保亭縣水稻氮磷鉀配方施肥研究

潘孝忠，謝良商，符傳良，曾建華

（海南省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研發(fā)中心/海南省農(nóng)作物遺傳育種重點實驗室，海南海口 571100）

為貫徹落實中央一號文件，2005年開始，農(nóng)業(yè)部積極組織實施了測土配方施肥行動。測土配方施肥既是保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)資源高效利用的有效途徑，也是促進廣大農(nóng)民優(yōu)化化肥投入，減少化肥浪費，降低化肥需求，在一定程度上抑制化肥價格過快增長，節(jié)本增效和增產(chǎn)增收的重要手段，對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重要意義[1]。近幾年，全國各地實施測土配方施肥試驗[2-5]，提出了當?shù)赝寥啦煌柿λ较滤镜牡?、磷、鉀肥推薦施用量。筆者通過在海南省保亭縣實施“3414”水稻田間肥料效應試驗，了解海南省保亭縣土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分的限制程度，探明氮、磷、鉀肥的施用對稻谷增產(chǎn)的貢獻率及其交互作用，模擬稻谷產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間的數(shù)學方程，為海南省保亭縣測土配方施肥技術(shù)的推廣應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗設(shè)在海南省保亭縣三道鄉(xiāng)，土壤為河流沖積形成的水稻土，基本理化性狀為：pH 5.27，有機質(zhì)10.90 g/kg，堿解氮 51.30 mg/kg，速效磷（P2O5）5.40 mg/kg，速效鉀（K2O）39.70 mg/kg。

供試水稻品種為神農(nóng)326。供試肥料為尿素（中海石油化學股份有限公司生產(chǎn)，含N 46%）、過磷酸鈣（廣東湛江生產(chǎn)，含P2O516%）、氯化鉀（加拿大產(chǎn)，含 K2O 60%）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計。試驗采用“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計，試驗因素及水平編碼見表1，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2（5 m×4 m）。試驗于2010年2月2日插秧，移植規(guī)格為20 cm×20 cm，每叢插1～2苗，各小區(qū)移植苗數(shù)均等，同時要注意適時補苗，5月15日收獲。磷肥做基肥一次施用；氮肥按基肥30%、植后7 d 40%、植后40 d 30%比例施用；鉀肥按基肥20%、植后7 d 30%、植后40 d 50%比例施用。收獲前各處理定5點，每點隨機定2株共10株取樣考種，調(diào)查測定有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重等經(jīng)濟性狀，小區(qū)產(chǎn)量采用單收單打測產(chǎn)。

1.2.2 推薦施肥量的確定方法。通過設(shè)定水稻產(chǎn)量為目標y，肥料用量為變量x，進行三元二次和一元二次肥料效應模型的擬合，計算最高產(chǎn)量時的氮、磷、鉀肥施用量，再根據(jù)稻谷實際價格及肥料價格，計算最佳經(jīng)濟效益時的施肥量。綜合考慮F值檢驗、R2值檢驗及其施肥量的合理性，最終確定水稻的推薦施肥量[6]。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析。試驗數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003、SPSS 9.0進行統(tǒng)計分析，對水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)采用方差分析和多重比較（DUNCAN）的方法進行檢驗。

表1 試驗各處理組合設(shè)計方案 kg/hm2

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，不同施肥處理對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不同。等量磷、鉀肥基礎(chǔ)上，施用氮肥較不施氮肥明顯增加了有效穗和和穗粒數(shù)，其中以處理⑥最高，有效穗和穗粒數(shù)分別達182.55萬/hm2和234.07粒，繼續(xù)增施氮肥，反而降低了有效穗和穗粒數(shù)；結(jié)實率隨著氮肥用量的增加而降低，氮肥對千粒重的影響沒有明顯的規(guī)律。等量氮、鉀肥基礎(chǔ)上，隨著磷肥施用量的增加，水稻有效穗和穗粒數(shù)都呈先增加后下降的趨勢，結(jié)實率隨著磷肥施用量的增加而降低。等量氮、磷肥基礎(chǔ)上，水稻有效穗和穗粒數(shù)隨著鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢，鉀肥對結(jié)實率的影響不明顯。不同施肥處理對水稻千粒重影響小，處理⑧千粒重最高，達23.70 g，比處理⑨高3.50%。

以上分析可知，水稻有效穗和穗粒數(shù)隨著氮、磷、鉀肥料施用量的增加而增加，繼續(xù)增加施用量則逐漸降低，結(jié)實率隨著肥料施用量的增加而趨于減少，不同施肥處理對千粒重影響小，說明在水稻營養(yǎng)生長期和生殖生長期有足夠的養(yǎng)分有利于分蘗成穗和提高穗粒數(shù)，但養(yǎng)分過高，植株生長較茂盛，分蘗過多，會降低有效穗和結(jié)實率。因此，通過配方施肥增加有效穗、穗粒數(shù)和結(jié)實率是取得水稻高產(chǎn)的有效途徑[7]。

表2 不同施肥處理對水稻構(gòu)成因素和產(chǎn)量的影響

2.2 不同施肥處理對水稻產(chǎn)量的影響

各處理經(jīng)LSD法多重比較[7]，不同氮、磷、鉀肥施用水平對水稻產(chǎn)量的影響達到極顯著水平（P=0.007 6）（表2）。其中以不施肥處理的產(chǎn)量最低，處理⑥的產(chǎn)量最高，達8 289.90 kg/hm2，較不施肥處理①增產(chǎn)77.90%。處理③、⑥和11○產(chǎn)量比處理②分別增產(chǎn)40.98%、72.64%和52.60%，說明在P2、K2水平下，水稻的產(chǎn)量隨著氮肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢，缺氮素相對產(chǎn)量為57.93%，增產(chǎn)顯著。處理⑤、⑥和⑦產(chǎn)量比處理④分別增產(chǎn)14.83%、19.47%和 10.72%，說明在 N2、K2水平下，水稻的產(chǎn)量隨著磷肥施用量的增加先增加再遞減，缺磷素相對產(chǎn)量為83.70%，增產(chǎn)可以。處理⑨、⑥和⑩產(chǎn)量比處理⑧分別增產(chǎn)14.21%、22.45%和13.48%，說明在N2、P2水平下，水稻的產(chǎn)量隨著鉀肥施用量的增加先增加后遞減，缺鉀素相對產(chǎn)量為81.67%，增產(chǎn)一般。

以上分析可知，隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，水稻產(chǎn)量均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，氮素對水稻產(chǎn)量影響最大，不施氮肥嚴重減產(chǎn)，一旦有氮肥投入產(chǎn)量則顯著提高，磷素對產(chǎn)量影響次之，鉀素對產(chǎn)量影響較小。

2.3 水稻氮磷鉀肥施用量優(yōu)化

2.3.1 三元二次肥料效應模型。據(jù)表2，該試驗擬合得到三元二次肥料效應方程為：y=306.617+17.230 x1+17.054x2+10.484x3+2.239x1x2+0.750x1x3-1.412 x2x3-1.308x12-3.359x22-0.591x32(x1、x2、x3分別代表氮、磷、鉀肥用量)。對方程進行顯著性檢驗，P=0.007 6，R2=0.958 5[9]。

經(jīng)方程優(yōu)化，得出在最高產(chǎn)量為7 977.75 kg/hm2時，氮、磷、鉀肥施用量分別為 211.20、69.90、183.60 kg/hm2，此時氮、磷、鉀養(yǎng)分配比為 1∶0.33∶0.87。在氮、磷、鉀肥料及稻谷價格分別為 6.09、5.63、5.33、2.40元/kg的情況下，氮、磷、鉀肥料施用量分別為169.95、78.75、75.45 kg/hm2時可獲最佳經(jīng)濟產(chǎn)量為7 500.45 kg/hm2[9 ]，此時氮、磷、鉀肥料配比為1︰0.46︰0.44。

2.3.2 一元二次肥料效應模型。采用降維法，將建立的回歸方程中3個因素中的2個固定在2水平上，得到各因素的一元二次回歸子模型（表3）。求3個單因素回歸方程的極值點，得各方程獲最高產(chǎn)量時氮、磷、鉀肥施用量分別為 183.00、54.30、144.00 kg/hm2，此時氮、磷、鉀肥料配比為 1︰0.30︰0.79。

綜合上述分析，結(jié)合海南保亭水稻生產(chǎn)的實際，建議水稻生產(chǎn)中氮、磷、鉀肥料施用量分別為150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此時氮、磷、鉀養(yǎng)分配比以 1∶（0.40～0.50）∶（0.70～0.90）較合適。

表3 一元二次肥料效應模型

3 小結(jié)與討論

（1）試驗結(jié)果初步表明，水稻的有效穗和穗粒數(shù)隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢，結(jié)實率隨著氮、磷肥施用量的增加而趨于減少，不同施肥處理對千粒重影響小。因此，通過配方施肥增加有效穗、穗粒數(shù)和結(jié)實率是取得水稻高產(chǎn)的有效途徑。

（2）氮磷鉀三要素中，氮素對水稻產(chǎn)量影響最大，磷素對產(chǎn)量影響次之，鉀素對產(chǎn)量影響較小。多元回歸方程分析表明，氮、磷、鉀肥料施用量分別為211.20、69.90、183.60 kg/hm2時水稻產(chǎn)量最高。結(jié)合海南保亭水稻生產(chǎn)的實際，建議水稻生產(chǎn)中施用氮、磷、鉀養(yǎng)分分別為 150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此時氮、磷、鉀養(yǎng)分配比以 1∶0.40 ～0.50∶0.70～0.90較合適。

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缺素區(qū)相對產(chǎn)量（%）=（無肥區(qū)或缺素區(qū)作物產(chǎn)量）/全肥區(qū)作物產(chǎn)量×100%。

一般相對產(chǎn)量＜50%時土壤有效養(yǎng)分為極低，50%～75%為低，75%～95%為中，95%～100%為高，＞100%為極高。