不同施磷量對水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

朱榮松++沈家禾++呂連慶++湯建平++沈鑫

摘要 通過連續(xù)4年田間試驗，研究了不同磷肥施用量對水稻產(chǎn)量及磷肥利用率的影響。結果表明：磷肥增產(chǎn)率范圍為3.3%～6.8%，肥料貢獻率范圍為3.4%～6.4%。磷肥利用率隨施磷量的增加而下降。磷肥農(nóng)學利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率和生理利用率范圍分別為5.6～8.9 kg/kg、90.2～262.6 kg/kg、9.0%～14.6%和61.0～83.0 kg/kg。土壤磷素依存率范圍為88.4%～93.6%，說明水稻生長吸收的磷素大都來自土壤，較少來自肥料。

關鍵詞 水稻；磷肥；產(chǎn)量；肥料效率

中圖分類號 S511；S143.2；S147.5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）07-0008-02

水稻是我國重要糧食作物之一，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)受品種、土壤、氣候環(huán)境及施肥等多種因素影響[1-2]。磷是肥料三要素之一，也是水稻生長必需營養(yǎng)元素。水稻缺磷后正常生理功能紊亂，出現(xiàn)個體小、分蘗少等癥狀，最終影響水稻產(chǎn)量及品質。及時增施磷肥能改善缺磷效果。我國自20世紀80年代初開始提倡大量施用磷肥，至1999年近20年時間，我國農(nóng)田磷素平衡的盈余以每年11%的速度不斷增長[3]，磷肥生產(chǎn)和消耗量已居世界前列[4]。土壤磷素的累積，會降低磷肥肥效及當季利用率，增加磷素流失的可能性，同時造成磷礦資源浪費，生產(chǎn)成本增加，嚴重時引發(fā)水體富營養(yǎng)化等一系列環(huán)境問題[4-5]。許多學者在合理施磷肥、提高磷肥當季利用率等方面做了大量研究[6-7]。但這些成果大都針對某一田塊或短期的研究，而長期區(qū)域性的研究較少。金壇區(qū)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)，為追求水稻高產(chǎn)，磷肥不合理施用現(xiàn)象仍存在。為更好地指導農(nóng)民施肥，本研究從2007—2010年連續(xù)4年在水稻季共設置16個田間試驗，研究在當前生產(chǎn)條件下，不同施磷量對水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及磷肥利用率的情況，以期為水稻科學施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

金壇區(qū)屬北亞熱帶季風區(qū)，四季分明、雨量充沛、日照充足，適宜水稻種植。2007—2010年在江蘇省常州市金壇區(qū)共設置水稻試驗16個，試驗水稻品種與當?shù)胤N植品種一致，前茬作物均為小麥。供試土壤為中產(chǎn)田水稻土，基本養(yǎng)分性狀：土壤有機質、速效鉀、有效磷、全氮和pH值范圍分別為20.1～25.3 g/kg、75.3～91.2 mg/kg、12.3～18.5 mg/kg、1.17～1.52 g/kg和6.8～7.1。

1.2 試驗設計

16個田間試驗，每個試驗點均設4個處理，處理1—4分別為NP0K、NP1K、NP2K和NP3K。氮肥和鉀肥施肥總量不變，為當?shù)赝扑]均衡施肥量，分別為270 kg/hm2和135 kg/hm2。磷肥施肥量分4個水平，0～3水平的施肥量分別為不施肥、33.75 kg/hm2、67.50 kg/hm2、101.25 kg/hm2，其中2水平為當?shù)赝扑]施肥量。每個試驗小區(qū)面積為20 m2，各小區(qū)間筑埂覆蓋厚塑料膜，用以隔水隔肥，其他田間管理措施與當?shù)匾恢隆?/p>

1.3 肥料運籌

各處理水稻均為機插秧，栽植22.5萬穴/hm2，每穴3～4株苗?；剩?0%氮肥+100%磷肥+40%鉀肥）于插秧前施入，分蘗肥（20%氮肥）于插秧后10 d左右施入，促花肥（30%氮肥+60%鉀肥）和保花肥（20%氮肥）時間根據(jù)苗情及葉色確定。肥料選用尿素（含純N 46%）、普鈣（含P2O5 12%）和氯化鉀（含K2O 60%）。

1.4 測定項目與方法

于水稻移栽施肥前，取0～20 cm土層，分別測定土壤有機質、速效鉀、有效磷、全氮和pH值。水稻產(chǎn)量于水稻成熟后實收實測，同時選取有代表性的部分水稻植株樣品測定全磷含量。計算公式如下：

總吸磷量（TPA）（kg/hm2）=收獲期單位面積地上部干物重×植株含磷量；

磷肥農(nóng)學利用率（PAE）（kg/kg）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/施磷量；

磷肥吸收利用率（PRE）（%）=（施磷區(qū)植株總吸磷量-無磷區(qū)植株總吸磷量）/施磷量×100；

土壤磷素依存率（SPDR）（%）=無磷區(qū)植株總吸磷量/施磷區(qū)植株總吸磷量×100；

100 kg籽粒吸磷量（kg）=植株總吸磷量/稻谷產(chǎn)量×100；

磷肥偏生產(chǎn)力（PFPP）（kg/kg）=施磷區(qū)產(chǎn)量/施磷量；

磷肥貢獻率（PCR）（%）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/施磷區(qū)產(chǎn)量×100；

磷肥生理利用率（PPE）（kg/kg）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/（施磷區(qū)植株總吸磷量-無磷區(qū)植株總吸磷量）；

磷素收獲指數(shù)（PHI）=稻谷吸磷量/植株總吸磷量。

試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析利用Microsoft Excel 2003。

2 結果與分析

2.1 不同處理對機插稻產(chǎn)量的影響

本研究中，因水稻品種、土壤理化性狀等因素影響，各試驗點的產(chǎn)量變幅較大，為方便計算統(tǒng)計，所有數(shù)據(jù)剔除不合理數(shù)據(jù)后取平均值。由表1可知，施磷肥處理較不磷肥處理增產(chǎn)300～580 kg/hm2，增幅3.5%～6.8%，施磷肥能有效提升水稻產(chǎn)量，但增幅較小，低于氮肥增產(chǎn)率（45.7%～68.1%）和鉀肥增產(chǎn)率（8.4%～10.8%）[8-9]。水稻產(chǎn)量隨磷肥增施先增后減，其中磷肥2水平（67.50 kg/hm2）下，產(chǎn)量最高，說明均衡施肥能有效提升水稻產(chǎn)量。磷肥貢獻率（反映當年投入磷肥的生產(chǎn)能力）隨磷肥施用增加先增后減，范圍為3.4%～6.4%，其中磷肥2水平（67.50 kg/hm2）最高。

2.2 不同處理對磷素吸收的影響

由表2可知，不施磷肥處理，水稻收獲時從土壤中帶走72.4 kg/hm2的磷素，說明長期不施磷肥，易造成土壤磷素虧損。施磷肥處理TPA（總吸磷量）隨磷肥施用量的增加而增加，處理2、3、4分別較處理1增加4.9、7.0、9.1 kg/hm2。施磷肥處理100 kg籽粒吸磷量高于不施磷肥處理，但無明顯規(guī)律。水稻PHI（磷素收獲指數(shù)），反映了磷素在營養(yǎng)器官與生殖器官中的累積和分配，隨磷肥施用無明顯規(guī)律，PHI范圍為0.64～0.71，即水稻成熟吸收的磷素64%～71%存在于籽粒中，其余29%～36%存在于秸稈中。

2.3 不同處理對肥料利用率的影響

PAE（磷肥農(nóng)學利用率）、PFPP（磷肥偏生產(chǎn)力）、PRE（磷肥吸收利用率）和PPE（磷肥生理利用率）分別從4個不同側面反映磷肥利用率。由表3可知，PAE、PFPP和PRE 3個指標均隨磷肥施用量的增加而下降，變幅范圍分別為5.6～8.9 kg/kg、90.2～262.6 kg/kg和9.0%～14.6%。PPE變幅范圍為61.0～83.0 kg/kg，隨磷肥增施先上升后下降，說明PPE不適宜作當?shù)厮玖追世寐手笜?。相比張福鎖等[10]2001—2005年在全國109個水稻磷肥試驗點結果，本研究1、2施肥水平的PFPP遠高于全國平均水平（98.9 kg/kg），主要原因是全國平均施磷量（90 kg/hm2）較高，水稻平均產(chǎn)量較低（6.78 t/hm2）；但由于無磷處理基礎產(chǎn)量高，且磷肥增產(chǎn)增幅小，所以PAE和PRE接近或低于全國平均水平（9.0 kg/kg、13.1%）。綜上所述，僅憑1～2個磷肥利用率指標很難完全反映當?shù)厣a(chǎn)條件下磷肥的利用狀況，應當結合當?shù)刈魑锂a(chǎn)量、施肥水平及土壤肥力等綜合考慮[1]，才能得出準確結論。本研究中，磷肥利用率隨磷肥施用量的增加而下降。

施磷處理的SPDR范圍為88.4%～93.6%，隨磷肥施用量的增加而下降?？梢?，水稻生產(chǎn)所需磷素大都來自土壤，只有6.4%～11.6%來自磷肥。這是由于，一方面施入土壤的磷肥移動性差，大部分易轉化為難溶解的固定態(tài)磷或隨稻田水流失，只有很少部分轉化為能被水稻生長吸收的有效態(tài)磷[11]，因此當季吸收的磷素來自磷肥的較少；另一方面當?shù)赝寥烙行Я缀枯^豐富，水稻磷肥缺素相對產(chǎn)量最低達93.6%，說明當?shù)赝寥酪涯軡M足水稻生長所需磷素，增施磷肥的作用更多是為了保產(chǎn)及維持土壤磷素含量。

3 結論與討論

該試驗結果表明，施用磷肥能有效提升水稻產(chǎn)量，但過量施磷則會引起減產(chǎn)。水稻磷肥利用率隨磷肥施用量的增加而下降，減少磷肥施用量能有效提升磷肥肥料利用率，但不利于水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。上述結論同樣適用于水稻氮肥和鉀肥施用上[8-9]。

考慮到當前生產(chǎn)條件，一是當?shù)赝寥懒姿剌^豐富；二是相對于氮、鉀肥，水稻磷肥增產(chǎn)及磷素需求量都較小（水稻在前期吸收磷素可以在整個生育過程中反復多次從衰老器官轉向新生器官，直到水稻成熟，大部分磷素轉移集中到籽粒中）；三是磷肥在后茬作物上有明顯殘效效應[12]。因此，在滿足前茬作物高產(chǎn)需磷量的同時，應減少水稻當季磷肥施用量，并且科學配施氮、鉀肥，促進儲存在土壤中的無效態(tài)磷向可被水稻吸收的有效態(tài)磷轉化，改善土壤磷素肥力性狀[13]，以達到水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、同時提升磷肥利用率的目的[14-15]。

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