明溪縣晚稻測土配方施肥肥料利用率試驗研究

張加明

（明溪縣農(nóng)田建設(shè)與土肥技術(shù)推廣站 福建明溪365200）

化肥對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有巨大的推動作用，但隨著化肥用量的增加，不僅帶來化肥的浪費(fèi)，而且同時造成土壤酸化、板結(jié)，理化性質(zhì)變差，土壤中的化肥含量過高容易造成養(yǎng)分淋失，又導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，已經(jīng)嚴(yán)重影響到生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1-4]。2016年原農(nóng)業(yè)部提出化肥零增長目標(biāo)，福建省也出臺了化肥減量化行動方案，通過推廣綠肥種植、施用有機(jī)肥、秸稈還田、配方施肥等措施，在減少化肥投入的同時，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和生態(tài)環(huán)境安全。肥料利用率是反映化肥使用是否合理的一個重要指標(biāo)，其與氣候、土壤、肥料品種和用量、施肥方式、作物品種等多種因素相關(guān)[5-7]。研究表明，2020年我國水稻、小麥、玉米三大糧食作物的化肥利用率為40.2%，比2015年提高了5個百分點(diǎn)[8]，說明化肥的減量使用效果顯著。

明溪縣是國家級新增糧食產(chǎn)能項目縣,也是福建省級商品糧基地縣。全縣耕地面積1.28萬hm2，常年農(nóng)作物播種面積2.49萬hm2，其中糧食播種面積1.41萬hm2，糧食作物中水稻種植面積占64%，為明溪縣的主要栽培作物。因此，在水稻上開展測土配方施肥，研究優(yōu)化施肥對水稻產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)性狀的影響，進(jìn)一步探討明溪縣晚稻優(yōu)化施肥的肥料利用率，為肥料減量使用、實(shí)現(xiàn)化肥零增長目標(biāo)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

明溪縣位于福建省西北部，北緯26°08′～26°39′、東經(jīng)116°47′～117°35′。總面積1 708.6 km2。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫18℃，年平均降雨量1 800 mm，年平均無霜期261 d，氣候溫和，雨量充沛，冬少嚴(yán)寒，夏無酷暑，光照充足。試驗分別安排在翰仙鎮(zhèn)小眉溪村（試驗1）、夏陽鄉(xiāng)后洋村盧厝坂（試驗2）、夏陽鄉(xiāng)后洋村門口坂（試驗3）等2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)3個地點(diǎn)。選擇灰黃泥田、灰泥田等主要土壤類型的試驗地，其代表的土屬占水稻土土類面積的62.6%，成土母質(zhì)為坡積物，土壤質(zhì)地為中壤，試驗田塊肥力均勻、灌溉條件好，其主要土壤養(yǎng)分性狀見表1。

1.2 試驗材料

供試水稻品種為谷優(yōu)92，供試肥料為尿素（N，46%）、過磷酸鈣（P2O5，12%）和氯化鉀（K2O，60%）。

表1 試驗地主要土壤養(yǎng)分性狀指標(biāo)

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)平衡施肥區(qū)（N2P2K2，為當(dāng)?shù)氐耐扑]施肥量）、缺氮區(qū) （N0P2K2）、缺磷區(qū) （N2P0K2）和缺鉀區(qū)（N2P2K0）、無肥區(qū)（N0P0K0）等5個處理，3次重復(fù)，隨機(jī)排列。各處理施肥量見表2。

小區(qū)面積20 m2，長5 m、寬4 m，溝寬0.4 m，試驗區(qū)四周保留寬1.5 m以上的保護(hù)行。小區(qū)間田埂用塑料薄膜覆蓋，隔離防滲，每個小區(qū)均設(shè)有單獨(dú)進(jìn)出水口，各小區(qū)用水單排單灌。

1.4 栽培管理

2020年7月1 日播種育苗；7月31日，基肥施氮肥的50%、磷肥的100%、鉀肥的50%；8月2日，插秧；8月20日施分蘗肥，氮肥用量占30%，鉀肥用量占50%；9月5日，噴施對決、笑打、細(xì)霸防治病害；9月20日，施穗肥氮肥，用量占20%。其他栽培管理措施與大田生產(chǎn)一致。11月2日收獲，按小區(qū)單收單稱，并采集稻株用于測定株高、穗長、穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重與谷粒，同時測定植株全量的氮、磷、鉀含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對水稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表3可知，3個試驗點(diǎn)的平衡施肥處理（N2P2K2）穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、有效穗等重要經(jīng)濟(jì)性狀明顯好于無肥處理（N0P0K0），平均分別增加53粒、10.3個百分點(diǎn)、0.6 g和2.1萬穗；相比缺氮（N0P2K2）處理、缺磷（N2P0K2）處理、缺鉀（N2P2K0）處理也有不同程度的增加或提高。表明在本試驗條件下，養(yǎng)分缺乏都會明顯影響到水稻產(chǎn)量的主要構(gòu)成因子，進(jìn)而造成減產(chǎn)，體現(xiàn)了氮、磷、鉀平衡施肥的重要性。

2.2 不同施肥處理對水稻產(chǎn)量的影響

由表4可知，與空白對照相比，試驗1平衡施肥處理（N2P2K2）增產(chǎn)1 394 kg/hm2，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；施氮增產(chǎn)677 kg/hm2，施磷增產(chǎn)399 kg/hm2，施鉀增產(chǎn)288 kg/hm2，增產(chǎn)不顯著。試驗2平衡施肥處理增產(chǎn)3 006 kg/hm2，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；施氮增產(chǎn)2 421 kg/hm2，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；施磷增產(chǎn)1 215 kg/hm2，增產(chǎn)達(dá)顯著水平；施鉀增產(chǎn)597 kg/hm2，增產(chǎn)不顯著。試驗3平衡施肥處理增產(chǎn)3 126 kg/hm2，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；施氮增產(chǎn)2 679 kg/hm2，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；施磷增產(chǎn)692 kg/hm2，施鉀增產(chǎn)299 kg/hm2，增產(chǎn)均不顯著。

表2 試驗設(shè)計及施肥量

表3 不同施肥處理水稻的主要經(jīng)濟(jì)性狀

2.3 不同施肥處理水稻經(jīng)濟(jì)效益

按照當(dāng)時的市場價格，水稻3元/kg、尿素2元/kg、過磷酸鈣1元/kg、氯化鉀4元/kg計算，與平衡施肥處理（N2P2K2）相比，試驗1無肥處理（N0P0K0）收益減少2 415元/hm2，缺氮處理（N0P2K2）收益減少1 380元/hm2，缺磷處理 （N2P0K2） 收益減少825元/hm2， 缺鉀（N2P2K0）處理收益減少120元/hm2；試驗2無肥處理（N0P0K0）收益減少7 515元/hm2，缺氮處理（N0P2K2）收益減少6 675元/hm2，缺磷處理（N2P0K2）收益減少3 315元/hm2，缺鉀處理（N2P2K0）收益減少1 200元/hm2；試驗3無肥處理（N0P0K0）收益減少7 875元/hm2，缺氮處理 （N0P2K2）收益減少7 455元/hm2，缺磷處理（N2P0K2）收益減少1 740元/hm2，缺鉀處理（N2P2K0）收益減少315元/hm2。綜合分析，無肥處理（N0P0K0）收益減少2 415～7 875元/hm2，缺氮處理（N0P2K2）收益減少1 380～7 455元/hm2，缺磷處理（N2P0K2）收益減少825～3 315元/hm2，缺鉀處理 （N2P2K0）收益減少了120～1 200元/hm2。

表4 不同施肥處理水稻籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量

2.4 晚稻肥料利用率

國內(nèi)外普遍采用肥料回收利用率、肥料貢獻(xiàn)率2個指標(biāo)來評價肥料利用率[6]。

肥料回收利用率(%)=［（平衡施肥處理作物地上部吸收氮、磷、鉀量-缺素處理作物地上部吸收氮、磷、鉀量）/平衡施肥量］×100%，肥料回收利用率反映作物對施入土壤中肥料的吸收的比例。

肥料貢獻(xiàn)率（%）=（平衡施肥處理作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量-空白處理作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量）/平衡施肥量。

肥料效應(yīng) （kg/kg）=（平衡施肥處理作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量－缺N、缺P、缺K處理作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量）/N或P或K施用量，肥料效益反映施肥的增產(chǎn)效果[9]。

對各試驗點(diǎn)水稻籽粒和秸稈進(jìn)行氮、磷、鉀含量測定，測定結(jié)果見表5、表6、表7。結(jié)果表明，各試驗點(diǎn)平衡施肥處理籽粒和秸稈的氮磷鉀含量均高于缺素處理，說明滿足水稻的養(yǎng)分供應(yīng)，有助于水稻的養(yǎng)分累積，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。

根據(jù)水稻籽粒產(chǎn)量、秸稈產(chǎn)量及籽粒和秸稈的氮磷鉀養(yǎng)分含量，計算各處理養(yǎng)分吸收量。試驗1氮肥、磷肥、鉀肥利用率分別為28.90%、17.73%、31.62%；試驗2氮肥、磷肥、鉀肥利用率分別為45.66%、20.14%、49.41%；試驗3氮肥、磷肥、鉀肥利用率分別為45.76%、18.59%、42.59%。明溪縣晚稻的氮肥、磷肥、鉀肥平均利用率分別為40.11%、18.82%、41.21%。

表5 各試驗點(diǎn)水稻籽粒和秸稈氮含量及氮肥利用率

表6 各試驗點(diǎn)水稻籽粒和秸稈磷含量及磷肥利用率

表7 各試驗點(diǎn)水稻籽粒和秸稈鉀含量及鉀肥利用率

按公式計算，試驗1、試驗2、試驗3晚稻的肥料貢獻(xiàn)率分別為25.3%、54.0%、39.1%；試驗1施用氮、磷、鉀效應(yīng)分別為12.3 kg/kg、7.2 kg/kg、5.2 kg/kg；試驗2施用氮、磷、鉀效應(yīng)分別為43.5 kg/kg、21.8 kg/kg、10.7 kg/kg；試驗3施用氮、磷、鉀效應(yīng)分別為51.5 kg/kg、13.3 kg/kg、5.7 kg/kg。可以看出施肥效應(yīng)為氮肥＞磷肥＞鉀肥，說明在一定的施肥量下，明溪縣晚稻施用氮肥增產(chǎn)效果最明顯。

3 結(jié)論

在明溪縣晚稻上進(jìn)行測土配方施肥和缺素處理試驗，測土配方施肥處理的水稻籽粒和秸稈氮磷鉀含量均高于缺素處理，說明優(yōu)化施肥提高了水稻的氮磷鉀累積量，提升了結(jié)實(shí)率、千粒重、曬干率、畝有效穗等產(chǎn)量構(gòu)成因子，進(jìn)而提高了水稻產(chǎn)量，平衡施肥增產(chǎn)1 394～3 126 kg/hm2， 增收2 415～7 875元/hm2；施氮增產(chǎn)677～2 679 kg/hm2，增收1 380～7 455元/hm2；施磷增產(chǎn)399～1 215 kg/hm2，增收825～3 315元/hm2；施鉀增產(chǎn)288～597 kg/hm2，增收120～1 200元/hm2。

綜合3個試驗點(diǎn)的數(shù)據(jù)，明溪縣晚稻肥料利用率為39.47%，其中氮肥利用率為40.11%，磷肥利用率為18.82%，鉀肥利用率為41.21%；施用氮磷鉀效應(yīng)分別為35.77 kg/kg、14.1 kg/kg、7.2 kg/kg， 施肥效應(yīng)為氮肥＞磷肥＞鉀肥，說明在一定的施肥量下，明溪縣晚稻施用氮肥增產(chǎn)效果最明顯。

研究表明，我國水稻的氮磷鉀利用率分別為30%～50%、低于25%、30%～60%[7]，相比而言，明溪縣晚稻的氮磷鉀肥料利用率處于中等偏上水平，仍有一定的提升空間，需要加大測土配方施肥推廣力度，并在優(yōu)化施肥量的基礎(chǔ)上，調(diào)整氮、磷、鉀肥比例和施用方式，以提高化肥利用率。盡管水稻的氮肥利用率相較于磷肥和鉀肥的高，但氮肥施用量大，進(jìn)一步提高氮肥利用率對實(shí)現(xiàn)減肥增效的目標(biāo)意義重大。由于水稻田長期處于灌水狀態(tài)，施用硝態(tài)氮肥容易淋失，且在厭氧狀態(tài)下，反硝化作用加強(qiáng)，也增加了硝態(tài)氮肥的損失，進(jìn)而降低了肥料利用率[10-11]。因此一般稻田推薦施用銨態(tài)氮肥，再加上深施，可降低氮素的損失，提高水稻的氮肥利用率。研究表明，廣東省近10年的水稻氮肥利用率為39.98%，但不同施肥技術(shù)下氮肥利用率差異較大，控釋肥利用率為47.20%，配方施肥為36.65%，常規(guī)施肥為26.18%[12]。可以看出推廣控釋肥技術(shù)可以極大提高肥料的利用率，也是未來施肥發(fā)展的方向。