鎘低積累品種中安早7號肥料利用率研究

中圖分類號：S143 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）05-0033-05

引用格式：.鎘低積累品種中安早7號肥料利用率研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025（5）：33-37.DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.005.007

Abstract：Fieldplotexperimentswereconuctedtoeasureteiceyeldandteuulatioofitroge（N），osphorus（， potasum（K）inicegrains，stms，andleavs，ontebsisofichtheN，PandKfertlierutiizationefcieyofZoaao No.7'withlowcadmiumaccumulationwasstudied.TheresultsshowedthatthecombinedfertizationofNPKimprovedtheeconomic traits and significantly increased the yield of'Zhong'anzao No.7'，with the contribution rate of 30.4% to the yield. The contribution rate of single fertilizers to the rice yield was in a trend of Ngt;Pgt;K .The NPK treatment increased the accumulation of N，P，and K by 75.94% ， 24.64% ，and 14.47% compared with the N₀PK ， NP₀K and NPK₀ treatments，respectively. The K accumulation under the N₀PK treatment was 8.42% lower than that under the NPK_o treatment. The nutrient coefficients of N， P₂O₅ ，and K₂O under the NPK treatment were 2.12，0.92，and 3.62，respectively.'Zhong'anzao No.7' had a nutrient coeffcient for K₂O 9.7% higher than the rice varieties of non-low cadmium accumulation.The N，P，and K utilization effciency under the NPK treatment was 47.35% 23.57% ，and 47.51% ，respectively. The K utilization efficiency was -27.38% under the N₀PK treatment. The lack ofN，P，K elements exacerbated thedecreaseinsoilutrientcontent.TheresultsillstratedthatapplyingNPKfertilizerscansignificantlyimprovethefertizer utilizationrateandmaitainsoilertility.Zhong'anzaoNo.7hasagreaterdemandforKthantheicevarietiesofnon-lowcadmium accumulation，and thus atention should be paid to the applicationofK fertilizer inthecultivationofthis Variety.

Key Words：lowcadmium accumulation; early rice variety; NPK; utilization efciency of fertilizer; Ningxiang City

湖南省擁有多種有色金屬礦產(chǎn)資源，是“有色金屬之鄉(xiāng)”。采礦業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)，但是長期采礦導(dǎo)致礦區(qū)周圍環(huán)境污染，引發(fā)當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險。近年來，湖南已成為我國重金屬污染耕地和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題最為突出的區(qū)域之一。為安全利用重金屬污染耕地，廣大科研工作者持續(xù)開展重金屬污染耕地安全利用技術(shù)研究。2006年株洲發(fā)生“鎘污染”事件以后，科研人員將研究重點聚焦到了以鎘為主的重金屬污染耕地農(nóng)業(yè)安全利用上[，尤其是2013年湖南發(fā)生“鎘大米”事件后，科研人員著重開展了鎘污染耕地低積累作物種植、原位鈍化技術(shù)、農(nóng)藝調(diào)控、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及‘ ?VIP+n^′ 技術(shù)模式等研究與示范應(yīng)用。大量研究表明，輕中度鎘污染耕地可以通過安全利用技術(shù)來保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，特別是輕中度鎘污染耕地種植食源性部位鎘低積累作物是該類污染耕地安全利用的一種有效措施，具有成本低、易推廣的優(yōu)勢[1-4]。湖南是水稻生產(chǎn)大省，為充分安全利用輕中度鎘污染稻田，確保國家糧食安全，從2014年開始進(jìn)行鎘低積累水稻品種篩選和培育研究[5-6]，現(xiàn)已選育出臻兩優(yōu)8612、韶香100、中安早7號、中安2號、西子3號等鎘低積累水稻品種，這些品種可作為湖南安全利用輕中度鎘污染稻田的主推品種。

提高水稻生產(chǎn)的肥料利用率是廣大科研人員關(guān)注的熱點問題。雖然國內(nèi)學(xué)者圍繞水稻肥料利用率開展了大量研究，如魏蕓霞等[研究認(rèn)為缺少氮磷鉀肥中任意一種都會影響水稻穗粒結(jié)構(gòu)，造成嚴(yán)重減產(chǎn)；劉青桂等[認(rèn)為測土配方施肥可提高化肥當(dāng)季利用率2.23＼～3.97個百分點，是提高化肥當(dāng)季利用率的有效途徑；王云德等[設(shè)計的氮磷鉀肥施用量為212.1、77.85和 83.4kg/hm² ，氮肥、磷肥和鉀肥利用率分別提高了5.59、3.29和9.34個百分點；徐永昌等[]的試驗結(jié)果證明配方施肥區(qū)當(dāng)季氮、磷、鉀肥利用率分別比常規(guī)施肥區(qū)提高 2.1% 、 8.2% 和10.4% 。眾多研究表明，氮磷鉀肥料合理配施能提高肥料利用率和水稻產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為探明鎘低積累水稻品種的氮磷鉀肥料利用率，筆者參考前人關(guān)于氮磷鉀肥料利用率的試驗研究[1-20]，以中安早7號為研究對象，在寧鄉(xiāng)市開展了鎘低積累早稻品種氮磷鉀肥料利用率試驗，以期為大面積推廣鎘低積累水稻品種提供優(yōu)化施肥方案。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗選擇在寧鄉(xiāng)市金洲鎮(zhèn)箭樓村進(jìn)行，地理位置 112^°26^′23^′′E ， 28^°12^′20^′′N ，試驗區(qū)地勢平坦，肥力均勻。供試土壤為河砂泥田，質(zhì)地砂壤，種植制度為冬閑一雙季稻。試驗前土壤基本性狀為：土壤有機質(zhì)含量 32.44g/kg ，全氮 1.35g/kg ，全磷 0.97g/kg 全鉀 21.5g.kg ，堿解氮 147mg/kg ，有效磷 14.5mg/kg 速效鉀 99mg/kg ， pH 值6.3。

1.2 供試品種和肥料

試驗水稻品種為中安早7號。試驗所用肥料為尿素（含 N46% ）磷肥（含 P₂O₅12% ）和氯化鉀（含K₂O60% ），肥料均為市售，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶常用品牌。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個處理，分別為 N₀P₀K₀ （無肥）N₀PK （無氮） NP₀K （無磷） NPK₀ （無鉀）和NPK（氮磷鉀配施）。其中，氮肥 60% 作基肥、 30% 作分蘗肥、 10% 作穗肥，分3次施入；磷肥全部作為基肥1次施入；鉀肥 50% 作基肥、 50% 作穗肥，分2次施入，各處理具體施肥量見表1。試驗重復(fù)3次，小區(qū)隨機排列，小區(qū)面積 30m² 。

1.4 田間管理

于2024年3月29日播種，4月24日整理小區(qū)，小區(qū)用土埂隔開，土埂高 20cm ，寬 20cm ，土埂用薄膜覆蓋，實行單排單灌，防止串水串肥。4月26日按試驗設(shè)計施基肥，均勻撒施后翻耕入土，4月27日移栽，株行距 16.7cm×20cm ，插秧密度為20000穴 /667m²，5 月6日施分蘗肥，6月4日施穗肥，其他管理措施與大田常規(guī)管理相同。7月13日分小區(qū)收割、測產(chǎn)。收割前每小區(qū)取5穴水稻帶回室內(nèi)，晾干考察經(jīng)濟(jì)性狀，并留樣檢測籽粒和莖葉全量氮、磷、鉀。肥料貢獻(xiàn)率、養(yǎng)分系數(shù)、肥料利用率分別按公式（1）～（3）計算[21-23]

肥料對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率 （%）=[（ 施肥區(qū)水稻產(chǎn)量-缺素區(qū)水稻產(chǎn)量）/施肥區(qū)產(chǎn)量 ]×100 （1）

養(yǎng)分系數(shù) Σ=Σ 植株吸收養(yǎng)分量/產(chǎn)量 ×100 （2）

氮肥利用率 ：（%）=：（ 施肥區(qū)植株養(yǎng)分吸收量－缺素區(qū)植株養(yǎng)分吸收量）/施用肥料養(yǎng)分量 ]×100 （3）

2 結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對水稻經(jīng)濟(jì)性狀與產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的影響

從表2可以看出， N₀P₀K₀ 處理有效穗、每穗總粒數(shù)、實粒數(shù)、千粒重、理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量均為最低，其次是 N₀PK 處理。 NP₀K 、 NPK₀ 和NPK比 N₀PK 處理有效穗增加2.1萬 ～3.1 萬穗 /667m² ，總粒數(shù)增加4.9＼～10.9粒/穗，實粒數(shù)增加 4.6～9.2 粒/穗，千粒重增加 0.20～0.55g ，理論產(chǎn)量增加 68.8～123.8kg/667m² 0實際產(chǎn)量增加 37.4～91.7kg/667m² 。NPK處理水稻實際產(chǎn)量最高，分別比 N₀PK ！ NP₀K 、 NPK₀ 處理增產(chǎn) 24.54% 、 13.21% 、 8.46% 。從不同施肥處理對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)分析，以氮磷鉀肥料配合施肥對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，貢獻(xiàn)率為 30.4% ，比無氮、無磷、無鉀處理分別增加10.7、18.7、22.6個百分點，單質(zhì)肥料對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率以氮肥最大，貢獻(xiàn)率為 19.7% 分別比磷肥、鉀肥高8.0、12.1個百分點。這說明氮磷鉀配合施用能改善水稻經(jīng)濟(jì)性狀，增加有效穗、每穗粒數(shù)、千粒重，顯著提高水稻產(chǎn)量。

2.2不同施肥處理對水稻植株氮磷鉀積累量的影響

不同施肥處理對水稻植株中氮磷鉀積累量影響差異顯著，從表3可以看出，氮肥處理的影響最大，磷肥次之。與 N₀PK 處理相比，NPK、 NP₀K 、 NPK_o 處理水稻的氮積累量分別增加了 75.94% 、 40.46% 和56.51% ；與 NP₀K 處理相比，NPK、 N₀PK 、 NPK₀ 處理水稻的磷積累量分別增加了 24.64% 、 13.04% 和17.10% ；與 NPK_o 處理相比，NPK和 NP₀K 的鉀積累量分別增加了 14.47% 和 8.56% ，而 N₀PK 處理的鉀積累量降低了 8.42% ，說明缺氮抑制水稻對鉀的吸收。

2.3不同施肥處理對水稻單位產(chǎn)量所需養(yǎng)分量（養(yǎng)分系數(shù)）的影響

從表4可以看出，生產(chǎn) 100kg 稻谷的需吸收養(yǎng)分量NPK處理分別為 N2.12kg 、 P₂O₅0.92kg 、 K₂O 3.62kg ，與 N₀PK 處理相比需吸收N量增加 41.27% ，與 NP₀K 處理相比需吸收 P₂O₅ 量增加 10.08% ，與NPK₀ 處理相比需吸收 K₂O 量增加 5.52% 。不論施肥與否，作物都將帶走相應(yīng)的養(yǎng)分量，因此，應(yīng)保持氮、磷、鉀養(yǎng)分協(xié)同施用，以維持稻田產(chǎn)能穩(wěn)定。

2.4不同施肥處理對水稻氮磷鉀養(yǎng)分利用率的影響

從表5可以看出，氮磷鉀肥料配合施用時，水稻氮肥利用率為 47.35% ，磷肥利用率為 23.57% ，鉀肥利用率為 47.51% 。如果少施任意一種肥料，其他肥料的利用率顯著降低。不施氮肥條件下，磷肥和鉀肥利用率分別為 12.30% 和 -27.38% 。鉀肥利用率為負(fù)值，表明 N₀PK 處理吸收的鉀沒有 NPK₀ 處理多，原因是缺氮抑制了水稻對鉀的吸收，而且水稻產(chǎn)量低，從土壤中吸收的鉀少。不施磷肥條件下，氮肥和鉀肥利用率分別為 25.23% 和 29.98% 。不施鉀肥條件下，氮肥和磷肥利用率分別為 35.17% 、16.17% 。綜合說明只有氮、磷、鉀肥配合施用才能提高肥料利用率。

2.5 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

從表6可以看出，經(jīng)過一個水稻生產(chǎn)季節(jié)后，土壤有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀養(yǎng)分含量都有不同程度的下降。與試驗前比較， N₀P₀K₀ 處理土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量降低幅度較大，分別降低 4.6% 、 16.3% 、 18.6% 、 20.6% ;NPK處理降低幅度最小，分別降低 0.4% 小 2.7% 1 4.1% 、 2.7% 。N₀PK 、 NP₀K 、 NPK₀ 處理土壤養(yǎng)分含量降低幅度總體比 N₀P₀K₀ 處理小，但與 N₀P₀K₀ 處理相比， N₀PK 處理的堿解氮、 NP₀K 的有效磷、 NPK₀ 的速效鉀含量下降幅度增大，分別增加2.1、4.2、7.5個百分點。說明無肥處理和缺素處理都會導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量大幅下降，而氮磷鉀肥料配施處理能較好地保持土壤肥力。

3 討論與結(jié)論

通過田間試驗，探究了無氮、無磷、無鉀和氮磷鉀配施處理對水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及肥料利用率的影響。試驗結(jié)果表明，氮磷鉀肥配合施用能協(xié)調(diào)水稻個體與群體，改善水稻經(jīng)濟(jì)性狀，明顯提高產(chǎn)量。前人研究表明，氮、磷、鉀是水稻生長不可缺少的元素，合理施用能促進(jìn)水稻健康生長，對水稻的產(chǎn)量構(gòu)成有很大的影響[24-25]。氮是蛋白質(zhì)、葉綠素和核酸的重要組成元素，缺氮直接影響水稻的生長和產(chǎn)量；磷參與能量代謝、細(xì)胞分裂和根系發(fā)育，對水稻早期生長和抗逆性至關(guān)重要；鉀調(diào)節(jié)水分平衡、酶活性和光合作用，能增強水稻的抗病和抗逆能力[26-27]。因此，只有氮、磷、鉀肥配合施用才能促進(jìn)水稻健壯生長，保持較高產(chǎn)量，缺少任何一種元素都會造成水稻減產(chǎn)。顧巍巍等[21]研究表明單質(zhì)肥料對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率以氮肥最高，磷、鉀肥較低；葉玲燕[28]研究認(rèn)為氮磷鉀肥料對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為氮肥 gt; 磷肥 gt; 鉀肥；本試驗中缺氮、缺磷、缺鉀處理分別比氮磷鉀配施處理減產(chǎn) 19.71% 、 11.67% /7.8% ，3種元素對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率以氮磷鉀配施處理最高，單質(zhì)肥料的貢獻(xiàn)率則是氮肥 gt; 磷肥 gt; 鉀肥，本試驗證實了氮磷鉀肥配合施用能顯著提高鎘低積累水稻品種產(chǎn)量。

適量施用氮磷鉀肥能顯著提高水稻的氮磷鉀積累量[29-32]。本研究發(fā)現(xiàn)，無氮、無磷和無鉀處理顯著降低了水稻氮磷鉀積累量，NPK處理的氮、磷、鉀積累量達(dá) 31.02kg/667m² ， N₀PK 、 NP₀K 、 NPK₀ 處理的氮、磷、鉀積累量比NPK處理分別降低了 25.89% 、11.96%，11.22% 。 N₀PK 處理抑制了水稻對鉀的吸收，其鉀積累量比 NPK₀ 處理降低了 8.42% 。因此，氮、磷、鉀肥合理配施才能顯著提高水稻的養(yǎng)分積累量，為水稻高產(chǎn)打好基礎(chǔ)。

養(yǎng)分系數(shù)是作物形成 100kg 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量所吸收的各種養(yǎng)分的數(shù)量。本研究結(jié)果顯示中安早7號的養(yǎng)分系數(shù)N為 2.12kg 、 P₂O₅ 為 0.92kg 、 K₂O 為 3.62kg 前人研究認(rèn)為湖南省的養(yǎng)分系數(shù)分別為 N2.1～2.4kg P₂O₅0.9kg 、 K₂O 2.1～3.3kg^[33] ，本研究結(jié)果表明，中安早7號與非鎘低積累水稻品種比較，對 ΔN，Ω P₂O₅ 需求的養(yǎng)分系數(shù)相近，對 K₂O 需求的養(yǎng)分系數(shù)較大，高出上限 9.7% ，因此，推廣應(yīng)用鎘低積累水稻品種時，應(yīng)注意增施鉀肥，以維持稻田的產(chǎn)能。

氮、磷、鉀肥料配合施用能顯著提高肥料利用率。本試驗條件下，氮磷鉀肥料配合施用時，水稻氮、磷、鉀肥利用率分別為 47.35% 、 23.57% 和 47.51% 。本研究結(jié)果表明，不施氮肥處理時，鉀肥利用率為負(fù)值，可能是不施氮肥抑制了水稻對鉀素的吸收，這與付春燕[34]的研究結(jié)果一致。

氮、磷、鉀肥料配合施用能較好地保持土壤肥力。本試驗發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一季水稻生產(chǎn)后，氮磷鉀肥料配施處理稻田土壤的有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量下降幅度在 5% 以內(nèi)，缺氮、缺磷、缺鉀處理分別比無肥處理加劇了堿解氮、有效磷、速效鉀含量的下降，其原因有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，氮磷鉀肥配施能改善中安早7號的經(jīng)濟(jì)性狀，明顯提高產(chǎn)量，提高植株的氮磷鉀積累量，提高肥料利用率，并能較好地保持土壤肥力；中安早7號對鉀的需求量比非鎘低積累品種大，種植該品種應(yīng)注意增施鉀肥

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