氮磷鉀的不同配比對水稻產量·產量構成因素的影響

易利娟 劉芳珍

摘要 [目的] 為了研究不同氮肥、磷肥、鉀肥配比施肥對晚稻欣榮優華占的產量及產量構成因素的影響。[方法] 以晚稻欣榮優華占為試材，采用“3414”肥料設計，通過田間試驗和室內分析開展研究。[結果] 不同N、P、K肥施肥水平對欣榮優華占產量有顯著的調節作用。在促進水稻晚稻品種欣榮優華占生長發育的N、P、K三種營養元素中，增產效果最為明顯的是N肥。但是，隨著N肥施用量的增加，當超過一定水平時水稻產量反而下降，其中處理B11（N3P2K2）的水稻產量比處理⑥（N2P2K2）低。P、K肥對水稻產量的影響也表現出相同的趨勢。[結論] 處理⑥（N2P2K2）既能滿足水稻對肥料的需求，又能保證其正常生長，從而有利于實現水稻產量增產。

關鍵詞 氮磷鉀；不同配比；產量；產量構成因素

中圖分類號 S143.5 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）27-090-04

Effects of Different Ratio of N，P and K on Yield and Its Component of Rice

YI Li-juan，LIU Fang-zhen* （Shangli Agriculture Bureau， Shangli， Jiangxi 337009）

Abstract [Objective] The research aimed to study the effects of different ratio of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer on the yield and yield components on late rice Xinrongyouhuazhan. [Method] Field experiments and laboratory analysis were set according to “3414”fertilizer design. [Result] Different NPK fertilizer levels had significantly effects on the yield of Xinrongyouhuazhan. Among three kinds of nutrient elements， the promotin of nitrogen on the growth and development of late rice Xinrongyouhuazhan was the most obvious. However， with the increase of nitrogen fertilizer above a certain level， the yield of rice decreased. The yield of treatment B11 （N3P2K2） was lower than that of treatment ⑥ （N2P2K2）. Effects of P and K Fertilizers on the yield of rice also showed the same trend. [Conclusion]Treatment ⑥ （N2P2K2） not only met the demand of the fertilizer in rice， but also ensured the normal growth of rice， which was the most beneficial to the rice yield increase.

Key words N，P and K； Different ratio； Yield； Component

半個世紀以來，我國人口、資源和環境的矛盾日益突出。為此，黨中央、國務院提出我國可持續發展的戰略?；适寝r業持續發展的物質保證，是糧食增產的基礎。它作為農作物的“口糧”，在提高作物產量和質量等方面起促進作用。測土配方施肥是實現農業增產和農民增收的重要技術措施，也是一種施肥方式。它是根據作物的實際需肥規律，結合土壤供應肥量和肥料效應進行合理的施肥行為。在田塊肥料配方設計的基礎上，確定氮、磷、鉀等元素養分的用量，最終確定適宜的肥料組合。自20世紀80年代以來，我國開展大規模的配方施肥技術研究，建立肥料效應函數法、測土施肥法和植物營養診斷法的三大技術體系[1-3]。第二次全國土壤普查和第三次全國性的肥料效益試驗摸清了當時全國土壤肥力狀況、各地區化肥肥料效益和合理施肥量、施肥方法，對指導當時農業生產起重要作用[4]。近30年來，諸多學者和專家在全國各地進行大量氮磷鉀肥料試驗。由于采用現代肥料試驗設計如“311-B，3414”等多因素回歸最優設計方案，試驗數據配成多元二次或平方根等函數方程，與土壤測試數據相結合，形成各種作物的推薦施肥模型，在農作物施肥的肥料效應方程與建模方面有很好的指導作用[5]。“3414”肥料效應試驗方案是農業部《測土配方施肥技術規范（試行）修訂稿》中推薦采用的方案設計。“3414”設計是在國外“3411”多點肥料試驗方案的基礎上，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具有處理少、效率高的優點，又符合肥料試驗和施肥決策的專業要求。

為掌握水稻種植試驗區土壤養分供應能力、土壤養分的豐缺狀況以及不同施肥處理對水稻產量及產量構成因素的影響（主要是磷肥和鉀肥的影響），筆者針對晚稻欣榮優華占在上栗縣開展了基于“3414“設計試驗的測土配方施肥田間試驗工作，掌握各個施肥單元優化施肥數量、基肥和追肥分配比例、施肥時期和施肥方法，構建水稻施肥模型，為該土種覆蓋范圍內稻田施肥分區和肥料配方設計提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在上栗縣東源鄉橋頭村一農戶責任田中進行，前作為早稻。供試土壤屬潴育型黃泥田土屬，地勢平坦，排灌方便，各小區土壤肥力均勻一致，耕層25 cm，pH 6.4，有機質25.6 g/kg，全氮1.24 g/kg，有效磷11.8 mg/kg，速效鉀124 mg/kg。供試晚稻品種為欣榮優華占。

1.2 試驗設計

1.2.1 “3414”設計試驗方案。

“3414”是指氮、磷、鉀3個因素、4個水平。4個水平為：0水平指不施肥；2水平指該區域最佳施肥量的近似值；1水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5（即過量施肥水平）。設第6個處理即N2P2K2為理論最佳施肥處理。試驗小區面積66.67 m2，小區間用30 cm寬、30 cm高的田埂隔開，并用薄膜包住以防止小區間水相滲透，每個小區單獨排灌。各處理隨機排列，土壤肥力、地形等條件相對一致。小區設計按田塊土壤肥力走向確定。每個小區苗數、蔸數、行數相同。試驗小區設計布局見圖1。

1.2.2 施肥種類、比例及施肥時間。試驗按7 500 kg/hm2的稻谷產量計算，結合萍鄉市施肥水平調查情況，依據土壤取樣測定結果，擬定氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）最佳施肥量近似值（2水平施肥量）分別為172.50、67.50、126.00 kg/hm2，折算商品肥料用肥量為46.2%尿素373.35 kg/hm2、12%鈣鎂磷肥562.50 kg/hm2、氯化鉀210.00 kg/hm2。各因素各水平見表1。磷肥全部作基肥施用，氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥5∶3∶2比例施用。分蘗追肥尿素按比例于移栽后7 d左右長出第一片新葉時施用。氯化鉀按基肥∶分蘗肥∶穗肥5∶3∶2比例施用，穗肥于主莖倒3葉時一次施用。試驗設計的各處理肥料配比與實物用量見表2。

1.2.3 田間管理。

2014年6月28日播種； 2014年7月21

日移栽，各小區栽插密度保持相同，均為16穴×112穴；10

月23日取樣考種； 2014年10月25日收割，并且驗產。病蟲害參照當地防治警報進行預防。移栽后寸水返青，淺水勤灌，在有效分蘗夠苗時（封行前）及時斷水擱田，采取多次（2～4次）輕擱田至田土沉實硬板（人踩留腳印、不陷腳），葉色褪淡顯“黃”，復水，以間歇灌溉和濕潤灌溉為主到成熟。

1.3 調查項目與方法

主要調查項目為生長發育狀況、各生育期、分蘗動態和病蟲害等。調查方法是每周觀察、調查1次，每個處理取2個點，每點定10蔸，并且每次都在定點的20蔸上進行調查，取平均值。考種時，對定點的20蔸進行有效穗數的計算，然后分別取5蔸各處理有代表性的稻株，掛好標簽，并包好帶回室內考種。收割時，對各處理進行單割、單打、單曬，并且稱重。

2 結果與分析

2.1 氮磷鉀的不同配比施肥對水稻產量的影響

由表3可知，處理⑥產量最高，為8 475 kg/hm2，比處理①增產47.9%，其次是處理B11、處理⑩，分別比處理①增產44.5%、41.00%；處理⑥比處理④多增產31.50%；處理⑥比處理⑧多產3370%。處理B11稻草重最高，達到13 680 kg/hm2，而處理①、處理②、處理③、處理B12、處理B13產量分別為9 495、9 720、9 870、9 795、10 485 kg/hm2。

在生產中，N對稻谷產量的影響最為顯著，因此，如果缺N，那么對糧食增產的影響很大，甚至顆粒無收；P、K的豐缺雖然對稻谷產量的影響沒有N那么明顯，但它們仍是糧食生產過程中不可或缺的重要元素，所以合理施肥（測土配方施肥）對糧食增產、實現經濟效益增加的意義很大。在實際生產過程中，一味追求產量，而忽視經濟效益，也是不科學的。所以，產量的增加必須建立在最佳投入的基礎上，研究單因素（即保持2個因素在一個水平不變，另外一個因素發生變化）的肥料效應，從而得到單因素的最佳肥料效應投入。

在“3414”試驗設計中，研究單因素的肥料效應時不應受到其他因素不足或過量而造成的影響，因此，將其他2個因素定在2水平上應該是合理的。當采用一元肥料效應模型進行擬合時，以處理②、③、⑥、B11（不同N水平，P、K在2水平）進行N肥效應擬合，以處理④、⑤、⑥、⑦（不同P水平，N、K在2水平）進行P肥效應擬合，以處理⑥、⑧、⑨、⑩（不同K水平，N、P在2水平）進行K肥效應擬合。

以P2K2水平為基礎的氮肥施肥量對產量的肥料效應函數方程為：YN-產量=-0.145 6N2+10.124N+383.55。通過對方程求導計算，得到N肥最大施肥量為241.16 kg/hm2（尿素522.00 kg/hm2），最高產量為8 392.50 kg/hm2。結合當前的糧食、肥料價格（尿素2.40元/kg、鈣鎂磷肥0.80元/kg、氯化鉀4.00元/kg、水稻2.76元/kg），得到N肥最佳施肥量為240.82 kg/hm2（尿素521.25 kg/hm2），

最佳產量為8 391.9 kg/hm2。

以N2K2水平為基礎的磷肥施肥量對產量的肥料效應函數方程為：YP-產量=-0.080 4P2+5.933 3P+439.75。

通過對方程求導計算，得到P肥最大施肥量為66.42 kg/hm2（鈣鎂磷肥553.50 kg/hm2），最高產量為8 238.00 kg/hm2。結合當前的糧食、肥料價格，得到P肥最佳施肥量為66.36 kg/hm2（鈣鎂磷肥553.05 kg/hm2），最佳產量為8 239.20 kg/hm2。

以N2P2水平為基礎的鉀肥施肥量對產量的肥料效應函數方程為：YK-產量= -0.301K2 + 11.364K + 435.05。

通過對方程求導計算，得到K肥最大施肥量為169.83 kg/hm2（氯化鉀283.05 kg/hm2），最高產量為8 134.50 kg/hm2。結合當前的糧食、肥料價格，得到K肥最佳施肥量為124.83 kg/hm2（氯化鉀208.05 kg/hm2），最佳產量為7 118.25 kg/hm2。

2.2 氮磷鉀的不同配比施肥對水稻產量構成因素的影響

由表4可知，與處理①相比，N為“2”水平的N、P、K配合處理的有效穗數較高，而且隨著N水平的不斷升高，有效穗數也呈增加趨勢；處理B11結實率、有效穗數最高，增幅分別為60%、5.2%，說明N為“3”水平的N、P、K配合有利于提高綜合經濟性狀；從處理④、⑤、⑥、⑦可以看出，當N、K為“2”水平時，隨著P水平的增加，每株有效穗數也增加，從某種程度上來說，P對水稻的有效穗的分蘗有很大的影響。通過對試驗數據的處理，可以看出P、K配施有利于提高著粒數和結實率。因此，合理施肥在水稻生長過程中起很重要的作用，主要體現在對水稻產量以及水稻的株高、分蘗數、穗長、結實率、千粒重等都有很大影響。

從表3、表4可以看出，處理⑥稻谷產量、千粒重最高。雖然處理⑥有效穗、結實率不是最高，但仍進一步驗證了稻谷理論產量的計算方程。表4中，處理B11稻草重最高，為13 680 kg/hm2；表5中，處理B11株高、穗長、結實率都最高。由此可知，株高、穗長可能是影響稻草重因素之一。營養供應充分、及時，稻谷谷粒灌漿所需營養充分，直接影響稻谷的千粒重。千粒重是稻谷產量構成一個重要因素。稻草的質量好壞直接影響稻谷產量。

2.3 氮磷鉀的不同配比施肥對水稻產量與經濟效益的影響

從表5可以看出，處理⑥的稻谷產量最高，比處理①增產47.9%，說明在試驗中處理⑥施肥水平相對比較合理；處理⑥比處理②的增加值比與處理①相比多增加45.9%，說明N肥對稻谷產量的影響達40%以上；處理⑥比處理④的增加值比與處理①相比多增產31.5%，說明P肥對稻谷產量影響達到30%以上；處理⑥比處理⑧與的增加值比與處理①相比多產33.7%，說明K肥對稻谷產量影響達到30%以上。試驗結果表明，增施化肥，N肥起決定性作用，但只施P肥、K肥不能起增產作用，必須在施用N肥的基礎上，合理施用P肥、K肥，增產效果更為顯著。處理B11稻草干重最高，產量達到13 680 kg/hm2，而處理①、②、③、B12、B13產量分別是633、648、658、653、699 kg/hm2。由此可知，影響稻草重的因素主要是N肥。

水稻的經濟效益是指水稻收獲銷售后除去勞動力成本以及種子、化肥、農藥、機械、灌溉等物質成本之后獲得的收益。根據當地市場銷售的農資價格、勞務費等，通過計算得到不同施肥處理下水稻的產值、投入、凈產值、新增收益。從表6可以看出，經濟效益最好的是處理⑥，凈產值達126 960 元/hm2，比處理①增加了5 386.50元/hm2 ，增幅達73.69%，其次是處理B11，凈產值為11 707元/hm2，比處理①增加了4 398.00元/hm2 ，增幅達60.17%，最低的是處理②，凈產值為6 351元/hm2，比處理①減少了958.50元/hm2，減幅達13.11%。從所有試驗處理來觀察，除處理①、②、B13外，其他處理凈產值間差異不大。可見，合理的施用N、P、K肥料對水稻增產很有必要的，也是改善土壤、培肥地力的有效措施。

3 結論與討論

3.1 氮磷鉀的不同配比施肥對水稻產量的影響

研究表明，水稻產量與氮肥、磷肥、鉀肥的施肥量呈二次曲線關系，當氮肥、磷肥、鉀肥施肥量超過臨界值時，投入產出率明顯下降。

最大產量的處理是處理⑥，處理B11次之?？梢姡怯绊懏a量的主要因素，磷次之，鉀的影響力較小。水稻欣榮優華占最大氮磷鉀肥施肥量分別為尿素375.00 kg/hm2、鈣鎂磷肥562.50 kg/hm2、氯化鉀210.00 kg/hm2，最大產量為8 475.00 kg/hm2。同時，由回歸方程可知，N、P、K的一次項系數大小表現為N、K、P，表明對水稻增產效果的影響表現為氮>鉀>磷；N、P、K的二次項系數皆為負值，表明過量施用N、P、K肥會造成單位施肥量的水稻增產量下降，從而降低肥料的利用率。

3.2 氮磷鉀的不同配比施肥對水稻產量構成因素的影響

研究表明，氮肥、磷肥、鉀肥不同配比施肥對欣榮優華占的株高、有效穗、千粒重、結實率等產量構成因素有重要影響。

株高隨著氮肥水平的提高而增加，磷肥、鉀肥施肥量的增加對株高的影響不明顯。試驗中以處理B11株高最高，達到103 cm，比處理①高出14 cm，處理②、③、B12、B13分別是96、97、96、95 cm，其他處理基本上都在97 cm左右，說明影響水稻株高的主要因子是N肥因子。有效穗以處理B11最多，達14個，而處理①、②分別只有8.8、9.8個，其他處理都在10個以上，說明影響水稻有效穗的主要因子是N肥因子。可見，在相同的磷鉀肥施肥水平下，有效穗數隨氮肥施肥量的增加而增多，而磷、鉀肥所表現的趨勢相同，對水稻有效穗數的影響不明顯。千粒重以處理⑥最高，達25.5 g，處理①的千粒重為24.9 g，可見，千粒重隨著氮肥、磷肥施肥水平的增加而增加，鉀肥施肥水平對千粒重的影響不大。結實率以處理⑥最高，達917%，處理①的結實率為86.2%，說明影響水稻結實率的因子最主要是N肥因子、P肥因子。

3.3 氮磷鉀的不同配比施肥對水稻產量經濟效益的影響

研究表明，稻谷以處理⑥每公頃產量最高，為8 475 kg/hm2，比處理①增產47.9%，說明在試驗各施肥水平中處理⑥施肥水平相對比較合理；處理⑥比處理②的增加值比與處理①相比多增加45.9%，說明N肥對稻谷產量的影響達到40 %以上；處理⑥比處理④的增加值比與處理①相比多增產31.5%，說明P肥對稻谷產量影響達到30%以上；處理⑥比處理⑧的增加值比與處理①相比多產33.7%，說明K肥對稻谷產量的影響達到30 %以上。試驗結果表明，N肥對增產起決定性作用，但只施P、K肥增產作用不明顯，必須在施用N肥的基礎上，合理施用P、K肥，增產效果更為顯著。

同理，經濟效益最好的是處理⑥，凈產值比處理①增加5 386.50元/hm2，增幅達73.69%；其次是處理B11，凈產值比處理①增加了4 398.00元/hm2，增幅達60.17%；最差的是處理②，其凈產值比處理①減少958.50元/hm2，減幅13.11%。除處理①、②、B13外，凈產值的差異不大，沒有達到顯著水平，因此合理的施用N、P、K肥料對水稻增產很有必要，也是改善土壤、培肥地力的有效措施。利用單因素肥料效應模型回歸分析，得到N肥最佳施肥量為240.82 kg/hm2（尿素521.25 kg/hm2），最佳產量為8 391.90 kg/hm2；P肥最佳施肥量為66.36 kg/hm2（鈣鎂磷肥553.05 kg/hm2），最佳產量為8 239.20 kg/hm2；K肥最佳施肥量為124.83 kg/hm2（氯化鉀208.05 kg/hm2），最佳產量為7 118.25 kg/hm2。

參考文獻

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責任編輯 喬利利 責任校對 李巖