甬優12對N、P、K養分需求規律及施肥效應模型研究

蔣尚軍　蔡建軍　王會福（臨海市江南街道農業綜合服務中心，浙江　臨海　7000；臨海市農技推廣中心，浙江　臨海　7000；臺州市農業科學研究院，浙江　臨海　7000；第一作者：tznkywhf@6.com；通訊作者）

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甬優12對N、P、K養分需求規律及施肥效應模型研究

蔣尚軍1蔡建軍2王會福3*
（1臨海市江南街道農業綜合服務中心，浙江臨海317000；2臨海市農技推廣中心，浙江臨海317000；3臺州市農業科學研究院，浙江臨海317000；第一作者：tznkywhf@126.com；*通訊作者）

摘要：為探明甬優12對N、P、K養分的需求規律和互作機制，明確肥料施用量與產量的關系，充分發揮甬優12的增產潛力，采用“3414”試驗設計對其N、P、K養分需求效應進行了田間試驗。結果表明，甬優12施用N、P、K后一般可增產20%以上，對N、P、K養分需求呈冪次函數變化規律，并且N+P+K（M）整體維度需求量明顯大于N、P、K單維度需求量之和，其數學模型分別為Y=-0.7744N2+18.565N+510.01（r=0.9634*），Y=3.0931P2-8.6161P+604.66（r= 0.9999**），Y=-3.3975K2+35.733K+521.45（r=0.9841*）；Y=-0.1239M2+8.4834M+489.36（r=0.8010**）。通過對上述模型和通用N、P、K比例分析，甬優12對N+P+K組合互作最佳需求量為34 kg/667 m2，即純N 14 kg、P2O57 kg、K2O 13 kg，其超高產栽培應在整體維度最佳需求量模型的基礎上，加大有機肥配套和微量營養的合理促成，以健全群體與個體的關系，推動攻大穗、保多穗的超級栽培預期實現。

關鍵詞：甬優12；氮；磷；鉀；需求規律；施肥效應；數學模型

甬優12為浙江省寧波市農業科學院作物研究所和寧波市種子有限公司2010年選育而成的遲熟秈粳雜交稻組合（審定編號：浙審稻2010015），該品種具有高產穩產、耐肥抗倒的特性。近年來甬優12在臨海市大面積推廣，每年播種面積在4 000 hm2以上，已成為當地單季稻的主栽品種之一［1］。譚保欽等［2］認為，超級稻基肥和追肥比例以6∶4最好。吳建能等［3］通過不同氮肥用量對甬優12產量影響的研究認為，最佳施氮量為純氮15 kg/667 m2。然而，甬優12對N、P、K養分的需求規律及效應模型研究卻鮮有報道［4-12］。為了探明甬優12 對N、P、K養分的需求規律和互作機制，明確施肥量與產量的關系，充分發揮甬優12的增產潛力，指導農戶科學施肥，筆者采用“3414”試驗設計方案開展了甬優12對N、P、K養分的需求規律及其施肥效應模型研究，從而形成最佳施肥方案，以期為甬優12科學合理施肥以及挖掘高產栽培潛力提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗選擇在臨海市汛橋鎮下灣村余章連農戶，試驗田面積667 m2，為長方形田塊，田丘平整，肥力均勻，灌排方便。試驗田土壤為青紫泥田，土壤有機質48.3g/ kg、全氮3.27g/kg、有效磷3.1 mg/kg、速效鉀70 mg/kg、pH值6.3。

1.2供試材料

供試品種為甬優12，作單季稻種植。供試肥料：氮肥基肥用17%碳銨、追肥用46%尿素，磷肥用14%過磷酸鈣，鉀肥用60%氯化鉀，均為市售。各試驗小區均不施有機肥料。

1.3試驗設計

采用“3414”設計方案，試驗設N、P、K養分3個因素，每個因素設4個水平，共14個處理（見表1），其中，0水平為不施肥，2水平為當地當時的最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5，不設重復，小區區組隨機排列，小區面積43.5 m2。每個小區做好田埂，能保證在灌水時小區之間不漫出田埂，每個小區都有獨立的灌排口，確保每個小區不串肥水，試驗區四周設寬1 m左右的保護行。播種期為5月24日，移栽期為6月16日，栽插密度1.03～1.20萬叢/667 m2，每叢插2苗。肥料運籌：磷肥全部作基施，鉀肥1水平作基施，2、3水平按基肥、分蘗肥各50%施用；氮肥1、2水平按基肥、分蘗肥各50%施用，3水平按基肥40%、分蘗肥50%、穗肥10%施用。分蘗肥氮分2次施用，比例各50%。N、P、K具體施肥數量方案見表1。水分和病蟲防治按大田常規管理。

1.4調查方法及數據處理

試驗區落實專人負責農事操作和記載，成熟期組織經濟性狀考查，產量采用收獲期實割辦法計算，各小區進行實割實收，以揚凈曬干后的稻谷質量為實際產量。試驗數據采用Excel 2003進行建模和分析。

表1　甬優12 N、P、K施肥方案設計

表2　不同施肥組合對甬優12經濟性狀的影響

2　結果與分析

2.1N、P、K不同組合施用量與產量的關系及經濟性狀表現測定

通過對甬優12 N、P、K不同施肥組合處理經濟性狀考查和產量實割實收測定，結果見表2和圖1。甬優12單位面積產量與N+P+K養分數量（M）的關系極大，總體上甬優12的產量增幅（y）隨N+P+K施用量的增加而上升，兩者呈極顯著的冪函數關系，其數學模型為y=-0.0858M2+3.7169M-17.442（n=13，r=0.7192*，r0.01= 0.6835），表明甬優12產量的增加是受N+P+K施用量的影響所致。從產量性狀分析，單位面積有效穗數以處理11（N3P2K2）和處理7（N2P3K2）較高，分別為9.03萬/ 667 m2和8.98萬/667 m2，較不施肥處理增24.38%和23.69%；每穗實粒數以處理11（N3P2K2）和處理3 （N1P2K2）最多，均為313.1粒，較不施肥處理增4.82%；結實率以處理3（N1P2K2）最高，達90.3%，較不施肥處理增2.8個百分點；千粒重以處理11（N3P2K2）最高，達24.2 g，較不施肥處理增0.6 g；實產以處理7（N2P3K2）最高，達623.15 kg/667 m2，較不施肥處理增24.99%。綜合經濟性狀和產量表明，處理11、處理7和處理3組合表現較好，說明N、P、K養分對甬優12產量具有良好的互作增產作用，但達一定施用量后增產效果趨緩而非越多越好。故N、P、K合理配施才能顯著提高甬優12的產量和經濟效益。

2.2對N、P、K單元養分的需求規律

2.2.1對N素養分的需求效應模型與最佳需求量

通過氮素維度對產量效應分析，以磷、鉀同在2水平下，以氮（N）為0、1、2、3水平數據進行處理，即將處理2、3、6、11的施純N量（N）與其產量（Y）統計分析，結果見圖2。圖2顯示，甬優12產量隨施氮量增加而上升，但當施氮量達到一定程度后反而下降，表明兩者存在顯著的冪函數關系，其數學模型為Y=-0.7744N2+18.565N+510.01（n=4，r=0.9634*，r0.05=0.9500）。由上述模型可知，甬優12最佳需氮量為12 kg/667 m2，可獲得最高理論產量621 kg/667 m2。

圖1　甬優12“N+P+K”施用量與增產的關系曲線

圖2　甬優12在同P、K水平下施純N量與產量的關系

圖3　甬優12在同N、K水平下施P（P2O5）量與產量的關系

圖4　甬優12在同N、P水平下施K（K2O）量與產量的關系

2.2.2對P素養分的需求效應模型與最佳需求量

通過磷素維度對產量效應分析，以氮、鉀同在2水平下，以磷（P2O5）為0、1、2、3水平數據進行處理，即將處理4、5、6、7的施P（P2O5）量（P）與其產量（Y）統計分析，結果見圖3。圖3顯示，甬優12產量總體上隨施磷肥量增加而提高，科學增施磷肥對發揮增產潛力具有良好效應，經擬合兩者存在極顯著的凹型冪函數關系，其數學模型為Y=3.0931P2-8.6161P+604.66（n=4，r= 0.9999**，r0.01=0.9900）。由上述模型可知，甬優12最佳需磷（P2O5）量由產量（Y）確定，一般為4～5 kg/667 m2，可獲得理論最高產量620～640 kg/667 m2。

2.2.3對K素養分的需求效應模型與最佳需求量

通過鉀素維度對產量效應分析，以氮、磷同在2水平下，以鉀為0、1、2、3水平數據進行處理，即將處理6、8、9、10的施K（K2O）量（K）與其產量（Y）統計分析，結果見圖4。圖4顯示，甬優12產量隨施鉀量增加而緩慢上升，但當施鉀肥量達到一定程度后反而下降。經擬合兩者存在顯著的冪函數關系，其數學模型為Y=-3.3975K2+35.733K+521.45（n=4，r=0.9841*）。由上述模型可知，甬優12最佳K（K2O）量為5.3 kg/667 m2，可獲得理論最高產量615 kg/667 m2。

2.3對N、P、K養分的整體需求規律

通過N、P、K不同組合總施肥量與產量效應分析，即將N+P+K不同組合總施肥量（表1）與其所對應的實收產量（表2）進行統計回歸，結果見圖5。圖5顯示，甬優12產量隨N+P+K不同組合總施肥量的增加而提高，達到一定程度后反而呈下降趨勢，經N+P+K不同組合總施肥量（M）與產量（Y）擬合，兩者存在極顯著的冪函數關系，其數學模型為Y=-0.1239M2+8.4834M+489.36（n=14，r=0.8010**，r0.01=0.6614）。由上述模型分析可知，甬優12對N+P+K最佳組合總需求量為34 kg，大大高于N、P、K單維度效應模型分析的最佳需求量之和22 kg，可獲理論最高產量635 kg/667 m2，表明N、P、K組合效應高于單元施用效應，進一步說明N、P、K三要素組合互作對產量尚有較大潛力和空間。因此，根據水稻高產栽培測土施肥三要素（N、P、K）通用結構比例為N∶P∶K=1.0∶0.5∶0.9［13］，推定N+P+K養分組合最佳需求量為純N 14 kg、P2O57 kg、K2O 13 kg。由此可知，通過N、P、K三要素養分互作促進影響，甬優12 N、P、K養分整體需求量應適當提高單維度效應模型最佳需求量，尤其N素和K素對提高單產潛力具有重要作用，綜合N、P、K單元需求量和N+P+K組合需求量以及經濟效益分析，單季稻甬優12生產最佳施肥應用方案為純N 14 kg、P2O57 kg、K2O 13 kg。

3　結論和討論

3.1甬優12產量總體上隨N、P、K施肥量的增加而提高

圖5　甬優12不同N+P+K組合處理總施肥量與產量關系

“3414”設計試驗結果表明，甬優12實收產量以施肥組合優化的處理7（N2P3K2）產量最高，為623.1 kg/ 667 m2；經濟性狀表現以施肥量最高的處理11（N3P2K2）最佳，實產次之，為610.8 kg/667 m2；施肥量最低的處理2（N0P2K2）和不施肥的處理1（N0P0K0）實產較低，分別為504.7 kg/667 m2和498.5 kg/667 m2，即N、P、K優化組合和最高用量組合產量較不施肥增產24.99%和22.53%。由此說明，N、P、K施肥量對甬優12產量形成具有重要影響，總體上甬優12產量增幅（y）隨N+P+K施肥量（M）增加而提高，但達到最高用量組合處理時增幅反而呈減緩趨勢，其數學模型為y=-0.0858M2+3.7169M-17.442（r=0.7192*）。主要受氮肥施用量的影響，磷、鉀肥尤其鉀肥也具有較好的交互增產作用。

3.2甬優12對N、P、K養分需求呈冪函數變化規律

經過N、P、K養分單維度和整體維度效應分析，以P、K同在2水平下，N為0、1、2、3水平（處理2、3、6、11）；以N、K同在2水平下，P為0、1、2、3水平（處理4、5、6、7）；以N、P同在2水平下，K為0、1、2、3水平（處理6、8、9、10）數據進行處理，以及14個處理N+P+K施用量（M）與產量統計，其結果均為顯著或極顯著的冪函數關系，其數學模型分別為Y=-0.7744N2+18.565N+510.01（r=0.9634*），Y=3.0931P2-8.6161P+604.66（r=0.9999**），Y=-3.3975K2+35.733K+521.45（r= 0.9841*）；Y=-0.1239M2+8.4834M+489.36（r=0.8010**）。表明甬優12對N、P、K養分需求呈冪函數變化規律，尤其對N+P+K整體維度需求量大大高于對N、P、K單維度需求量之和。因此，N、P、K組合交互效應大大高于單一施用效應，N、P、K組合互作效應對產量尚有較大潛力和空間。

3.3甬優12超高產栽培應在組合效應最佳需求量基礎上對有機肥優化配套

通過甬優12對N、P、K整體維度需求量模型和水稻通用結構施用比例N∶P∶K=1.0∶0.5∶0.9分析［13］，甬優12對N、P、K組合互作最佳需求量為34 kg/667 m2，即每667 m2最佳施肥理論方案為純N 14 kg、P2O57 kg、K2O 13 kg，分別高于單維度模型需求量純N 12 kg、P2O54～5 kg、K2O 5.3 kg，這是組合交互效應大于個體相加效應所致。依此組合效應最佳方案可獲最高理論產量635 kg/667 m2，但與生產上超高產栽培示范目標800～1 000 kg/667 m2預期相距甚遠，主要原因在于本試驗無有機肥配套所致。樂福明［14］研究認為，施用有機肥對甬優12具有顯著增產效應。陳葉平等［15］對甬優12 900 kg/667 m2以上超高產栽培技術研究認為，要增施有機肥和穗肥。因此，完善甬優12超高產栽培，應在N、P、K整體維度最佳需求量模型基礎上，加大有機肥配套和微量營養的合理施用，以健全最佳群體與個體的關系，推動攻大穗、保多穗的超級栽培預期實現。

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The Requirement Rule of N，P，K Nutrient and Fertilization Effect Model of Yongyou 12

JIANG Shangjun1，CAI Jianjun2，WANG Huifu3*
（1Agricultural Service Station of Jiangnan Sub-district，Linhai，Zhejiang 317000，China；2Linhai Agricultural Technique Extension Center，Linhai，Zhejiang 317000，China；3Taizhou Academy of Agricultural Science，Linhai，Zhejiang 317000，China）

Abstract：The“3414”application design of N，P，K nutrient was tested in rice field to provide the optimum application formulation for hybrid rice Yongyou 12.The results indicated that the yield could increased by 20%at least with N，P，K application.The requirement of N，P，K followed a power function relationship and the whole dimension requirement of N+P+K（M）was more than the sum of each single dimension requirement，followed by mathematical models：Y=-0.7744N2+18.565N+510.01（r=0.9634*），Y= 3.0931P2-8.6161P+604.66（r=0.9999**），Y=-3.3975K2+35.733K+521.45（r=0.9841*），Y=-0.1239M2+8.4834M+489.36（r=0.8010**）.The highest yield could be obtained when application amount of pure N，P2O5and K2O was 14 kg，7 kg and 13 kg per 667 m2in the test according to the models.Thus，in order to achieve optimum relationship between group and individuals and to produce more and large panicles，the super high yield cultivation of Yongyou 12 should base on the whole dimension requirement model and supplemented by organic fertilizer and micronutrient.

Key words：Yongyou 12；N；P；K；requirement rule；fertilization effect；mathematical model

中圖分類號：S511.062

文獻標識碼：A

文章編號：1006-8082（2016）01-0070-05

收稿日期：2015-09-09

基金項目：浙江省臺州市科技計劃農業重點項目（TYD-010）