段 奕 陶新紀 谷云松 谷日清 歐陽勇 王文杰
(1.耒陽市農業農村局 湖南耒陽 421800;2.耒陽市南陽鎮農業綜合服務中心 湖南耒陽 421805;3.耒陽市導子鎮農業綜合服務中心 湖南耒陽 421813)
耒陽市現有水田面積72.63 萬畝,水稻常年種植面積在100 萬畝以上,其中早稻種植面積占1/3 以上,是湖南省重要的商品糧生產基地[1]。 一直以來,為了提高糧食產量,糧農逐年加大化肥的施用量,造成了一系列負面影響。 為了改變這一狀況,通過測土配方和農民習慣2 種施肥模式進行對比試驗, 摸清雙季早稻氮、磷、鉀肥利用率現狀,為精準指導農民科學施肥、提高糧食產量和效益、減少化肥面源污染、減少耕地季節性拋荒、恢復雙季稻種植提供技術支撐。
試驗設在耒陽市新市鎮高爐村10 組某農戶責任田,位置為北緯26.583 794°、東經112.950 306°。 前茬為冬閑田,田塊面積1.5 畝。 試驗田土壤類型為當地具有典型代表的潴育型水稻土灰黃泥田,土壤肥力中等水平,pH 5.55,有機質49.7 g/kg,全氮2.93 g/kg,有效磷5.3 mg/kg,速效鉀87 mg/kg,堿解氮217 g/kg。
供試作物為當地主栽早稻品種株兩優168。
試驗肥料為單質化學肥料, 氮肥為尿素 (N≥46%)、磷肥為過磷酸鈣(P2O5≥12%)、鉀肥為氯化鉀(K2O≥60%)。
試驗設2 種施肥模式,第1 種為配方施肥模式,采用 “湖南省主要農作物測土配方施肥手機專家系統”推薦施肥量,分別設配方NPK 區、配方PK 區、配方NK 區、配方NP 區;第2 種為農民習慣施肥模式,采用當地農戶習慣施肥調查數據, 同時分別設習慣NPK 區、習慣PK 區、習慣NK 區,習慣NP 區;另設一個無肥區(CK),共9 個處理(表1)。 各小區隨機排列, 無重復, 小區面積24 m2(4 m×6 m), 株行距20 cm×23 cm,單獨排灌,防止串水串肥。 尿素60%作基肥、40%作追肥,過磷酸鈣全部作基肥,氯化鉀50%作基肥,另50%作追肥(表2)。 除施肥量不同外各小區其他農事操作完全一致。

表1 早稻肥料利用率試驗施肥純量設計

表2 各試驗小區肥料施用情況
試驗在2022 年3 月25 日播種,4 月30 日施基肥,5 月1 日移栽,5 月8 日追施分蘗肥,同時做好查苗補缺除草工作,7 月20 日收獲。
試驗前取試驗田土壤混合樣、 試驗后分小區取土樣,采集供試作物籽粒和莖葉樣品進行化驗,同時取植株樣進行考種。 觀察記載各處理的生育期、農藝性狀,分小區單打、單曬、單獨計產。
早稻100 kg 經濟產量養分吸收量=(籽粒產量×籽粒養分含量+莖葉產量×莖葉養分含量)/籽粒產量×100;肥料利用率(%)=(全素區作物吸收養分純量-缺素區作物吸收養分純量)/肥料施入純量×100%;全素區作物吸收養分量=全素區籽粒產量×籽粒養分含量+全素區莖葉產量×莖葉養分含量; 缺素區作物吸收養分量=缺素區籽粒產量×籽粒養分含量+缺素區莖葉產量×莖葉養分含量。
由表3 可知, 試驗前后各處理有機質、 堿解氮2 項指標都呈上升趨勢,配方施肥模式各處理的有機質和堿解氮平均分別上升8.00 g/kg、 29.25 mg/kg, 習慣施肥模式各處理的有機質、 堿解氮平均分別上升9.00 g/kg、26.00 mg/kg。試驗前后各處理有效磷、速效鉀、pH 和全氮4 項指標則呈下降趨勢, 配方施肥模式各處理有效磷、速效鉀、pH、全氮平均分別比試驗前下降0.80 mg/kg、10.25 mg/kg、0.35、0.04 g/kg,習慣施肥模式各處理有效磷、速效鉀、pH、全氮平均分別比 試 驗 前 下 降0.93 mg/kg、11.00 mg/kg、0.38 g/kg、0.05 g/kg。 說明施肥可以改善土壤養分含量,提高土壤肥力水平。

表3 試驗前后不同處理土壤耕作層養分變化
2.2.1 不同處理對早稻籽粒產量及莖葉產量的影響由表4 可知, 配方NPK 區籽粒產量、 莖葉產量分別為438.02 kg/畝、 316.17 kg/畝, 比配方PK 區分別高125.32 kg/畝、 8.75 kg/畝, 比 配 方NK 分 別 高98.79 kg/畝、 53.09 kg/畝, 比 配 方NP 區 分 別 高57.92 kg/畝、 -24.50 kg/畝。 習慣NPK 區籽粒產量、莖葉產量分別為435.20 kg/畝、265.42 kg/畝, 比習慣PK 區分別高69.65 kg/畝、22.75 kg/畝,比習慣NK 分別高54.33 kg/畝、-3.50 kg/畝, 比習慣NP 區分別高57.36 kg/畝、-46.66 kg/畝。 配方NPK 區比習慣NPK 區的籽粒產量、 莖葉產量分別高2.82 kg/畝、50.75 kg/畝。配方施肥模式中配方PK 區(無N 區) 產量最低,為312.70 kg/畝,習慣施肥模式中習慣PK 區(無N 區)產量最低,為365.55 kg/畝。 配方施肥模式和習慣施肥模式的產量均呈現全素區>無鉀區>無磷區>無氮區,缺素區存在不同程度減產現象,說明本試驗條件下對早稻產量的影響氮>磷>鉀[2-3]。 配方施肥和習慣施肥2 種模式的谷草比均以全素區最高, 缺素會降低谷草比[4]。

表4 不同處理早稻籽粒與莖葉產量比較
2.2.2 不同處理對早稻經濟效益的影響 由表5 可知,配方NPK 區畝產值、每畝肥料成本、每畝凈收入分別為1 086.29 元、121.55 元、284.74 元,比配方PK區分別高310.79 元、62.55 元、248.25 元, 比配方NK區分別高245.00 元、30.43 元、214.57 元, 比配方NP區分別高143.64 元、28.57 元、115.07 元。 習慣NPK區畝產值、 每畝肥料成本、 每畝凈收入分別為1 079.30 元、129.40 元、269.90 元,比習慣PK 區分別高172.73 元、82.23 元、90.50 元, 比習慣NK 區分別高134.74 元、27.98 元、106.75 元,比習慣NP 區分別高142.25 元、19.19 元、123.06 元。 配方NPK 區比習慣NPK 區畝產值高6.94 元, 畝肥料成本低7.85 元,畝凈收入高14.84 元。 配方NPK 區比習慣NPK 區節本增效22.69 元/畝, 說明配方施肥相比習慣施肥增加了收益。

表5 不同處理早稻經濟效益比較
由表6 可知,無肥區(CK)生育期最短,為107 d,其次是配方PK 區和習慣PK 區,均為108 d,最長的是習慣NPK 區,為113 d。 氮肥施用量越多的處理生育期越長。 說明氮肥用量與早稻的生育期正相關[5]。

表6 不同處理早稻生育期比較
由表7 可知,配方NPK 區(全素區)的株高、穗長均優于配方PK 區、 配方NK 區、 配方NP 區(缺素區),習慣NPK 區的株高、穗長均優于習慣PK 區、習慣NK 區、習慣NP 區(缺素區);習慣施肥模式各處理的株高、穗長均優于對應的配方施肥模式處理。 配方NPK 區的有效穗、結實率等經濟性狀比習慣NPK區表現要好。 說明施肥對水稻的農藝性狀和經濟性狀有一定的影響。

表7 不同處理對早稻農藝性狀及經濟性狀的影響
由表8 可知,早稻籽粒養分含量最多的是全氮,其次是全鉀和全磷;莖葉養分含量最多的是全鉀,其次是全氮和全磷。 經計算(表9),配方施肥形成100 kg經 濟 產 量 需 吸 收N 1.775 kg、P2O50.327 kg、K2O 2.344 kg; 習慣施肥形成100 kg 經濟產量需吸收N 1.882 kg、P2O50.289 kg、K2O 2.049 kg。 配方施肥氮、磷、 鉀肥料養分利用率分別是25.07%、11.54%、20.51%;習慣施肥氮、磷、鉀肥料養分利用率分別是22.53%、7.97%、10.43%。配方施肥比習慣施肥氮、磷、鉀肥料養分利用率分別高2.54%、3.57%、10.08%。 說明配方施肥有利于早稻對肥料的吸收, 從而提高了其肥料利用率;氮、磷、鉀配比是科學合理的,習慣施肥重施氮,輕磷、鉀的現狀需要改變,才能提高其肥料利用率[6]。

表8 不同處理早稻籽粒和莖葉養分含量檢測結果

表9 100 kg 經濟產量N、P、K 養分吸收量及N、P、K 肥料養分利用率
本試驗結果表明, 氮、 磷、 鉀肥的施用量對早稻的株高、 穗長、 有效穗、 生育期等性狀有明顯的影響, 早稻氮肥施用量越多其生育期就越長。 在本試驗條件下, 配方施肥氮、 磷、 鉀肥料養分利用率分別是25.07%、11.54%、20.51%,與我國水稻的氮磷鉀利用率(分別為30%~50%、10%~25%、30%~60%)相比仍有一定的提升空間。 配方施肥肥料成本、稻谷產量、 凈 收 入 分別 為121.55 元/畝、438.02 kg/畝、284.74 元/畝, 分別比習慣施肥降低7.85 元/畝、 增加2.82 kg/畝、 提高14.84 kg/畝, 配方施肥比習慣施肥節本增效22.69 元/畝。 配方施肥增產增收效果明顯。 配方施肥對于減少化肥投入、降低生產成本、提高水稻產量、提高肥料養分利用率、保護農田生態環境、保障糧食安全具有重要意義。