“一替一減”“二替一減”“三替一減”對水稻產量和氮磷鉀化肥利用率的影響

馬曉燕，錢榮祥，姚 琴

（泰興市農業技術推廣中心，江蘇 泰州 225400）

1 試驗目的

新型肥料增效物質與化肥協同是提高肥效、改善土壤環境、降低肥料投入的重要方式[1]。生物有機肥是一種以農業廢料、禽畜糞便、微生物等為主要原料，經科學加工處理形成的新型復合肥料[2]，具備營養元素全、土壤污染小、使用方便、抗病蟲害、價格適宜、土壤改良效果好、化肥利用率高等優勢，合理使用對促進農業健康與可持續發展有積極影響[3]。側深施肥技術將水稻插秧與施肥操作融為一體，在保證機械插秧精準到位的基礎上對水稻施肥進行科學管控，促進肥料作用最大化發揮，從而實現減肥增效，同時減少人力成本[4]。

針對水稻生產中肥料結構、施肥方式和肥料運籌等問題，開展“一替一減”（不同類型新型肥料替代普通肥料作基肥，并免追分蘗肥以減少施肥次數）、“二替一減”（不同類型新型肥料替代普通肥料作基肥、以機械側深施肥替代人工撒肥，并免追分蘗肥以減少施肥次數）、“三替一減”（有機肥部分替代化肥、新型肥料替代普通肥料作基肥、以側深施肥替代人工撒肥，并免追分蘗肥以減少施肥次數）試驗，希望為水稻施肥工作提供指導，促進水稻施肥科學化、合理化發展[5]。

2 試驗方案

2.1 時間與地點

本次試驗在泰興市分界鎮沿界村開展，當地冬溫夏熱，四季鮮明。根據該地區水稻種植情況，將試驗時間確定為2021 年6—11 月。

2.2 試驗材料

為保證試驗結果能夠為農業實踐提供幫助，選用當地廣泛種植的水稻品種為試驗品種，即“南粳5055”。種植土壤以高沙土為主，土壤pH 值為6.86，含有機質22.8 g/kg、堿解氮124.4 mg/kg。

試驗所用化肥主要有尿素（含46.2%的氮）、過磷酸鈣（含12%的五氧化二磷）、氯化鉀（含60%的氧化鉀）、緩控釋復混肥（26-12-12）等。

2.3 試驗方法

田間試驗設7 個處理，分別是無氮、無磷、無鉀、配方施肥、“一替一減”（緩控釋復混肥+一基一追）、“二替一減”（緩控釋復混肥+機械側深施+一基一追）、“三替一減”（部分有機替代無機+緩控釋復混肥+機械側深施+一基一追）。無氮、無磷、無鉀和配方施肥處理為小區設計，小區面積24 m2，3 次重復；其余處理均為大區設計，大區面積370 m2。復混肥作基肥。在水稻種植管理期間，一次性施用基肥，根據水稻生長需求實時追加尿素。不同試驗條件下，化肥養分量和運籌情況見表1。

表1 化肥養分量和運籌情況

2.4 田間管理與取樣測試

有機肥、磷鉀肥和“一替一減”中復混肥均作基肥為人工撒施，然后旋耕混入土壤；“二替一減”“三替一減”處理中的復混肥采用機械側深施肥。小區采用人工插秧、大區采用機插秧（同步側深施肥），保持24 萬穴/hm2。分別在水稻移栽之后15 d、37 d 施加分蘗肥、拔節孕穗肥。水稻管理期間做好澆灌、病蟲害防治等工作。前茬作物為小麥，秸稈還田。在水稻收獲之前開展取樣測量工作，通常情況下，需要從試驗區選擇3 個及以上取樣點采集樣本。樣本采集過程中，盡量不損傷植株，保證齊地剪斷，同時準確控制水稻植株之間的行間距。樣本采集后進行室內集中測量分析，測量內容主要包括水稻產量、全氮、全磷、全鉀等情況，氮、磷、鉀測定方法分別為凱氏滴定法、鉬藍比色法、火焰光度計法。

2.5 數據統計分析

利用專用軟件統計數據，計算養分利用率（施用區與不施用區氮磷鉀養分攝取量之差，在該養分總使用量中的占比）、農學效率（氮磷鉀施用產量與未施用產量之差，在施用量中的占比）、偏生產力（施用氮磷鉀產量在氮磷鉀施用量中的占比）等。

3 結果討論

3.1 水稻產量及其構成情況

相對于配方施肥而言，無氮、無磷、無鉀處理下，水稻產量分別減少26.7%、2.4%和5.8%。相同施氮量下，與配方施肥比較，“一替一減”“二替一減”“三替一減”的穗數均大幅減少，但穗粒數、結實率都有所增加，“一替一減”“二替一減”千粒重都有所增加，見表2。“一替一減”處理的水稻產量達9 139.5 kg/hm2，比配方施肥增產2.5%。“二替一減”處理的水稻產量比配方施肥略減3.5%，這可能與基肥類型、土壤保水保肥能力、側深施肥作業效果保障有關。“三替一減”處理的水稻產量比配方施肥略減1.9%，這可能與有機肥替代比例、基肥類型、土壤保水保肥能力和側深施肥作業效果保障等多種因素有關。

表2 不同試驗及處理的產量和產量組成

3.2 氮肥農學效率和偏生產力

如表3 所示，配方施肥的氮肥農學效率和偏生產力分別為8.8 kg/kg 和33.0 kg/kg。“一替一減”處理的氮肥農學效率和偏生產力分別為9.6 kg/kg 和33.8 kg/kg，比配方施肥分別增加9.1%和2.4%。“二替一減”處理的氮肥農學效率和偏生產力分別為7.6 kg/kg 和31.9 kg/kg，比配方施肥分別減少13.6%和減少3.3%，本試驗條件下，“二替一減”處理對農學效率和偏生產力有不利影響。“三替一減”處理的氮肥農學效率和偏生產力分別為10.4 kg/kg 和40.7 kg/kg，比配方施肥增加18.6%和23.4%，本試驗條件下，“三替一減”對水稻氮肥農學效率和偏生產力都有明顯提升作用。

表3 不同處理方案對水稻氮肥的影響

3.3 氮磷鉀化肥的利用情況

3.3.1 氮肥

由表4 可知，無氮處理條件下，籽粒與秸稈的生物量、含氮量以及水稻整體的吸氮量，均低于其他處理條件，可見，氮肥對水稻生長存在較大影響。與配方施肥相比，相同施氮量下，“一替一減”處理的水稻籽粒和秸稈生物量均比配方施肥增加，籽粒和秸稈氮含量均與配方施肥接近，氮肥利用率為41.1%，略高于配方施肥；“二替一減”處理的籽粒生物量均有所下降，秸稈生物量有所增加，同時籽粒氮含量比較接近，秸稈含氮量有所下降，氮肥利用率為37.8%，比配方施肥減少2.9 個百分點；“三替一減”處理的籽粒、籽粒氮含量和秸稈生物量均與配方施肥比較接近，秸稈含氮量均有所下降，氮肥利用率為43.9%，比配方施肥提高3.2 個百分點。

表4 水稻氮素吸收和氮肥利用率的影響

3.3.2 磷肥

由表5 可知，水稻生長過程中需要吸收一定量的磷元素，在無磷條件下，水稻籽粒、水稻秸稈的含磷量最低。相同施氮量下，“一替一減”處理的水稻籽粒和秸稈生物量均高于配方施肥，籽粒含磷量增加，秸稈含磷量有所減少。“一替一減”處理的施磷量比配方施肥多，“一替一減”處理的磷肥利用率為19.5%，比配方施肥減少9.3 個百分點。“二替一減”處理的籽粒生物量有所下降，秸稈生物量有所增加，籽粒含磷量增加，秸稈含磷量下降。由于“二替一減”處理的施磷量比配方施肥增加，磷肥利用率為16.6%，比配方施肥減少12.2個百分點。“三替一減”處理的籽粒和秸稈生物量均與配方施肥比較接近，籽粒和秸稈含磷量均與配方施肥較為接近。由于“三替一減”處理的施磷量比配方施肥多，“三替一減”處理的磷肥利用率為23.2%，比配方施肥減少5.6 個百分點。

表5 水稻磷素吸收量和磷肥利用率

3.3.3 鉀肥

在施鉀肥情況下，水稻籽粒與秸稈的生物量、含鉀量均高于未施鉀肥水稻，但整體來看，水稻籽粒生物量受鉀肥影響較小。與配方施肥相比，相同施氮量下，“一替一減”處理的水稻籽粒和秸稈生物量均比配方施肥高，籽粒和秸稈含鉀量與配方施肥差異較小，鉀肥利用率為46.3%，比配方施肥減少2.1 個百分點。“二替一減”處理的籽粒生物量有所下降，秸稈生物量有所增加，秸稈含鉀量明顯下降，鉀肥利用率為35.2%，比配方施肥降低13.2 個百分點。“三替一減”處理的籽粒和秸稈生物量均與配方施肥比較接近，籽粒含鉀量增加，秸稈含鉀量下降。由于生物量大幅度減少，“三替一減”的鉀肥利用率為51.8%，比配方施肥提高3.4 個百分點。

4 結論

在水稻生產中采用“一替一減”施肥技術，產量比配方施肥略增2.5%。采用“二替一減”施肥技術，水稻產量比配方施肥略減3.5%，這可能與側深施肥實施過程中作業效果以及本試驗土壤（保水保肥能力較差）有關。需要注意的是，“一替一減”“二替一減”處理對水稻前期分蘗有明顯不利影響，沙質土壤如何保障前期養分供應以促進分蘗還需進一步試驗研究。采用“三替一減”施肥技術，水稻產量比配方施肥減少1.9%，這可能與有機肥替代基數和比例、基肥類型、土壤保水保肥能力和側深施肥作業效果保障等多種因素有關。

“一替一減”的氮肥農學效率和偏生產力比配方施肥分別增加9.1%和2.4%。“二替一減”的氮肥農學效率和偏生產力分別為7.6 kg/kg 和31.9 kg/kg，比配方施肥分別減少13.6%和3.3%。“三替一減”對水稻氮肥農學效率和偏生產力都有明顯提升作用，分別比配方施肥增加18.6%和23.4%。

“一替一減”的氮、磷、鉀利用率分別為41.1%、19.5%和46.3%，其中氮肥利用率和鉀肥利用率與配方施肥基本一致，磷肥利用率有所降低。“二替一減”處理的氮肥利用率為37.8%，比配方施肥減少2.9 個百分點；磷肥利用率為16.6%，比配方施肥減少12.2 個百分點；鉀肥利用率為35.2%，比配方施肥降低13.2 個百分點。“三替一減”處理的氮肥利用率為43.9%，比配方施肥高3.2 個百分點；磷肥利用率為23.2%，比配方施肥低5.6 個百分點；鉀肥利用率為51.8%，比配方施肥提高3.4 個百分點。