水稻測土配方施肥“3414”試驗

黃永斌 孫蘭英 黃 英 李忠芹

(江蘇方強農(nóng)場集團有限公司，江蘇 大豐 224165)

當(dāng)前，在農(nóng)作物施肥管理上，仍存在很大的盲目性，主要表現(xiàn)在“重視氮磷肥，忽視鉀肥和微肥”，偏施、濫施現(xiàn)象比較普遍，氮磷鉀肥比例不合理，導(dǎo)致土壤板結(jié)、通透性差，嚴重影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。測土配方施肥是改變傳統(tǒng)施肥習(xí)慣，提高肥料利用率，實現(xiàn)科學(xué)測、配、施和節(jié)本增收的一項重大創(chuàng)新技術(shù)。為加快測土配方施肥技術(shù)在水稻生產(chǎn)上的推廣與應(yīng)用，通過本試驗找出了水稻產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間的回歸關(guān)系，明確水稻取得高產(chǎn)的最佳施肥量，旨在為指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)科學(xué)合理用肥、提高水稻種植的經(jīng)濟效益和減少化肥對環(huán)境的污染提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

按第二次土壤普查命名鹽土類-潮鹽土亞類-壤性潮鹽土屬，土壤質(zhì)地為壤土，土壤結(jié)構(gòu)為粒狀，耕層厚度為25cm。

1.2 供試品種

鎮(zhèn)稻99。

1.3 供試肥料

氮以尿素為氮源，含純N為46%；磷以普通過磷酸鈣合格品為磷源，含 P2O5為12%； 鉀以硫酸鉀為鉀源，含K2O為50%。

1.4 試驗設(shè)計

試驗采用“3414”完全實施方案設(shè)計，即設(shè)氮、磷、鉀3個因素4個水平，即：0水平指不施肥，2水平指當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿浚?水平(指施肥不足)=2水平×0.5；3水平(指施肥過量)=2水平×1.5。共14個處理，設(shè)3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，具體見表1。

表1 “3414”試驗方案處理

1.5 試驗方法

1)田間小區(qū)布局：小區(qū)長6m，寬4.8m，小區(qū)面積28.8m2，小區(qū)間隔0.5m，區(qū)組間間隔0.8m，四周留有保護行和走道(走道寬0.8m)，小區(qū)間筑小埂分隔并用塑料薄膜包履，各小區(qū)單排單灌、避免串排串灌， 5月18日播種，6月11日用洋馬VP-8型栽秧機栽插，葉齡3葉1心，行距30cm、株距12cm、每小區(qū)栽種16行、每行50穴、每小區(qū)栽800穴。

6月8日機械旋耕平整，6月11日移栽，6月22日化學(xué)除草一次，7月5日田間輕度發(fā)生灰飛虱、稻薊馬；8月20、26日、9月4、10日防病治蟲各一次，其他管理同大田生產(chǎn)。

2) 試驗地施肥情況：磷肥作為基肥一次性施入；鉀肥70%基施、30%作為促花肥在葉齡余數(shù)3.5時追施；氮肥的42%作為基肥與磷鉀肥混合后施入，28%作為分蘗肥在移栽后10d追施，促花肥、?；ǚ矢?5%，分別在葉齡余數(shù)3.5、1.2時追施。

1.6 調(diào)查內(nèi)容

水稻主要生育階段定點觀測群體莖蘗消長，成熟期去除邊際效應(yīng)，割方、脫粒、風(fēng)干、風(fēng)選后計產(chǎn)，計產(chǎn)面積為300穴。成熟后收獲前每區(qū)按每穴調(diào)查平均成穗，隨機取有代表性的5穴，調(diào)查株高、有效穗數(shù)、每穗穎花和千粒重。

1.7 統(tǒng)計分析

利用EXCEL對試驗數(shù)據(jù)進行計算處理。對水稻產(chǎn)量結(jié)果進行方差分析，當(dāng)處理間差異顯著時，用新復(fù)極差法(SSR)進行檢驗。對氮、磷、鉀肥不同施肥水平的產(chǎn)量數(shù)據(jù)分別進行單因素方差分析，用最小顯著差數(shù)法(LSD)進行檢驗。通過一元二次肥料效應(yīng)模型 ，計算最高產(chǎn)量時的氮、磷、鉀肥料用量；再根據(jù)稻谷價格及肥料價格，計算最佳經(jīng)濟效益時的施肥量。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀肥施用量對水稻經(jīng)濟性狀的影響

1)株高。從表2可以看出，株高以N3P2K2最高 ，較其它各處理株高增加極顯著，N2P1K2、 N2P1K1、 N2P0K2、 N2P2K0株高較(除N3P2K2處理外)其它各處理增加顯著，N0P0K0株高最矮。K2P2水平下，不同氮肥水平處理的株高差異極顯著，且株高隨施氮量的增加呈增加趨勢，其中N3水平下最高，N3、N2水平間差異不顯著。N2K2水平下，不同磷肥水平處理的株高差異極顯著， P1水平下最高，與P0水平差異不顯著。N2P2水平下，施用鉀肥能夠極顯著降低株高，增強植株抗倒性。

2)有效穗。從表2可以看出，有效穗以N2P1K2最高 ，較(除N3P2K2處理外)其它各處理增加達極顯著，N2P0K2、 N2P2K2、 N2P1K1、 N2P2K3有效穗較高，N0P0K0有效穗最低。K2P2水平下，不同氮肥水平處理的有效穗差異極顯著，且有效穗隨施氮量的增加呈增加趨勢，其中N3水平下最高，較N1、N2水平增加極顯著，而N1、N2水平間差異不顯著，施氮處理有效穗極顯著高于無氮處理。N2K2水平下，不同磷肥水平處理的有效穗差異極顯著，有效穗隨施磷量的增加呈先增加后減少趨勢 ，P1水平下最高，P2、P3水平有效穗最低，二者差異不顯著，較P1、P0減少極顯著。N2P2水平下，施用鉀肥能夠顯著增加有效穗，以K1水平下最高。

3) 穎花。從表2可以看出，穎花以N1P1K2最高 ，較其它各處理穎花增加極顯著，N1P2K1、 N2P3K2、 N2P2K1次之，穎花以N0P0K0、 N2P1K2、 N2P0K2較低。K2P2水平下，不同氮肥水平處理的穎花差異不顯著，且穎花隨施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，其中N2水平下最高。N2K2水平下，不同磷肥水平處理的穎花差異極顯著，且穎花隨施磷量的增加呈增加趨勢，說明施用磷肥能夠極顯著提高每穗穎花。N2P2水平下，施用鉀肥能夠顯著提高每穗穎花，以K1水平下最高。

表2 不同施肥處理對水稻經(jīng)濟性狀的影響

同列小寫、大寫字母不同，分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。

4) 結(jié)實率。從表2可以看出，結(jié)實率以N1P2K1最高，較其余處理結(jié)實率增加極顯著，N2P1K2、 N2P0K2次之，較(除N1P2K1處理外)其它各處理增加極顯著，結(jié)實率以N2P1K2較低。K2P2水平下，不同氮肥水平處理的結(jié)實率差異極顯著，且穎花隨施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，其中N2、 N1水平下較高，N0水平下最低，說明施用氮肥能夠極顯著提高結(jié)實率。N2K2水平下，不同磷肥水平處理的結(jié)實率差異極顯著，P1、P0、P2均較P3結(jié)實率增加極顯著，說明過多施用磷肥反而引起結(jié)實率下降。N2P2水平下，施用鉀肥能夠提高結(jié)實率，以K2水平下最高，K1、K3次之。

5) 千粒重。從表2可以看出，千粒重以N1P2K2、N1P2K2較高，較其余處理增加極顯著，以N3P2K2、 N2P2K2、 N2P3K2、N2P2K3較低。K2P2水平下，不同氮肥水平處理的千粒重差異極顯著，且千粒重隨施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，其中N1水平下最高，較余三處理增加極顯著，說明過量施用氮肥反而引起千粒重下降。N2K2水平下，不同磷肥水平處理的千粒重差異不顯著，且千粒重隨施磷量的增加呈降低趨勢。N2P2水平下，不同鉀肥水平處理的千粒重差異極顯著，且千粒重隨施鉀量的增加呈先增加后降低趨勢，其中K1水平下最高，較余三處理增加極顯著，說明過量施用鉀肥反而引起千粒重下降。

2.2 氮、磷、鉀肥施用量對水稻產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，在K2P2水平下，不同氮肥水平處理的產(chǎn)量差異極顯著，且產(chǎn)量隨施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，其中N1水平下產(chǎn)量最高，與N2水平差異不顯著，較N3水平增加極顯著。N2K2水平下，不同磷肥水平處理的產(chǎn)量差異極顯著，其中P1產(chǎn)量最高，與P2水平差異不顯著；P3水平下產(chǎn)量最低，與P0水平差異不顯著。N2P2水平下，施用鉀肥能夠極顯著增加產(chǎn)量，且水稻產(chǎn)量隨施鉀量的增加而增加，但施用鉀肥處理的3個水平產(chǎn)量差異不顯著，均較K0水平增加顯著。

所有處理的產(chǎn)量均極顯著高于對照N0P0K0，N2P1K2處理產(chǎn)量最高，但與N1P2K2、N2P2K3、N2P2K2和N1P1K2處理差異不顯著，說明水稻的最佳施肥組合應(yīng)參考N、P、K等綜合因素。

2.3 氮、磷、鉀肥的產(chǎn)量效應(yīng)與經(jīng)濟效應(yīng)

從表4可以看出，施用氮、磷、鉀肥后產(chǎn)量均有所增加。其中，氮肥平均增產(chǎn)率最大，鉀肥次之，磷肥最小，說明氮肥對水稻生產(chǎn)影響最大，鉀肥次之，磷肥影響最小。3種肥料的產(chǎn)投比和偏生產(chǎn)力均隨施肥量的增加而呈降低趨勢。等量磷、鉀水平下， 低氮水平(10kg/667m2)的產(chǎn)量和純增收入最高，增產(chǎn)量達179.26kg/667m2，純增收入422.15元/667m2，偏生產(chǎn)力(PFP)、農(nóng)學(xué)利用率(AE)均最高，分別為13.79kg/kg、5.53kg/kg；等量氮、鉀水平下，低磷水平 (4kg/667m2) 的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益最好，增產(chǎn)量18.51 kg/667m2，純增收入20.13元/667m2；等量氮、磷水平下，高鉀水平 (30kg/667m2)的產(chǎn)量最高，但三種鉀素水平經(jīng)濟效益均較差。

表3 不同施肥處理對水稻產(chǎn)量的影響

同列小寫、大寫字母不同，分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。

表4 不同施肥處理對水稻產(chǎn)量效應(yīng)與經(jīng)濟效應(yīng)的影響

計算價格：N為4.39元/kg， P2O5為7.00元/ kg， K2O為7.40元/kg，稻谷2.60元/kg；偏生產(chǎn)力(PFP) =施肥區(qū)產(chǎn)量/施肥量；AE (農(nóng)學(xué)利用率) = (施肥區(qū)產(chǎn)量一對照區(qū)產(chǎn)量)/施肥量。

2.4 氮磷鉀肥的互作效應(yīng)

2.4.1不同磷鉀肥用量對氮肥效果的影響

從圖1可以看出，磷肥施用量一定(8kg/667m2)時，隨鉀肥施用量的增加，低氮和中氮處理的產(chǎn)量均有所增加，分別增產(chǎn)27.20kg/667m2和6.30kg/667m2，分別增產(chǎn)5.45%和1.23%，說明磷肥施用量一定(8kg/667m2)時，隨鉀肥施用量的增加，有利于氮肥效果的發(fā)揮。

圖1 不同磷鉀肥用量對氮肥效果的影響

鉀肥用量一定(20kg/667m2)時，隨磷肥施用量的增加，低氮處理的產(chǎn)量有所增加，增產(chǎn)1.35%；中氮處理的產(chǎn)量有所降低，減產(chǎn)1.47%，說明鉀肥用量一定(20kg/667m2)時，低氮水平下，隨磷肥施用量的增加，有利于氮肥效果的發(fā)揮；中氮水平下，隨磷肥施用量的增加，抑制氮肥效果的發(fā)揮。在低磷中鉀水平時，低氮和高氮處理的產(chǎn)量均高于其它處理，說明在低磷中鉀施肥水平下最有利于氮肥效果的發(fā)揮。

2.4.2不同氮鉀肥用量對磷肥效果的影響

從圖2可以看出，鉀肥用量(20kg/667m2)一定時，隨氮肥施用量的增加，低磷處理的產(chǎn)量有所增加，增產(chǎn)量為23.42kg/667m2，增產(chǎn)4.65%；中磷處理的產(chǎn)量有所降低，減產(chǎn)0.09%，說明鉀肥用量一定(20kg/667m2)時，低磷水平下，隨氮肥施用量的增加，有利于磷肥效果的發(fā)揮；中磷水平下，隨氮肥施用量的增加，抑制磷肥效果的發(fā)揮。

氮肥用量(20kg/667m2)一定時，隨鉀肥用量的增加，產(chǎn)量分別增加19.45kg/667m2和5.67kg/667m2，分別增產(chǎn)3.83%和1.10%?？梢姡视昧?20kg/667m2)一定時，隨鉀肥施用量的增加，有利于磷肥效果的發(fā)揮，中氮中鉀水平時的產(chǎn)量均高于其他處理，說明中氮中鉀水平有利于磷肥效果的發(fā)揮。

圖2 不同氮鉀肥用量對磷肥效果的影響

2.4.3不同氮磷肥用量對鉀肥效果的影響

從圖3可以看出，磷肥用量一定(8kg/667m2)時，低鉀水平的中氮處理較低氮處理產(chǎn)量增加27.20kg/667m2，增產(chǎn)5.45%，中鉀水平的中氮處理較低氮處理產(chǎn)量減少4.91kg/667m2，減幅0.09%。說明磷肥用量一定(8kg/667m2)時，低鉀水平下，隨氮肥施用量的增加，有利于鉀肥效果的發(fā)揮；中鉀水平下，隨氮肥施用量的增加，抑制鉀肥效果的發(fā)揮。

氮肥用量一定(20kg/667m2)時，隨磷肥施用量的增加，低鉀水平的中磷處理較低磷處理產(chǎn)量增加6.04kg/667m2，增產(chǎn)1.19%，中鉀水平的中磷處理較低磷處理產(chǎn)量減少7.74kg/667m2，減幅1.47%。說明氮肥用量一定(20kg/667m2)時，低鉀水平下，隨磷肥施用量的增加，有利于鉀肥效果的發(fā)揮；中鉀水平下，隨磷肥施用量的增加，抑制鉀肥效果的發(fā)揮。

圖3 不同氮磷肥用量對鉀肥效果的影響

2.5 肥料效應(yīng)模型與推薦施肥量

擬合模型屬于典型的三元二次肥料效應(yīng)模型，其肥料效應(yīng)方程為：y=314.68+11.58x1+14.53x2+7.0x3-0.454x12-1.104 x22-0.125 x32+0.497x1x2+0.127x1x3-0.587x2x3, (y，x1，x2，x3分別表示產(chǎn)量，N，P2O5，K2O)，由該肥料效應(yīng)模型可以得出，最高產(chǎn)量的N、P2O5、K2O 施肥量分別為18.42kg/667m2、2.08kg/667m2和32.58kg/667m2， 最高產(chǎn)量為544.16kg/667m2；N、P2O5、K2O最佳經(jīng)濟施肥量分別為15.71kg/667m2、6.28kg/667m2和9.86kg/667m2，此時產(chǎn)量為521.59kg/667m2，雖然較最高產(chǎn)量減少了4.15%，但經(jīng)濟效益卻增加了5.87%。因此認為，最佳施肥量N為15.71kg/667m2、P2O5為6.28kg/667m2和K2O為 9.86kg/667m2，N:P2O5:K2O=1:0.40:0.63。

3 結(jié)論與討論

1) 隨施氮量的增加株高增高，有效穗隨施氮量的增加呈增加趨勢，穎花隨施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，施用氮肥能夠極顯著提高結(jié)實率，千粒重隨施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，過量施用氮肥反而引起千粒重下降；低P水平株高最高，有效穗隨施磷量的增加呈先增加后減少趨勢 ，施用磷肥能夠極顯著提高每穗穎花，過量施用磷肥反而引起結(jié)實率下降，千粒重隨施磷量的增加呈降低趨勢；施用鉀肥能夠極顯著降低株高，增強植株抗倒性，顯著增加有效穗(K1水平下最高)，顯著提高每穗穎花(K1水平下最高)，提高結(jié)實率，(K2水平下最高)，千粒重隨施鉀量的增加呈先增加后降低趨勢(K1水平下最高)，過量施用鉀肥反而引起千粒重下降。

N2P1K2、N1P2K2、N2P2K3、N2P2K2和N1P1K2水平的綜合經(jīng)濟性狀優(yōu)于其它水平，產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)，產(chǎn)量水平高。3種肥料中，氮肥的增產(chǎn)效果最大，鉀肥次之，磷肥最小。低氮低磷水平下的水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益均最高，高鉀水平的產(chǎn)量最高但經(jīng)濟效益差。

2) 對3種肥料的互作效應(yīng)進行分析發(fā)現(xiàn)：磷肥施用量一定(8kg/667m2)時，隨鉀肥施用量的增加，有利于氮肥效果的發(fā)揮；鉀肥用量一定(20kg/667m2)時，低氮水平下，隨磷肥施用量的增加，有利于氮肥效果的發(fā)揮，中氮水平下，隨磷肥施用量的增加，抑制氮肥效果的發(fā)揮；鉀肥用量一定(20kg/667m2)時，低磷水平下，隨氮肥施用量的增加，有利于磷肥效果的發(fā)揮；中磷水平下，隨氮肥施用量的增加，抑制磷肥效果的發(fā)揮；氮肥用量(20kg/667m2)一定時，隨鉀肥施用量的增加，有利于磷肥效果的發(fā)揮；磷肥用量一定(8kg/667m2)時，低鉀水平下，隨氮肥施用量的增加，有利于鉀肥效果的發(fā)揮；中鉀水平下，隨氮肥施用量的增加，抑制鉀肥效果的發(fā)揮；氮肥用量一定(20kg/667m2)時，低鉀水平下，隨磷肥施用量的增加，有利于鉀肥效果的發(fā)揮；中鉀水平下，隨磷肥施用量的增加，抑制鉀肥效果的發(fā)揮。

3)通過對水稻肥料效應(yīng)“3414”試驗進行函數(shù)分析后，發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間具有顯著的回歸關(guān)系。得到該地塊種植水稻最佳施肥量N為15.71kg/667m2、P2O5為6.28kg/667m2、K2O為9.86kg/667m2，三要素比例N∶P2O5∶K2O=1∶0.40∶0.63，化肥投入185.89元/667m2，產(chǎn)量521.59kg/667m2，產(chǎn)值1170.24元/667m2，投入產(chǎn)出比為1∶6.29；最大施肥量產(chǎn)量N為18.42kg/667m2、P2O5為2.08kg/667m2和K2O為 32.58kg/667m2，N∶P2O5:K2O=1∶0.11∶1.77，化肥投入309.51元/667m2，產(chǎn)量544.16kg/667m2，產(chǎn)值1105.31元/544.16kg/667m2，投入產(chǎn)出比為1∶3.58。