平原河網區水稻養分的利用效率研究

唐宏彬　鄒偉　何治芳

摘要[目的]研究潛江市平原河網區水稻的養分利用效率。[方法]通過田間試驗，研究了習慣施肥和配方施肥處理對水稻產量、肥料投入、養分表觀協同利用率、肥料農學效率、水稻籽粒和莖葉養分含量的影響。[結果]氮、磷、鉀3者配施時肥料的表觀利用率最高；與習慣施肥處理相比，配方施肥處理能提高肥料的農學效率、肥料養分利用率，并能促進氮的吸收，可增產3.45%，增收944.2元/hm2。[結論]該研究為優化施肥結構，提高肥料養分利用率提供理論基礎。

關鍵詞配方施肥；習慣施肥；肥料養分利用率；水稻

中圖分類號S506文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）36-0019-03

Abstract[Objective] To research the nutrient use efficiency of rice in Plain River District. [Method] By using field experiment， we researched the effects of conventional fertilization and formulated fertilization treatments on rice yield， fertilizer input， apparent efficiency of fertilizer， fertilizer agronomical efficiency， nutrient contents in rice seeds， stems and leaves. [Result] The apparent efficiency of fertilizer was the best under combined application of nitrogen， phosphorus and potassium. Formulated fertilization treatment improved the fertilizer agronomical efficiency and fertilizer nutrient use efficiency， promoted the absorption of nitrogen， increased yield by 3.45% and income by 944.2 yuan/hm2 compared with conventional fertilization. [Conclusion] This research provides theoretical basis for the optimization of fertilization structure and the enhancement of fertilizer nutrient use efficiency.

Key wordsFormulated fertilization；Conventional fertilization；Fertilizer nutrient use efficiency；Rice

施肥對水稻產量的貢獻率在50%以上，因此水稻施肥一直是研究的熱點，科學合理施肥、提高肥料利用率已成為提高作物產量的重要技術途徑[1-3]。肥料利用率是衡量肥料施用是否合理的一項重要指標，它受土壤肥力、養分間的協同作用、施肥技術、作物、土壤等因素的影響，是反映作物、土壤、肥料之間關系的動態參數[4-10]。潛江市位于江漢平原腹地，屬河網區域，常年水稻種植面積約4萬hm2左右。通過田間試驗，筆者研究了潛江市平原河網區水稻的養分利用效率，以期為進一步規范測土配方施肥技術、優化施肥結構、提高肥料養分利用率提供理論基礎。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于湖北省潛江市浩口鎮進行，供試田塊位于112°37′33.3″E，30°22′45.0″N，田面海拔28 m，土壤長江沖積母質上發育的潮土。土壤基礎養分狀況為：pH 7.3，有機質22.6 g/kg，堿解氮116.6 mg/kg，速效磷8.5 mg/kg，速效鉀107.0 mg/kg[11]。

1.2材料

供試水稻品種為廣兩優476；試驗所用氮、磷、鉀肥料分別為尿素（含N 46%，中石化集團湖北化肥廠）、過磷酸鈣（含P2O5 12%，湖北洋豐股份有限公司）、氯化鉀（含K2O 60%，德國鉀鹽公司）。

1.3方法

1.3.1試驗處理。

試驗采用大區無重復設計，將田塊先分成習慣施肥（FP）和配方施肥（OPT）2個大區。共設9個處理：FPNPK（習慣施肥含氮、磷、鉀）、FPPK（習慣施肥無氮）、FPNK（習慣施肥無磷）、FPNP（習慣施肥無鉀）、OPTNPK（配方施肥含氮、磷、鉀）、OPTPK（配方施肥無氮）、OPTNK（配方施肥無磷）、OPTNP（配方施肥無鉀），另外單獨設立1個無肥區（CK）。

試驗于2016年5月12日浸種，6月12日插秧，9月25日收獲。采用水播育苗移栽，栽插密度為15 cm × 27 cm，共24.75 萬穴/hm2，田間管理按常規。小區面積80 m2。小區間筑土埂糊薄膜分隔，各小區單設排灌溝。除施肥外，各小區其他田間管理措施均相同。

1.3.2肥料用量與施肥方法。

習慣施肥FP處理的氮、磷、鉀養分用量及施肥方法，按所試區域多點調查的農戶習慣施肥而確定，氮、磷、鉀施用量分別為N 225 kg/hm2、P2O5 60 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2。配方施肥OPT的施肥量，根據測試值按豐缺指標法推薦，氮、磷、鉀施用量分別為N 195 kg/hm2、P2O5 67.5 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2。施用時FP、OPT區均按氮肥50%作基肥，30%作返青分蘗肥，20%作穗肥追施。磷肥全部基施，鉀肥50%作基肥，50%作穗肥追施。

1.4數據處理

肥料養分表觀利用率、作物百千克經濟產量各養分吸收量、肥料的農學效率計算公式如下。

某肥料養分表觀利用率=（全因子處理該養分吸收總量–缺該因子處理養分吸收總量）/全因子處理養分施用量×100%。

作物百千克經濟產量某養分吸收量（kg）=作物該養分吸收總量/籽粒粒產量×100。

單因子肥料的農學效率=（全因子處理的產量–缺本因子處理產量）/單因子施用量；

多因子協同的農學效率=（協同因子處理的產量–空白處理產量）/協同因子施用量。

2結果與分析

2.1不同處理對水稻籽粒產量的影響

由表1可知，與對照相比，配方施肥和習慣施肥條件下，氮肥的增產絕對量最高，磷肥的增產總量次之，鉀肥有一定的增產。這說明土壤氮素水平和氮肥用量是影響水稻產量的關鍵因素[12-13]。

2.2不同處理對水稻產量及肥料投入的影響

由表2可知，與習慣施肥（FPNPK處理）相比，配方施肥（OPTNPK 處理）時，水稻籽粒產量、莖葉產量、生物產量分別增加304.5 、522.5、827.0 kg/hm2，增幅分別為3.45%、4.84%、4.22%，說明配方施肥既提高經濟產量，也提高生物產量。在其他投入一致的條件下，配方施肥（OPTNPK 處理）比習慣施肥（FPNPK處理）增產304.5 kg/hm2，增收852.6元/hm2，肥料投入節支89.6元/hm2，增收節支合計944.2元/hm2。因此，配方施肥效益明顯高于習慣施肥。

2.3不同處理對肥料養分表觀利用率的影響

按差減法分別計算肥料養分當季表觀協同利用率。由表3可知，習慣施肥和配方施肥處理中，氮、磷、鉀3者配施的表觀利用率都高于任何 2者配施的表觀利用率，并表現為N>K>>P。在氮、磷、鉀3者配施的情況下，與習慣施肥處理相比，配方施肥處理的N、P2O5、K2O養分利用率分別高51.1%、22.6%、13.9%，說明氮、磷、鉀科學合理的配方可顯著提高養分利用

率。習慣施肥處理中，偏施氮肥處理的養分利用率很低，同時還影響對磷和鉀的吸收利用。這與張福鎖等[14]、王偉妮等[15]的研究結果一致，也響應了筆者[12，16-17]之前的研究。

2.4不同處理對氮、磷、鉀農學效率的影響

由表4可知，習慣施肥時氮、磷、鉀的農學效率分別為7.07、6.39、4.88 kg/kg，均低于配方施肥時的農學效率，配方施肥可使氮、磷、鉀的農學效率分別提高2.11、 3.60和0.45 kg/kg。其中，氮、磷的提高幅度較大，而鉀的提高幅度較小，這可能與土壤速效鉀本底值較高有關。

協同效率方面，無論是2因子，還是3因子，配方施肥均高于習慣施肥的農學效率。其中，NP協同表現最好，甚至高于NPK協同，PK協同的農學效率最大。

2.5不同處理對水稻籽粒和莖葉養分含量的影響

由表5可知，與習慣施肥處理相比，配方施肥處理中水稻籽粒氮含量顯著提高，增幅達20.70%，但莖葉含氮增幅僅為3.60%；籽粒磷、鉀含量均略有增加，分別為4.06%和4.55%；莖葉磷、鉀含量也均有所增加，分別增幅13.73%和2.31%。氮是合成蛋白質的主要成分，因此配方施肥處理可能對稻谷品質有一定提高。但無論配方施肥還是習慣施肥都有一個相同的趨勢：籽粒氮含量遠遠高于籽粒磷、鉀含量，籽粒磷和鉀含量則差異不大；莖葉鉀含量明顯高于氮含量，而磷含量則較低；莖葉鉀含量大大高于籽粒鉀含量，籽粒磷含量高于莖葉磷含量，配方施肥處理中籽粒氮含量高于莖葉氮含量，習慣施肥處理中子粒氮含量與莖葉氮含量差異則較小。配方施肥處理和習慣施肥處理中，水稻對養分的吸收量都表現為鉀>氮>>磷。

配方施肥時籽粒產量為9 111.0 kg/hm2，若按以產定氮則施氮量為135.8 kg/hm2，與配方施肥處理基本相符，進一步說明配方施肥以產量定氮、以土壤豐缺程度定磷、鉀的做法基本符合生產實際。

3小結

（1）配方施肥處理較習慣施肥處理可增產3.45%，肥料投入節支89.6元/hm2，增收節支可達944.2元/hm2。

（2）氮、磷、鉀3者配施時肥料的表觀利用率最高；單質元素表現為N>K>>P。與習慣施肥處理相比，配方施肥處理能提高肥料的農學效率和養分利用率，N 、P2O5、K2O養分利用率分別提高51.1%、22.6%、13.9%。

（3）配方施肥處理能促進氮的吸收，提高籽粒中氮的含量，增幅達20.7%，對提高稻米品質有一定作用。

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