開縣厚壩鎮(zhèn)水稻“３４１４”肥料效應(yīng)試驗(yàn)研究

唐定富　賈紅杰　王余富　曾昌平　李華安

摘要在重慶市開縣厚壩鎮(zhèn)通過(guò)水稻“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)，研究了在紫泥田田中配施不同的氮磷鉀肥對(duì)水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，氮磷鉀三要素對(duì)株高、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重影響較大，對(duì)穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率影響不大。根據(jù)回歸模型得出：水稻最大產(chǎn)量配方方案為施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、4.5kg/667m²，可使水稻產(chǎn)量達(dá)到629.57kg/667m²；最佳經(jīng)濟(jì)效益方案為施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、0kg/667m²，可使產(chǎn)量達(dá)到600.12kg/667m²；適用配方方案為施氮、磷、鉀分別為12.5kg/667m²、4.5 kg/667m²、7.5kg/667m²，可使產(chǎn)量達(dá)到586.13kg/667m²。

關(guān)鍵詞水稻；3414試驗(yàn)；肥效；重慶開縣；厚壩鎮(zhèn)

中圖分類號(hào) S147.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739（2009）03-0160-03

“3414”設(shè)計(jì)是在國(guó)外“3411”多點(diǎn)試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，加了12～14的3個(gè)處理后得到的方案。該方案設(shè)計(jì)吸收了回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)處理少、效率高的優(yōu)點(diǎn)[1]，不僅可以作為一個(gè)完整的3因素試驗(yàn)用于建立三元二次肥料效應(yīng)回歸方程，而且還可以作為3個(gè)2因素或3個(gè)單因素試驗(yàn)建立二元或一元肥料效應(yīng)回歸方程。同時(shí)，即使某一個(gè)或某幾個(gè)處理出問(wèn)題，仍可以獲得一些用于施肥決策的有價(jià)值信息，提高了試驗(yàn)效率。此外，該方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是編碼值取整數(shù)，有較直觀的可比性，便于實(shí)施與示范推廣，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)方案[2]。根據(jù)農(nóng)業(yè)部《測(cè)土配方施肥項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)范》和“重慶市3414肥效田間試驗(yàn)總體方案”要求，2007年在開縣厚壩鎮(zhèn)厚壩村進(jìn)行了水稻“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)，以期通過(guò)田間試驗(yàn)，研究水稻最佳施肥量，提高肥料利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益，為科學(xué)施肥提供指導(dǎo)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在開縣厚壩鎮(zhèn)厚壩村一農(nóng)戶的田塊中，屬紫泥田，土壤質(zhì)地為重壤，其中有機(jī)質(zhì)含量為21.44g/kg，全氮1.15 g/kg，全磷0.61g/kg，全鉀17.52g/kg，堿解氮113.8mg/kg，有效磷4.09mg/kg，速效鉀49.66mg/kg，pH值6.88。試驗(yàn)面積1 866.68m²，代表面積12hm²；地處北緯31°11′43.0″，東經(jīng)108°29′30.0″，海拔250m；輪作制度為一年一熟，常年種植模式為水稻，土壤肥力水平中等偏上。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)氮、鉀、鉀3個(gè)因素，每個(gè)因素4個(gè)水平，共計(jì)14個(gè)處理。每個(gè)處理小區(qū)面積為20m²（長(zhǎng)7m，寬2.67m），小區(qū)間筑實(shí)田埂，埂寬18cm，高25cm，高出水面至少10cm。試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)排列，3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)設(shè)獨(dú)立灌排水系統(tǒng)，防止串灌，試驗(yàn)小區(qū)周邊設(shè)保護(hù)行。

空白小區(qū)（小區(qū)1）除在苗床期與其他處理相同外，移栽后不施用任何肥料；其余13個(gè)小區(qū)為化肥施用區(qū)，氮、鉀、鉀肥按4個(gè)水平施用，其處理和施肥水平見(jiàn)表1，氮肥施用46%尿素，磷肥為12%的過(guò)磷酸鈣，鉀肥為60%的氯化鉀。

1.3栽培管理

供試水稻品種為Q優(yōu)6號(hào)，2007年3月8日進(jìn)行旱育秧，4月28日移栽，密度為18萬(wàn)穴/hm²。肥料施用時(shí)采取的是分小區(qū)分階段施肥。小區(qū)施肥分區(qū)稱量、分區(qū)施用，4月28日施用時(shí)按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確稱量，先用60%的氮肥和全部磷鉀肥作底肥施用；另外40%的氮肥于返青期作追肥施用，均勻撒施于各小區(qū)，并加強(qiáng)田間管理。8月13日收獲，分小區(qū)單收單曬計(jì)產(chǎn)。

2結(jié)果與分析

2.1經(jīng)濟(jì)性狀

從表2可知，氮磷鉀三要素對(duì)株高影響很大，在14個(gè)處理中以2號(hào)處理最矮，1號(hào)處理次之，分別只有106.1cm、107.4cm；4號(hào)處理最高，高達(dá)123cm；13個(gè)施肥區(qū)的平均株高為114.85cm，平均增高6.9%。但是氮磷鉀三要素對(duì)穗長(zhǎng)的影響不大，13個(gè)施肥區(qū)的平均穗長(zhǎng)為26.97cm，與空白區(qū)穗長(zhǎng)（26.5cm）幾乎沒(méi)有差別。但對(duì)有效穗的影響則更為明顯，13個(gè)施肥區(qū)的有效穗都比空白區(qū)多，平均值高達(dá)10.76萬(wàn)穗/667m²，比空白區(qū)多45.4%。施肥區(qū)每穗著粒數(shù)平均為209.5粒，比空白區(qū)（182粒）相差27.5粒，增加15.11%；施肥區(qū)平均每穗實(shí)粒數(shù)為185.25粒，比空白區(qū)（160粒）多25粒，增加15.78%；而結(jié)實(shí)率（分別為88.42%、87.9%）幾乎沒(méi)有差別。施肥區(qū)平均千粒重（27.2g）比空白區(qū)（28.1g）減少0.9g。

2.2產(chǎn)量表現(xiàn)

從表2可以看出，各施肥處理區(qū)與空白區(qū)各相比實(shí)際產(chǎn)量均有不同程度的增加，其中處理11的實(shí)際產(chǎn)量最高，為621.48kg/667m²。各處理的實(shí)際產(chǎn)量由高到低排列順序?yàn)?1>14>5>10>6>7>9>8>4>13>12>3>2>1。

根據(jù)各個(gè)試驗(yàn)小區(qū)產(chǎn)量（包括重復(fù)）進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，各個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的重復(fù)試驗(yàn)差異不顯著，說(shuō)明該試驗(yàn)具有很好的可靠性、可信性，而各個(gè)處理之間的差異在0.01水平上也是極顯著，這也充分說(shuō)明不同的施肥狀況對(duì)水稻的產(chǎn)量影響是很明顯的。

用LSD法進(jìn)行多重比較（見(jiàn)表4），以11號(hào)處理最高，比排在第2位的14號(hào)處理高出60kg/667m²，處理14、5、10、6、7、9、8差異很小，它們產(chǎn)量最大相差26.22kg/667m²，平均每個(gè)處理之間只相差3.75kg/667m²；處理4、13、12、3差異也不是很大；2號(hào)處理是施肥區(qū)中產(chǎn)量最低的，1號(hào)處理產(chǎn)量最低，只有277.13kg/667m²。

2.3單因素效應(yīng)分析

根據(jù)表2的產(chǎn)量經(jīng)過(guò)多元回歸分析，得出如下三元二次肥料效應(yīng)方程：

Y=270.690 4+95.210 1N+100.953 7P+46.138 8K+17.985 3 NP+38.977 6NK-34.926 6PK-31.709N2-16.102 8P2-21.604 5 K2（回歸平方和U=138 459.4，剩余平方和Q=3 777.578，檢驗(yàn)值F=16.290 21>F0.01=14.659）（1）

式中Y表示水稻產(chǎn)量，經(jīng)檢驗(yàn)在0.01水平上非常顯著，且一次項(xiàng)系數(shù)為正，二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)，說(shuō)明該方程能很好地表達(dá)當(dāng)?shù)氐姆柿吓c水稻產(chǎn)量的關(guān)系。

為了研究氮、磷、鉀單一肥料對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，在（1）式中先假定其他2個(gè)元素為0，從而得到單一肥料與水稻產(chǎn)量的方程式，分別為：

Y=270.69+96.21N-31.71N2 （2）

Y=270.69+100.95P-16.1P2（3）

Y=270.69+46.14K-21.61K2 （4）

隨著每種肥料施肥水平的增加，水稻產(chǎn)量也發(fā)生一定的變化，得出3種肥料施用量與水稻產(chǎn)量關(guān)系圖（如圖1）。由（2）式可以求出當(dāng)施氮量為1.5水平時(shí)，水稻產(chǎn)量達(dá)到最大值為342.16kg/667m²，從圖1可見(jiàn)，當(dāng)施氮量超過(guò)這一值時(shí)水稻產(chǎn)量反而降低。同樣由（3）式可以求出當(dāng)施磷量為3.14水平時(shí)，水稻產(chǎn)量達(dá)到最大值為428.92kg/667m²；由（4）式可以求出當(dāng)施鉀量為1.07水平時(shí)，水稻產(chǎn)量達(dá)到最大值為295.32kg/667m²。

3個(gè)元素的一元二次方程的一次性系數(shù)的大小順序?yàn)镻（100.95）＞N（96.21）＞K（46.14），這說(shuō)明磷肥對(duì)水稻產(chǎn)量的增長(zhǎng)作用居于第1位，氮肥次之。

2.4多因素交互效應(yīng)

假設(shè)（1）式中氮、磷、鉀的1種元素施肥水平為0，可以得到3個(gè)二元二次方程，分別為：

Y=270.69+96.21N+100.95P+17.99NP-31.71N2-16.1P2 （5）

Y=270.69+96.21N+46.14K+38.98NK-31.713N2-21.61K2（6）

Y=270.69+100.95P+46.14K-34.93PK-16.1P2-21.61K2 （7）

從（5）、（6）、（7）式中可見(jiàn)NP、NK組合的系數(shù)都為正數(shù)（分別為17.99、38.98），說(shuō)明它們之間具有相互促進(jìn)作用；而PK組合的系數(shù)則為負(fù)數(shù)，它們之間存在著相互抑制作用，這可能與當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件有關(guān)，具體原因還需要進(jìn)一步探討。

2.5肥料配方

根據(jù)回歸模型得出水稻最大產(chǎn)量的配方方案（3.0， 3.0，1.5）（見(jiàn)表5），即施氮、磷、鉀分別為15.0kg/667m²、9.0kg/667m²、4.5kg/667m²即可達(dá)到水稻最大產(chǎn)量629.57 kg/667m²。

根據(jù)開縣的肥料價(jià)格氮、磷、鉀分別為4.5元/kg、7.0元/kg、7.5元/kg，稻谷價(jià)格為1.6元/kg；根據(jù)肥料和稻谷的價(jià)格得出最佳經(jīng)濟(jì)效益方案（2.0，3.0，0），即施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、0kg/667m²，這樣可以使產(chǎn)量達(dá)到600.12kg/667m²。但由于每年作物都要從土壤里帶走一定量的氮、磷、鉀元素，由植株樣分析結(jié)果（見(jiàn)表6）可知，植物每年從土壤里帶走氮、磷、鉀分別為3.93kg/667m²、2.41 kg/667m²、8.01kg/667m²。雖然最佳經(jīng)濟(jì)效益方案從經(jīng)濟(jì)上最劃算的，但它不能滿足植株每年從土壤里帶走的肥料，這樣長(zhǎng)此以往會(huì)使土壤的肥力越來(lái)越低，不能使農(nóng)田可持續(xù)生產(chǎn)。因此，又從低于最高產(chǎn)量50kg/667m²之內(nèi)的配方方案中選用了一種配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、鉀分別為12.5kg/667m²、4.5kg/667m²、7.5kg/667m²，這樣既可以使水稻產(chǎn)量達(dá)到相對(duì)地高產(chǎn)（586.13kg/667m²），也可以滿足植株每年從田地里帶走的養(yǎng)分。

3結(jié)論

氮磷鉀三要素對(duì)株高影響很大，施肥區(qū)的平均株高增加6.9%，對(duì)有效穗的影響也比較明顯，平均增加45.3%，每穗總粒數(shù)增加15.12%，每穗實(shí)粒數(shù)比空白區(qū)增加15.78%，千粒重減少0.9g。對(duì)穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率影響不大。

通過(guò)單因素分析得出氮、磷、鉀單一肥料施肥水平分別為1.501、3.135、1.068即可使水稻產(chǎn)量達(dá)到最大值。磷肥對(duì)水稻產(chǎn)量的增長(zhǎng)作用居于第1位，其次為氮肥。多因素交互效應(yīng)方面，NP、NK組合的對(duì)水稻產(chǎn)量具有相互促進(jìn)作用；而PK組合則存在著相互抑制作用。

根據(jù)回歸模型得出水稻最大產(chǎn)量的配方方案（3.0， 3.0，1.5），即施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m²、9.0kg/667m²、4.5kg/667m²即可達(dá)到水稻最大產(chǎn)量629.57kg/667m²。當(dāng)考慮肥料與谷子的價(jià)格因素后，得出最佳經(jīng)濟(jì)效益方案（2.0， 3.0，0），即施氮、磷、鉀分別為10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、0kg/667m2，這樣可以使產(chǎn)量達(dá)到600.12kg/667m2。再考慮植株每年從田地里帶走的養(yǎng)分最后確定一組適用配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、鉀分別為12.5kg/667m2、4.5 kg/667m2、7.5kg/667m2可以使產(chǎn)量達(dá)到586.13kg/667m2，同時(shí)也保證農(nóng)田的可持續(xù)生產(chǎn)。

4參考文獻(xiàn)

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