不同養(yǎng)分存在情況下水稻對(duì)氮磷鉀的利用效果研究

宋淑艷

（天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384）

土壤中的養(yǎng)分作為控制農(nóng)作物成長(zhǎng)情況和最后成熟的關(guān)鍵要素， 養(yǎng)分的存在情況對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極其重要。 養(yǎng)分的存在情況在一定程度上決定了水稻對(duì)于氮磷鉀肥料的利用效果。 只有知道了它們之間的相互關(guān)系， 才可以使水稻產(chǎn)出高質(zhì)高量的產(chǎn)品。 氮、磷、鉀中無(wú)論哪一種元素的缺失都將導(dǎo)致水稻生長(zhǎng)發(fā)育受到阻礙并使水稻產(chǎn)量降低。所以在了解土壤中養(yǎng)分存在的條件下， 合理施加氮、磷、鉀肥才能既不浪費(fèi)資源、不增加成本，又能產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)優(yōu)量的水稻。

1 不同施肥比例造成營(yíng)養(yǎng)不均衡對(duì)水稻生長(zhǎng)及結(jié)果的影響

1.1 施肥比例的確定

首先在一個(gè)空白區(qū)域不施肥， 一個(gè)區(qū)域不施氮肥，一個(gè)區(qū)域不施磷肥，一個(gè)區(qū)域不施鉀肥，一個(gè)區(qū)域氮磷鉀肥施用比例2∶1∶2 的設(shè)定情況下。使用經(jīng)常使用的測(cè)定方法來(lái)測(cè)定葉片面積、莖根數(shù)、植株高度、穗的長(zhǎng)度；拿到樣品進(jìn)行烘干來(lái)測(cè)定它的重量，再碾成粉末測(cè)定它的養(yǎng)分含量。 來(lái)確定不同施肥比例會(huì)對(duì)水稻的生長(zhǎng)產(chǎn)生什么樣的影響［1］。

1.2 不同施肥處理對(duì)水稻分蘗的影響

空白區(qū)及缺氮區(qū)水稻生長(zhǎng)的比較矮小， 分蘗少，葉子的顏色不健康并有提前衰敗的表現(xiàn)；而全肥區(qū)的葉片顏色濃綠， 分蘗力旺盛， 水稻長(zhǎng)得最高，且長(zhǎng)勢(shì)整齊；缺鉀區(qū)次之，然后是缺磷區(qū)。成穗率由高到低的順序?yàn)槿蕝^(qū)＞缺鉀區(qū)＞缺磷區(qū)＞缺氮區(qū)＞空白區(qū)，也就是說(shuō)在成穗期間鉀肥對(duì)于水稻的作用大于氮肥和磷肥。

1.3 不同施肥配比對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

每個(gè)經(jīng)過(guò)處理后的水稻的產(chǎn)量由高到低依次是全肥區(qū)＞無(wú)磷區(qū)＞無(wú)鉀區(qū)＞無(wú)氮區(qū)＞空白區(qū)。 各施肥處理產(chǎn)量均高于無(wú)肥區(qū)處理， 其中全肥區(qū)單產(chǎn)產(chǎn)量達(dá)到最高， 較空白區(qū)大概增產(chǎn)3 000 kg／hm2，增長(zhǎng)率高達(dá)59.3%；較單一缺肥處理大概增產(chǎn)1 200～2 200 kg／hm2，增長(zhǎng)率23.2%～43.0%；單一缺肥處理較空白區(qū)處理大概增產(chǎn)1 000～2 000 kg／hm2，增長(zhǎng)率19.3%～39.2%。 由此可見(jiàn)，任何一種營(yíng)養(yǎng)元素的缺少都會(huì)導(dǎo)致水稻產(chǎn)量降低［2］。 水稻的相對(duì)產(chǎn)量反映了該元素對(duì)水稻產(chǎn)量影響的重要程度。缺氮、缺磷和缺鉀處理的相對(duì)產(chǎn)量分別為73.5%、85.7%和82.0%。 由此可見(jiàn)，在當(dāng)?shù)厮锓柿λ角闆r下，氮肥是影響水稻產(chǎn)量的主要因素，其次是鉀肥，磷肥對(duì)產(chǎn)量的影響相對(duì)最小，所以在水稻成熟期間氮肥的作用大于磷肥和鉀肥。

1.4 不同施肥配比對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響

從經(jīng)濟(jì)收益上看， 收入最高的是鉀元素缺乏的區(qū)域，為24 566.95 元／hm2，其次是全肥區(qū)、少磷區(qū)。而資金投入最為合適的是少鉀區(qū)，它的施用肥料所花費(fèi)資金在所有的施肥施用中是最低的，但收益相比較之下卻是最高的［3］，因此，如果肥料的使用程度大于正常情況時(shí)，收益就會(huì)降低［4］。 所以，應(yīng)該合理的決定肥料的添加量，合理處理氮磷鉀三種肥料的配合效果，以減少不必要的浪費(fèi)，來(lái)降低土壤和水環(huán)境的污染水平度， 促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［5］。

1.5 不同施肥配比對(duì)氮磷鉀肥利用率的影響

氮磷鉀肥料利用效果分別為52.46%、13.80%、24.82%，這表明在這種實(shí)驗(yàn)情況下，使用氮肥對(duì)水稻產(chǎn)量的影響極其大， 因此在該實(shí)驗(yàn)情況下應(yīng)當(dāng)控制施用磷肥，合理使用鉀肥，合理的使用氮肥， 以免造成不應(yīng)該的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的不良影響。 而現(xiàn)在肥料的利用效率和肥料對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)值還比較低， 所以應(yīng)該引起政府和農(nóng)業(yè)有關(guān)部門(mén)的重視，來(lái)適當(dāng)?shù)丶哟髮?duì)于施肥程度的推廣，在使用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上，合理的改變氮、磷、鉀肥的施肥配比，通過(guò)這樣的方法，逐漸提升肥料的利用效率［6］。

2 不同養(yǎng)分情況下水稻對(duì)于氮磷鉀的利用效果

2.1 低磷脅迫下水稻對(duì)氮磷鉀的利用效果

氮、磷、鉀是水稻三大營(yíng)養(yǎng)元素，他們的積累對(duì)于物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成有著非常重要的作用［7］。在低磷脅迫的情況下，研究水稻對(duì)于氮、磷、鉀吸收利用的影響， 了解具有差異的水稻在低磷脅迫下對(duì)于氮、磷、鉀三種營(yíng)養(yǎng)元素的吸收能力和利用能力。通過(guò)這樣的方法，考慮到不同品種水稻植株對(duì)氮、磷、鉀肥的利用能力，這樣才能節(jié)約施用氮、磷、鉀肥，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，減少氮、磷、鉀肥流失造成的環(huán)境污染和破壞。

綜合不同基因型的水稻在低磷環(huán)境下對(duì)于氮、磷、鉀三種肥料的利用效率進(jìn)行考慮：第一種增強(qiáng)型，在低磷脅迫下對(duì)氮、磷、鉀肥的利用效果比正常磷環(huán)境下對(duì)磷肥的利用率明顯升高； 第二種受抑制型，在低磷脅迫下對(duì)氮、磷、鉀肥的利用率較正常磷環(huán)境下對(duì)磷肥的利用率明顯降低；第三種鈍感型，在低磷脅迫下對(duì)氮、磷、鉀肥的利用率較正常磷環(huán)境下對(duì)磷肥的利用率沒(méi)有明顯差異；第四種互作型，在低磷脅迫下對(duì)氮、磷、鉀肥的利用率較正常磷環(huán)境下對(duì)磷肥的利用率完全不一致，三種肥料的吸收會(huì)相互影響相互作用。

所以，水稻的不同基因與吸氮量、吸磷量、吸鉀量沒(méi)有明確的關(guān)系。 但是不同基因型的水稻在不同與正常環(huán)境下的低磷環(huán)境中，對(duì)于氮、磷、鉀的吸收和利用都有明顯的變化。 水稻耐低磷基因型，在低磷環(huán)境中，對(duì)于磷、鉀的吸收量較正常環(huán)境中會(huì)有所下降，而氮的吸收量變化并不明確。所以應(yīng)該盡量選擇增效型水稻， 或者互作型中磷肥利用率較正常環(huán)境下增加的水稻［8］。

2.2 秸稈還田下施加氮肥水稻對(duì)氮磷鉀的利用效果

秸稈是作物生產(chǎn)中較為大量的也是重要的副產(chǎn)物，它含有大量的有機(jī)碳。秸稈還田不僅能夠提供作物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分， 可以緩解土壤養(yǎng)分耗竭， 還能夠改善土壤物理化學(xué)結(jié)構(gòu)以及生物化學(xué)性質(zhì)。以粳稻“寧粳三號(hào)”作為實(shí)驗(yàn)材料，在秸稈還田和不還田的條件下，進(jìn)行五種氮肥處理，分別為0 g／pot、1 g／pot、1 g／pot、2 g／pot、2 g／pot， 然后比較出秸稈還田前后的氮的利用情況。 在秸稈還田情況下，氮肥使用量會(huì)顯著影響水稻的含氮量。在秸稈還田的情況下， 低氮處理會(huì)比不還田對(duì)照組高37.3%， 高氮處理會(huì)比不還田對(duì)照組高74.4%，具有顯著性差異。 處理一段時(shí)間后，低氮處理會(huì)比不還田對(duì)照組高19.5%， 高氮處理會(huì)比不還田對(duì)照組高42.3%， 經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)秸稈不還田條件下施用氮肥后水稻幼苗氮含量與秸稈還田的氮含量相似。所以在秸稈還田的條件下，氮肥不要施加太多，會(huì)造成浪費(fèi)，有可能造成植株氮含量過(guò)高，植株死亡。

在秸稈還田情況下， 氮肥使用量會(huì)顯著影響水稻的含磷量，但是幾乎沒(méi)有互作效應(yīng)。處理一段時(shí)間后， 低氮處理后的含磷量會(huì)比不還田對(duì)照組高27.4%， 高氮處理后的含磷量會(huì)比不還田對(duì)照組高26.3%。在秸稈不還田情況下，施用氮肥后水稻幼苗磷含量與秸稈還田的磷含量相似。 處理一段時(shí)間后， 低氮處理后的含鉀量會(huì)比不還田對(duì)照組高36.1%， 高氮處理后的含鉀量會(huì)比不還田對(duì)照組高30%左右。 再過(guò)一段時(shí)間，高氮處理后的含鉀量會(huì)比不還田對(duì)照組高97.7%。 在秸稈不還田情況下， 施用氮肥后水稻幼苗鉀含量與秸稈還田的鉀含量相似。所以在秸稈還田的條件下，鉀肥不要施加太多［9］。

2.3 炭基復(fù)混肥料下水稻對(duì)氮磷鉀的利用效果

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)， 稻殼炭具備多孔結(jié)構(gòu)并且含有多種含氧官能團(tuán)，它含碳量很高，并且有效鉀和活性硅的含量也比較高，有助于水稻的生長(zhǎng)［10-12］。其中硅含量的增加可以提高水稻對(duì)氮肥、 磷肥和鉀肥的利用效率［13］。然后以水稻為實(shí)驗(yàn)作物，研究在使用炭基肥的情況下水稻對(duì)氮、磷、鉀肥的利用效率。

以“株兩優(yōu)819”水稻為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，設(shè)定炭基肥、普通肥、不施肥三個(gè)處理。 然后通過(guò)凱氏定氮法測(cè)定植株中籽粒和秸稈的全氮［14］，用等離子發(fā)射光譜法測(cè)定植株中籽粒和秸稈的全磷全鉀［15］。然后減去無(wú)氮、無(wú)磷、無(wú)鉀區(qū)的影響和施加在每公頃的全氮、全磷和全鉀的含量，通過(guò)計(jì)算得出氮、磷、鉀肥料的利用效率。 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，炭基肥大概能提高水稻對(duì)于肥料20%利用效率，也表現(xiàn)出炭基肥對(duì)氮、磷、鉀三種肥料利用效率的提高順序?yàn)榱追剩锯浄剩镜省?/p>

連續(xù)兩年實(shí)驗(yàn)表明：在第一年，水稻經(jīng)過(guò)炭基肥處理后全氮含量均高于普通肥和無(wú)肥處理，且比普通肥處理水稻使氮含量提高了2.97%； 炭基肥處理的氮肥利用效率為50.5%， 比普通肥的處理氮肥高出12.47%。 第二年，經(jīng)過(guò)炭基肥處理的水稻的全氮含量均高于普通肥和無(wú)肥處理， 且比普通肥處理水稻使氮含量提高了4.71%； 炭基肥處理的氮肥利用效率為62.0%， 比普通肥處理氮肥高出11.31%。

在磷肥利用效率方面， 經(jīng)過(guò)炭基肥處理后的籽粒和秸稈它的含磷量均高于普通肥處理和無(wú)肥處理。在第一年，水稻經(jīng)過(guò)炭基肥處理后磷含量與普通肥處理相比，提高了3.79%；炭基肥處理的磷肥利用效率為20.1%， 比普通肥處理增加27.22%。 在第二年，水稻磷含量存在顯著性的差異， 經(jīng)過(guò)炭基肥處理的水稻磷含量均高于普通肥處理和無(wú)肥處理后的水稻， 炭基肥處理與普通肥處理相比，水稻的磷含量提高了5.66%，達(dá)到顯著性水平； 經(jīng)過(guò)炭基肥處理的水稻磷肥利用效率為23.5%，比普通肥處理增加34.29%。經(jīng)過(guò)炭基肥處理后的水稻酸性磷酸酶含量會(huì)有一定的提高，炭基肥還會(huì)增加土壤中磷生物的有效性， 來(lái)提高水稻對(duì)磷的吸收，提高水稻對(duì)磷肥的利用效率。

在鉀肥的利用效率方面， 經(jīng)過(guò)炭基肥處理后的水稻籽粒中含鉀量均高于普通肥處理和無(wú)肥處理， 但是經(jīng)過(guò)炭基肥處理后的秸稈中含鉀量與普通肥處理相比，沒(méi)有顯著性的差異。 在第一年，水稻在經(jīng)過(guò)炭基肥處理后鉀含量高于普通肥處理和無(wú)肥處理的水稻， 炭基肥處理后的水稻的鉀肥利用效率為45.7%， 比普通肥處理后的水稻增加了19.95%。 第二年，水稻經(jīng)過(guò)炭基肥處理后的鉀含量與普通肥處理和無(wú)肥處理存在著顯著性的差異， 但炭基肥處理后的水稻鉀含量低于普通肥處理，降低了5.66%，這說(shuō)明兩者間存在著顯著性的差異； 炭基肥處理后的水稻的鉀肥利用率為49.8%，比普通肥處理后的水稻增加20.58%。這說(shuō)明炭基肥能增加植物對(duì)鉀素的吸收， 就可以提高水稻對(duì)鉀肥的利用效率［16］。

實(shí)驗(yàn)處理表明， 在田中先施加一定量的炭基肥，可以提高水稻對(duì)于氮、磷、鉀三種肥料的利用效果， 使得水稻的生產(chǎn)質(zhì)量和品質(zhì)得到一定的提升，不但減少了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的前期投入，還可以得到較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)， 也不會(huì)因?yàn)檫^(guò)量施肥而導(dǎo)致環(huán)境受損。

3 小結(jié)

土壤中存在的營(yíng)養(yǎng)條件， 控制著水稻發(fā)育狀態(tài)和產(chǎn)量的重要要素， 養(yǎng)分含量對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很是重要。我們?cè)谑┯梅柿蠒r(shí)，應(yīng)該綜合考慮他們的利用效果，以免對(duì)水稻產(chǎn)生不利影響。當(dāng)把水稻的稻殼灰撒在土中，它的碳含量、有效鉀、活性硅含量較高，一方面可以有助于植物生長(zhǎng)，而且硅的存在可以增加和提高水稻對(duì)氮磷鉀肥的利用率。 當(dāng)土壤經(jīng)過(guò)秸稈還田后，土壤中有機(jī)碳含量會(huì)升高，會(huì)使水稻在幼苗期提高對(duì)氮和磷的利用效果， 但對(duì)于鉀的利用效果不顯著。 而有的秸稈還田會(huì)導(dǎo)致氮素微生物固持和有效氮含量降低， 進(jìn)而造成水稻減產(chǎn)。當(dāng)土壤中低磷情況下，對(duì)于磷鉀的利用率可能會(huì)降低， 但對(duì)于氮的吸收利用會(huì)較正常增加或一致。當(dāng)土壤中添加炭基肥時(shí)，它會(huì)有效地幫助水稻促進(jìn)對(duì)氮磷鉀三種物質(zhì)的吸收與利用， 所以施肥時(shí)應(yīng)該考慮清楚會(huì)出現(xiàn)的情況， 以免造成浪費(fèi)和污染。所以說(shuō)在不同的養(yǎng)分存在條件下，水稻對(duì)于氮、磷、鉀的利用率是不同的。 只有掌握各種有針對(duì)性的措施，才能實(shí)現(xiàn)土壤肥力的有效提高，保證農(nóng)業(yè)發(fā)展。