土壤速效養分含量對水稻基礎產量的影響及估算

陳小虎 曹國華 文明輝 朱衛華 劉青桂 段奕

（湖南省耒陽市農業局，湖南耒陽421800；第一作者∶nyj2003＠sina．com）

土壤堿解氮、有效磷、速效鉀等速效養分是指土壤中水溶性和交換態的養分，植物可直接吸收利用或者可以很快從土壤膠體上交換出來供植物利用的氮、磷、鉀養分，可以反映土壤近期內養分供應水平。研究表明，土壤速效養分含量與水稻產量呈正相關[1-3]，且與水稻基礎產量、氮磷鉀缺素區產量關系密切；基礎（空白）產量是指沒有施肥的作物產量[4]，構成基礎產量的養分主要來自土壤，反映的是土壤能夠提供的該種養分量，是計算作物產量對土壤養分的依存率和估算作物施肥量的重要參數[2]；氮磷鉀缺素區產量是指不施氮或者不施磷、鉀時，即無氮、無磷、無鉀的基礎產量，其反映的土壤氮磷鉀養分提供量更接近實際狀況，準確性高，是計算肥料利用率、土壤有效養分校正系數和相對產量的重要參數之一[5]，但這些參數必須通過田間試驗獲得數據，費時費工周期較長。為了簡便的獲取作物基礎產量這一重要的施肥參數，利用大量的水稻“3414”肥效試驗結果，分析建立土壤速效養分與基礎產量的相關數學模型[6]，用于估算基礎產量，對估算水稻生產中的施肥效果、肥料利用率、校正施肥配方、估算和推薦作物施肥量具有一定的應用價值。

1 材料與方法

1.1 試驗方法

湖南省在實施測土配方施肥項目中，組織實施了大量的早、中、晚稻“3414”肥效試驗。試驗均采用聯合國糧農組織（FAO）提出的“3414”完全試驗設計方案，即氮、磷、鉀3個因素，4個不同的施肥水平，共計14個處理，其中4個施肥水平，分別是∶0水平為不施肥，2水平為當地最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2 水平×1.5。小區面積 30 m2，隨機排列，不設重復（見表1）；供試品種為湖南省大面積種植的水稻品種；各地除了2水平施肥量不同以外，其他操作均按照統一試驗方案實施，收割時14個小區單打單曬分別稱取稻谷產量。

1.2 土樣檢測方法

在試驗前分別取試驗田20 cm耕作層混合樣進行檢測，土壤速效養分測試方法分別是∶堿解氮采用1 mol/L NaOH堿解擴散法；土壤有效磷采用NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀采用1 mol/L中性醋酸銨NH4OAc浸提，火焰光度計法測定。

1.3 數據來源及整理

采用湖南省2006-2015年1 748個早、中、晚稻“3414”肥效試驗數據，其中早稻555個、中稻700個、晚稻493個，分別取試驗中的處理1空白基礎產量、處理2、處理4、處理8中的氮、磷、鉀缺素區基礎產量、處理6全肥區產量（見表1），以及每個試驗所對應的試驗前土壤堿解氮、有效磷、速效鉀養分檢測數據，采用Excel、DPS等分析軟件進行分析整理，數據匯總情況見表2。

2 結果與分析

2.1 土壤速效養分對空白基礎產量的影響

取處理1產量Y（空白基礎產量）與試驗前土壤堿解氮X1、有效磷X2、速效鉀X3檢測結果及處理6產量X4（全肥區產量）進行相關分析。結果表明，對空白基礎產量均表現為極顯著的正相關，說明空白基礎產量隨著土壤速效養分含量和全肥區產量的增加而提高。其中，與全肥區產量相關性最大，相關系數為0.6253；與有效磷含量相關性最小，相關系數為0.2068。通徑分析也表明，全肥區產量對空白產量的直接作用最大，為0.5708，其次是堿解氮含量（直接通徑系數為 0.1501），然后是速效鉀含量和有效磷含量（表4）；據此分別建立了早、中、晚稻由 X1、X2、X3、X4估算空白基礎產量 Y的四元一次回歸數學模型，經F檢驗均達到極顯著水平，復相關系數均達到極顯著水平（表3），統計結果表明，該數學模型可用于對空白基礎產量的估算。

表1 “3414”田間肥效試驗處理設計

表2 早中晚稻“3414”試驗土壤速效養分含量及水稻產量統計結果

表3 空白基礎產量與土壤速效養分、全肥區產量相關系數及估算數學模型

2.2 土壤堿解氮含量對無氮基礎產量的影響

用無氮基礎產量與土壤堿解氮含量和全肥區產量進行相關分析，早、中、晚稻均表現為極顯著的正相關，其中全肥區產量對無氮基礎產量影響大于堿解氮；由此建立的無氮基礎產量估算二元一次回歸數學模型F檢驗及復相關系數均達到極顯著水平，可用于無氮基礎產量的估算（表5）。

2.3 土壤有效磷含量對無磷基礎產量的影響

對無磷基礎產量與土壤有效磷含量和全肥區產量進行相關分析表明，早、中、晚稻均表現為極顯著的正相關；由此建立的無鉀基礎產量估算二元一次回歸數學模型，經F檢驗及復相關系數均達到極顯著水平（表6）。

表4 土壤速效養分和全肥區產量對空白基礎產量的影響

表5 無氮基礎產量與堿解氮含量、全肥區產量的相關系數及估算數學模型

表6 無磷基礎產量與有效磷含量、全肥區產量的相關系數及估算數學模型

表7 無鉀基礎產量與速效鉀含量、全肥區產量的相關系數及估算數學模型

2.4 土壤速效鉀含量對無鉀基礎產量的影響

對無鉀基礎產量與土壤速效鉀含量和全肥區產量進行相關分析表明，早、中、晚稻均表現為極顯著的正相關；由此建立的無鉀基礎產量估算二元一次回歸數學模型，經F檢驗及復相關系數均達到極顯著水平（表7）。

3 結論與討論

本分析結果表明，土壤速效養分含量與空白基礎產量相關密切，均表現出極顯著的正相關，其中堿解氮含量與基礎產量的相關系數較大，早、中、晚稻平均相關系數為 0.2476，其次是速效鉀為 0.2204，最小的是有效磷為0.2068；基礎產量的高低不僅受土壤速效養分含量多少的影響，還受水稻品種產量潛力的影響。通徑分析結果表明，全肥區產量對空白基礎產量的直接作用最大，早、中、晚稻平均相關系數為0.6253。因此，在估算空白基礎產量時必須引入全肥區產量，提高估算精度。

無氮、無磷、無鉀基礎產量分別與土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量有極顯著的正相關，且與全肥區產量正相關更大；由此建立估算無氮、無磷、無鉀基礎產量的數學模型具有較高的精度，可分別用于估算早中晚稻的無氮、無磷、無鉀基礎產量。

運用土壤速效養分含量檢測結果和全肥區產量估算空白基礎產量，在水稻推薦施肥中，可利用空白基礎產量校正推薦施肥方案，檢驗“3414”中的“2”施肥水平（當地最佳施肥量）的合理性，進一步修正施肥方案，用于指導水稻生產中科學施肥。

在推薦施肥技術參數獲取中，可依據土壤速效養分含量和全肥區產量簡便的估算無氮、無磷、無鉀基礎產量，用于計算氮磷鉀肥利用率、土壤有效養分校正系數和相對產量，從而減少設置完全的“3414”肥效試驗的數量，只需在試驗前檢測土壤速效養分實施其中“2”水平的施肥試驗區，就可獲得相關推薦施肥的技術參數。