能力，尚有一定的局限性；第二是地力差減法，即根據作物目標產量與基礎產量之差計算施肥量，能夠反映土壤的實際供肥能力，但基礎產量的數據又需要在上一年進行田間試驗獲得，即時性較差。現在通過多年多點試驗建立的地力依存率與土壤養分含量的相關模型之后，就可以綜合以上兩個方法的優點更為精確快捷的制定施肥配方。將土壤測試值分別代入以上模型，計算出該田塊的地力依存率，由其地力依存率和目標產量就可以計算出基礎產量，再采用地力差減法制定施肥配方。例如，衡東縣早稻的目標產量為6 900 kg/hm2，水稻土的養分平均檢測結果為堿解氮179 mg/kg，有效磷14 mg/kg，速效鉀109 mg/kg，由上述得到的數學模型計算出的依存率分別為：66.06%、65.65%、65.18%，由目標產量6 900 kg/hm2乘以依存率計算得到的基礎產量分別為：4 560、4 530、4 500 kg/hm2。按照需肥量計算公式：施肥量(純量)=養分系數 (目標產量-基礎產量)/肥料當季利用率，100 kg稻谷所需養分量(養分系數)氮、磷、鉀取值2.25、0.9、2.6 kg，氮、磷、鉀當季利用率取值33%、25%、55%，計算出配方施肥量為：159.7、85.3、113.6 kg/hm2(表3)。在晚稻磷肥施用量上，由于早稻施用的磷肥剩余較多，由此計算出的施磷量應減半施用。在不同的土壤肥力水平下，推薦的施肥純量也是隨著土壤速效養分含量的減少而增加，與生產實際相吻合(表4)。

表3 早、中、晚稻在中等土壤肥力水平下的施肥量

表4 在不同的土壤肥力水平下早稻產量6 900 kg/hm2的施肥量

4 結論及討論

(1)本研究結果表明，地力依存率與對應的土壤速效氮、磷、鉀養分測試值呈顯著的正相關，這與前人所作的分析結果相一致[3]。說明水稻產量地力依存率隨著土壤有效養分含量的增加而提高，可以用數學模型來表示，在應用中可通過土壤速效養分含量的高低來估算水稻依存率，再計算出在不同的目標產量下的基礎產量，利用地力差減法計算出最佳的推薦施肥純量。在實際生產上可以通過水稻土壤速效養分的檢測值來估算該田塊的水稻基礎產量，減少了為獲取基礎產量而做空白試驗的數量，為水稻測土配方推薦施肥提供了一項有效的科學依據，有利于測土配方施肥技術的推廣應用。該法適用于早、中、晚稻和不同的土壤肥力水平下的推薦施肥。

(2)該法準確應用的條件是需要大量的田間試驗數據，可以充分利用測土配方施肥項目所進行的多年多點試驗數據。一般應在15個試驗數據以上，否則擬合精確度不高。如試驗數據較多的話，可以按早、中、晚稻分別建立數學模型，其針對性更好，準確性更高。

(3)建立縣級作物施肥指標體系是一個較長期的過程，還有很多的基礎數據需要通過大量的試驗進行探索和積累，以進一步完善施肥配方技術參數，為農作物科學施肥提供依據。

[1] 謝衛國，黃鐵平，鐘武云，等.測土配方施肥理論與實踐[M].長沙：湖南科技出版社，2006.

[2] 金耀青，張中原.關于農作物對土壤肥力的依存率及其應用的研究[J].沈陽農學院學報，1985(4)：64-68.

[3] 高 輝，張洪程，戴其根，等.不同土種土壤氮素等養分與水稻基礎產量的關系[J].揚州大學學報：農業與生命科學版，2007，28(1)：49-53.

[4] 謝錦良，方 萍.水稻基礎產量與最高產量的分布模型及相互關系[J].浙江農業大學學報，1994，20(3)：35-38.

2015-01-08

劉 潔(1974-)，女，湖南衡東縣人，助理農藝師，主要從事土肥技術推廣工作，Email：373486922@qq.com。

S511.06

A

1001-5280(2015)03-0277-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.03.14