減氮控磷穩(wěn)鉀施肥對(duì)水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分積累的影響

杜加銀，茹美，倪吾鐘

(浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江省亞熱帶土壤與植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310058)

隨著全球人口的增長(zhǎng)，糧食需求不斷擴(kuò)大。業(yè)已證明，施肥在糧食生產(chǎn)中具有不可替代的作用，據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)的統(tǒng)計(jì)，世界糧食產(chǎn)量的增加約有50%歸功于化學(xué)肥料的施用，其中又以化學(xué)氮肥的貢獻(xiàn)最為顯著［1］。水稻是我國(guó)最主要的糧食作物，稻谷產(chǎn)量占全國(guó)谷物總產(chǎn)的40%以上［2］，水稻增產(chǎn)對(duì)滿足我國(guó)糧食需求有重要意義。劉振興等［3］研究表明，肥料對(duì)水稻增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為35.4%。據(jù)調(diào)查，我國(guó)水稻的施肥量變化很大，其中氮肥(N)為46～276 kg/hm2、磷肥(P2O5)為25～235 kg/hm2、鉀肥(K2O)為19 ～155 kg/hm2，但農(nóng)民習(xí)慣施肥的氮、磷用量偏高，施鉀量較低［4］。易瓊等［5］研究表明，在施用 P2O575 kg/hm2和 K2O 120 kg/hm2條件下，最佳施氮量為N 168 kg/hm2，相應(yīng)的水稻產(chǎn)量為8348 kg/hm2;楊梢娜等［6］研究得出，在施P2O575.6 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2條件下，杭嘉湖平原地區(qū)水稻最佳施氮量為N 217.3～240.1 kg/hm2，相應(yīng)的生態(tài)適宜產(chǎn)量為9119.8～9801.9 kg/hm2。Qiao等［7］在太湖地區(qū)施用等量 P2O5、K2O(81 kg/hm2)條件下獲得水稻最大產(chǎn)量的施氮量為N 232～257 kg/hm2。2010年，我國(guó)化肥用量占世界總量的33%，為世界第一大肥料消費(fèi)國(guó)［8－9］，但我國(guó)的氮肥利用率只有 10.8% ～40.5%，平均為27.5%;磷肥利用率為 7.3% ～20.1%，平均11.6%;鉀肥利用率為 21.2% ～35.9%，平均31.3% ，低于世界平均水平［4，10］。目前，我國(guó)廣泛研究和應(yīng)用的測(cè)土配方施肥技術(shù)采用“3414”方案，(即，氮、磷、鉀3個(gè)因素，4個(gè)水平，14個(gè)處理)，各因素只有4個(gè)水平，在擬合肥料效應(yīng)曲線二次函數(shù)方程和估算適宜施肥量時(shí)容易造成較大的偏差。另一方面，我國(guó)鉀肥資源十分有限，且大部分依賴進(jìn)口，施肥成本也較高，過量施用鉀肥的可能性不大。而過量施用氮、磷肥不僅造成資源的浪費(fèi)，而且會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。根據(jù)中國(guó)國(guó)家環(huán)保局在太湖、巢湖、滇池、三峽庫區(qū)等流域的調(diào)查，生活污水和農(nóng)田的氮、磷流失是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因［11－12］;農(nóng)田氮、磷養(yǎng)分的滲漏還可能對(duì)地下水造成潛在的威脅［13］。本文以測(cè)土配方施肥技術(shù)“3414”方案的思路和穩(wěn)定鉀肥用量為基礎(chǔ)，提出“2614”的初步設(shè)計(jì)方案，即:氮、磷2個(gè)因素，6個(gè)水平，14個(gè)處理，通過田間試驗(yàn)，研究不同施肥管理對(duì)水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分積累量及肥料利用率的影響，探討減量施用氮、磷肥料的可行性，為水稻生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)一步提高養(yǎng)分利用率提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)在太湖流域南部的浙江省余杭區(qū)進(jìn)行，供試土壤為青紫泥田，其基本理化性質(zhì)為:有機(jī)碳含量 22.2 g/kg、全氮 1.37 g/kg、全磷 0.71 g/kg、全鉀4.47 g/kg、堿解氮94.0 mg/kg、有效磷23.1 mg/kg、速效鉀115.3 mg/kg、緩效鉀204.0 mg/kg。供試水稻品種為秀水134，采用直播的種植方式。試驗(yàn)設(shè)置14個(gè)處理，具體處理及肥料用量見表1，其中，在等磷、鉀用量基礎(chǔ)上氮設(shè)0、112.5、168.75、225、281.25、337.5 kg/hm26 個(gè)水 平(T4～T9);在等氮、鉀基礎(chǔ)上磷設(shè)0、60、90、120、150、180 kg/hm26個(gè)水平(T7、T10～T14);當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量為N 300 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2，相關(guān)試驗(yàn)研究的報(bào)道中鉀肥的基礎(chǔ)施用量在 60 ～120 kg/hm2之間［5－7，14］，因此，本試驗(yàn)中鉀肥基礎(chǔ)用量設(shè)為90 kg/hm2，每個(gè)處理重復(fù)2次，小區(qū)面積為16.6 m2，隨機(jī)排列。小區(qū)的田埂用塑料薄膜圍住，以防養(yǎng)分串流。氮、磷、鉀肥料分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀。尿素在苗期(2010年7月3日)、分蘗期(7月23日)、幼穗分化期(8月17日)分三次施用，比例為0.4∶0.3∶0.3，過磷酸鈣作基肥一次施用，鉀肥在分蘗期和幼穗分化期分兩次施用，平均分配。

表1 試驗(yàn)處理及肥料用量(kg/hm2)Table 1 Experimental treatments and nutrient dosages

1.2 樣品采集與分析方法

試驗(yàn)前采集土壤樣品，分蘗期每個(gè)小區(qū)內(nèi)采集3～5株地上部樣品，收獲期每個(gè)小區(qū)分別采集水稻籽粒、秸稈樣品，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)計(jì)產(chǎn)，測(cè)定含水量并計(jì)算烘干重。土壤樣品經(jīng)過風(fēng)干、磨碎后分別過1 mm和0.25 mm尼龍網(wǎng)。飽粒樣品分為糙米和稻殼兩部分。分蘗期植株、成熟期秸稈、糙米、稻殼和癟粒在60℃條件下烘至恒重并用不銹鋼磨樣機(jī)磨碎。土壤和植株樣品貯存于密閉的聚乙烯瓶中。

土壤基本理化性質(zhì)采用常規(guī)方法測(cè)定;植物樣品采用H2SO4－H2O2消煮，待測(cè)液中氮、磷、鉀分別采用靛酚藍(lán)比色法、釩鉬黃比色法和火焰光度法測(cè)定［15］。

肥料的表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率按照以下公式計(jì)算:

氮肥表觀利用率=(施氮區(qū)作物吸氮總量－無氮區(qū)作物吸氮總量)/氮肥投入量×100%

氮肥農(nóng)學(xué)利用率=(施氮肥后所獲的作物產(chǎn)量－不施氮肥條件下作物的產(chǎn)量)/氮肥投入量

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL 2003和SPSS 13.0軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)水稻生物量和稻谷產(chǎn)量的影響

不同施肥處理的水稻生物量、稻谷產(chǎn)量及千粒重?cái)?shù)據(jù)見表2。結(jié)果表明，氮磷鉀配合施用處理(T5～T4，T3除外)與不施肥處理(T1)秸稈生物量(烘干重)的差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05);施N 225、K2O 90、P2O5≤120 kg/hm2的4個(gè)處理(T7、T10～T12)的飽粒產(chǎn)量(烘干重)分別為8469.8、8245.6、9050.0和8381.5 kg/hm2，顯著高于不施肥處理(T1)(P＜0.05)，也明顯高于常規(guī)施肥處理(T3)，增產(chǎn)幅度依次為6.1%、3.3%、13.4%和5.0%，尤其是T11增產(chǎn)幅度超過了10%，說明減氮控磷穩(wěn)鉀施肥不僅可以減少氮、磷及總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)的投入量，而且能有效地提高水稻的籽粒產(chǎn)量。從表2還可以看出，不同處理稻殼生物量、癟粒生物量及地上部總生物量的差異與秸稈相似，不同處理糙米生物量的差異與飽粒相似。試驗(yàn)結(jié)果還表明，在等磷(P2O5120 kg/hm2)、鉀(K2O 90 kg/hm2)用量的條件下，當(dāng)施氮量 N≤225 kg/hm2時(shí)，水稻籽粒產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，超過N 225 kg/hm2時(shí)，籽粒產(chǎn)量降低;在等氮(N 225 kg/hm2)、鉀(K2O 90 kg/hm2)用量的條件下，當(dāng)施磷量(P2O5)為60 kg/hm2時(shí)(T11)，水稻籽粒產(chǎn)量達(dá)到最高，施磷量(P2O5)為 150 kg/hm2和 180 kg/hm2時(shí)(T13和T14)，水稻籽粒產(chǎn)量低于不施磷處理(T10)，由此可見，過量施用氮或磷時(shí)均可導(dǎo)致水稻籽粒產(chǎn)量降低。另外，施氮量為(N)168.75 kg/hm2或225 kg/hm2、施磷量(P2O5)為90 kg/hm2或120 kg/hm2、施鉀量(K2O)為90 kg/hm2的3個(gè)處理(T6、T7、T12)的千粒重顯著大于不施肥處理(T1)，說明適宜的氮磷鉀用量有利于水稻籽粒的灌漿結(jié)實(shí)，使籽粒更為飽滿。

根據(jù)水稻產(chǎn)量及氮、磷施用量，通過回歸分析建立一元二次肥料效應(yīng)方程，可知，水稻產(chǎn)量與氮肥用量的回歸方程為y=－0.0438x2+18.799x+5957.0，r=0.928＊＊;水稻產(chǎn)量與磷肥用量的回歸方程為 y=－0.0905x2+10.906x+8355.1，r=0.867*，由方程可知，最大產(chǎn)量施氮、磷量分別為N 214.6 kg/hm2、P2O560.3 kg/hm2，最大產(chǎn)量分別為7974.1 kg/hm2、8683.7 kg/hm2。2012年水稻銷售市場(chǎng)平均價(jià)格為2.50 Yuan/kg，按風(fēng)干稻谷到烘干稻谷含水量為12%，可得烘干稻谷價(jià)格為2.84 Yuan/kg，尿素(按 N 計(jì))價(jià)格為4.57 Yuan/kg，過磷酸鈣(按P2O5計(jì))為7.08 Yuan/kg，由此計(jì)算的水稻最佳氮、磷施用量分別為N 196.2 kg/hm2、P2O546.5 kg/hm2，最佳產(chǎn)量分別為 7959.3 kg/hm2、8666.5 kg/hm2，氮、磷最佳產(chǎn)量施用量比最大產(chǎn)量施用量分別減少8.6%、22.9%，生產(chǎn)上應(yīng)使用最佳產(chǎn)量施肥量，可明顯降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。

表2 不同施肥處理對(duì)水稻生物量、飽粒產(chǎn)量及千粒重的影響Table 2 Biomass，grain yield and kernel weight of rice under different fertilization treatments

2.2 不同施肥處理對(duì)水稻氮含量、積累量及利用率的影響

表3結(jié)果顯示，施氮處理(T3、T5～T14)分蘗期水稻地上部、收獲期秸稈及癟粒的含氮量均顯著高于不施肥處理(T1)(P＜0.05)，施氮量 N≥168.75 kg/hm2處理(T3、T6～T14)糙米和稻殼的含氮量也顯著高于不施肥處理(T1)(P＜0.05);當(dāng)施氮量N≤168.75 kg/hm2時(shí)(T4～T6)，分蘗期水稻地上部的含氮量顯著低于常規(guī)施肥處理(T3)，減磷增鉀基礎(chǔ)上施氮量為N 281.25 kg/hm2的處理(T8)分蘗期水稻地上部的含氮量顯著高于常規(guī)施肥處理(T3)，減磷增鉀基礎(chǔ)上施氮量為 N 225 kg/hm2、281.25 kg/hm2的處理(T11、T8)收獲期水稻秸稈的含氮量也顯著高于常規(guī)施肥處理(T3)，說明配施適量磷、鉀肥基礎(chǔ)上適度減少施氮量不僅沒有降低水稻植株的含氮量，而且能有效地提高分蘗期和收獲期水稻植株的氮素營(yíng)養(yǎng)水平。

不同處理收獲期水稻地上部氮積累量見表4。從表4可以看出，施氮處理(T3、T5～T14)收獲期水稻秸稈、糙米(T5除外)、稻殼、癟粒中氮素積累量及地上部氮素積累總量均顯著高于不施肥處理(T1)(P＜0.05);減磷增鉀基礎(chǔ)上施氮量N≥225 kg/hm2處理(T7～T12)水稻秸稈中氮素積累量均大于常規(guī)施肥處理(T3)，其中T7～T11及T14等處理達(dá)到顯著水平(P＜0.05)，施氮量N≥168.75 kg/hm2處理(T6～T12)糙米、稻殼和癟粒中氮素積累量與常規(guī)處理的差異不顯著;水稻施氮量為N 225 kg/hm2、施磷量(P2O5)為60 kg/hm2、施鉀量(K2O)為90 kg/hm2處理(T11)水稻地上部氮素總積累量顯著大于常規(guī)施肥處理(T3)，說明配施適量磷、鉀肥基礎(chǔ)上適度減少施氮量可促進(jìn)水稻對(duì)氮的吸收和積累。

以不施氮(T4)處理為對(duì)照，根據(jù)施氮量、籽粒產(chǎn)量和地上部氮素積累量計(jì)算得出各施氮處理的氮肥表觀利用率和氮素農(nóng)學(xué)利用率(表5)。結(jié)果表明，減磷增鉀基礎(chǔ)上施氮量為N 168.75 kg/hm2或225 kg/hm2、施磷量(P2O5)為0、60 或120 kg/hm2、施鉀量(K2O)為90 kg/hm2的4個(gè)處理(T6、T7、T10、T11)的氮肥表觀利用率顯著高于常規(guī)施肥處理(T3)(P＜0.05)，其它處理的氮肥表觀利用率也

高于常規(guī)施肥處理，但差異不顯著。從表5還可以看出，減磷增鉀基礎(chǔ)上施氮量N≤225 kg/hm2處理(T5～T7、T10～T12)的氮素農(nóng)學(xué)利用率在9.9～13.7 kg/kg之間，高于常規(guī)施肥處理(T3);施氮量為N 337.5 kg/hm2處理(T9)的氮素農(nóng)學(xué)利用率顯著小于常規(guī)施肥處理(P＜0.05)，說明配施適量磷、鉀肥基礎(chǔ)上適度減少施氮量能有效地提高氮肥表觀利用率和氮素農(nóng)學(xué)利用率。

表3 不同施肥處理水稻植株各部位含氮量(mg/g)Table 3 Nitrogen contents in organs of rice plants under different fertilization treatments

表4 不同施肥處理水稻植株的氮積累量(kg/hm2)Table 4 Nitrogen accumulation in rice plants under different fertilization treatments

表5 氮肥表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率Table 5 Apparent nitrogen use efficiency and agronomic efficiency

2.3 不同施肥處理對(duì)水稻磷含量、積累量及利用率的影響

不同處理分蘗期水稻地上部含磷量在3.8～4.1 mg/g之間，收獲期糙米含磷量在3.6～4.4 mg/g之間，差異均不顯著(表6);施磷處理(T4～T9、T11～T14，T6除外)秸稈的含磷量顯著高于不施肥處理(T1)(P＜0.05)，但施磷處理間秸稈含磷量的差異不顯著;增鉀基礎(chǔ)上，施氮量為N≥225 kg/hm2處理(T7～T14)的稻殼含磷量大多高于常規(guī)施肥處理(T3)，甚至達(dá)到顯著水平(P＜0.05);施磷處理間(T4除外)癟粒含磷量的差異不顯著。

表6 不同施肥處理水稻含磷量(mg/g)Table 6 Phosphorus contents in rice plants under different fertilization treatments

表7結(jié)果表明，施肥處理秸稈(T2除外)、癟粒(T2、T4除外)磷素積累量和地上部(T2除外)磷素總積累量顯著大于不施肥處理(T1)(P＜0.05);增鉀基礎(chǔ)上，施氮量減至N 225 kg/hm2的處理(T10～T14，T7除外)稻殼中磷素積累量顯著大于常規(guī)施肥處理(T3)(P＜0.05);增鉀(K2O 90 kg/hm2)減氮(N 225 kg/hm2)基礎(chǔ)上施磷量(P2O5)為 150 kg/hm2和180 kg/hm2兩個(gè)處理(T13和T14)的秸稈中磷素積累量顯著大于常規(guī)施肥處理(T3)(P＜0.05)，而減磷處理(T7、T10～T12)秸稈中磷素積累量與常規(guī)施肥處理差異不顯著;除不施肥(T1)、單施鉀(T2)和不施氮(T4)處理外，其它處理間癟粒中磷素積累量差異不顯著，除不施氮(T4)處理外，其它處理糙米中磷素積累量差異也不顯著;除單施鉀(T2)和不施氮(T4)處理外，其它施肥處理水稻地上部磷素總積累量均顯著大于不施肥處理(T1)，這些結(jié)果說明，適量減氮增鉀有利于水稻對(duì)磷的吸收和積累，并可減少施磷量。

表7 不同施肥處理水稻磷積累量(kg/hm2)Table 7 Phosphorus accumulation in rice plants under different fertilization treatments

以T10為對(duì)照，計(jì)算磷肥的表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率，結(jié)果(表8)表明，增鉀(K2O 90 kg/hm2)減氮(N 225 kg/hm2)條件下施磷量(P2O5)為60 kg/hm2和90 kg/hm2兩個(gè)處理(T11、T12)的磷肥表觀利用率顯著高于常規(guī)施肥處理(T3)(P＜0.05)，農(nóng)學(xué)利用率也高于常規(guī)施肥處理(T3)，但差異不顯著。另外，當(dāng)施氮量N≤168.75 kg/hm2(T4～T6)或施氮量N≥281.25 kg/hm2(T8、T9)時(shí)，磷肥的表觀利用率降低，農(nóng)學(xué)利用率出現(xiàn)負(fù)值，這主要是由于氮肥施用不合理引起減產(chǎn)導(dǎo)致的;增鉀(K2O 90 kg/hm2)減氮(N 225 kg/hm2)條件下施磷量(P2O5)為150 kg/hm2和 180 kg/hm2兩個(gè)處理(T13、T14)，其磷肥的表觀利用率降低，農(nóng)學(xué)利用率出現(xiàn)負(fù)值的原因主要是由于土壤有效磷含量較高，且磷肥具有累積后效，在單季作物中不能完全體現(xiàn)出肥料施用效果。因此，生產(chǎn)上應(yīng)在控制磷肥的同時(shí)，合理配施氮肥和鉀肥才能進(jìn)一步提高磷肥的表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率。

2.4 不同施肥處理對(duì)水稻鉀含量及積累量的影響

不同施肥處理水稻的含鉀量見表9。結(jié)果表明，施用鉀肥的處理(T2除外)分蘗期水稻地上部、收獲期秸稈的含鉀量顯著高于不施肥處理(T1)(P＜0.05)，施氮(N 225 kg/hm2)基礎(chǔ)上增施鉀肥(T10～T14，T7除外)分蘗期水稻地上部含鉀量顯著高于常規(guī)施肥處理(T3)(P＜0.05)，秸稈含鉀量也高于常規(guī)施肥處理(T3)，其中T11和T13處理與T3處理間的差異也達(dá)到顯著水平(P＜0.05);增施鉀肥處理糙米、稻殼和癟粒的含鉀量與常規(guī)施肥處理的差異不顯著。

表8 磷肥表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率Table 8 Apparent phosphorus use efficiency and agronomic efficiency

從表10可以看出，施用鉀肥處理(T2除外)秸稈中鉀素積累量和地上部鉀素總積累量顯著高于不施肥處理(T1)(P＜0.05)，施用鉀肥處理糙米、稻殼、癟粒(T2除外)中鉀素積累量也高于不施肥處理(T1)，有些處理的差異可達(dá)顯著水平(P＜0.05);施氮(N 225 kg/hm2)基礎(chǔ)上增施鉀肥處理(T7除外)秸稈中鉀素積累量和地上部鉀素總積累量(T7、T10除外)顯著高于常規(guī)施肥處理(T3)(P＜0.05);施用鉀肥處理(T2除外)間糙米、稻殼及癟粒中鉀素積累量的差異不顯著。

3 討論

3.1 減氮控磷施肥對(duì)水稻的增產(chǎn)作用

習(xí)慣施肥的氮、磷用量偏高，施鉀量偏低，限制肥料的增產(chǎn)效應(yīng)，甚至導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。本研究得出，與常規(guī)施肥比較，在增施鉀肥(由常規(guī)施肥的60 kg/hm2增至90 kg/hm2)的基礎(chǔ)上，減氮25%(由常規(guī)施肥的300 kg/hm2減至225 kg/hm2)，并控制施磷量P2O5≤120 kg/hm2能明顯增加水稻籽粒產(chǎn)量(表2)，相關(guān)的研究結(jié)果表明，以習(xí)慣施肥為基礎(chǔ)，減量施用氮、磷肥能保持水稻產(chǎn)量或略有增產(chǎn)［16－18］，適量施用氮、磷肥對(duì)水稻具有明顯的增產(chǎn)作用。王偉妮等研究表明，增施氮肥對(duì)湖北省早稻、中稻和晚稻的增產(chǎn)率分別為37.6%、27.5%和35.0%，增施磷肥的增產(chǎn)率為 5.5%［19－20］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同磷、鉀水平下施氮量 N 225 kg/hm2時(shí)水稻籽粒產(chǎn)量最高，增產(chǎn)率達(dá)到41.8%，在相同氮、鉀水平下施磷量P2O560 kg/hm2時(shí)水稻籽粒產(chǎn)量最高，增產(chǎn)率為9.8%，本試驗(yàn)中優(yōu)化的氮磷鉀配施處理的增產(chǎn)作用更為明顯。楊梢娜等［6］研究結(jié)果表明，在施用P2O575.6 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2條件下，杭嘉湖平原地區(qū)水稻最佳施氮量為N 217.3～240.1 kg/hm2，相應(yīng)的生態(tài)適宜產(chǎn)量為9119.8～9801.9 kg/hm2。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在施用N 196.2 kg/hm2、P2O546.5 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2的條件下，水稻經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量在7959.3～8666.5 kg/hm2(烘干重)，按風(fēng)干稻谷到烘干稻谷含水量為12%計(jì)，風(fēng)干稻谷產(chǎn)量在9044.7～9848.3 kg/hm2?？梢?，在相同鉀肥投入量的條件下，本試驗(yàn)可以保證在產(chǎn)量基本不變的同時(shí)，降低氮、磷肥的用量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

表9 不同施肥處理水稻含鉀量(mg/g)Table 9 Potassium contents in rice plants under different fertilization treatments

表10 不同施肥處理水稻鉀積累量(kg/hm2)Table 10 Potassium accumulation in rice plants under different fertilization treatments

3.2 不同施肥處理對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)狀況的影響

分蘗期是決定水稻群體規(guī)模和有效穗數(shù)量的關(guān)鍵時(shí)期，需要充足的營(yíng)養(yǎng)，水稻正常分蘗要求植株含氮量為 N 30 ～35 mg/g［21］，含磷量為 P 3.0～4.0 mg/g［22］，含鉀量為 K 5 ～ 15 mg/g［23］。分蘗期采樣分析結(jié)果表明，施氮量N≥225 kg/hm2時(shí)水稻地上部含氮量可達(dá)到30.9～36.4 mg/g(表3)，說明施氮量由常規(guī)施肥量的N 300 kg/hm2減至225 kg/hm2仍能滿足水稻正常生長(zhǎng)對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)的需求;不同施肥處理水稻地上部含磷量均超過了3.0 mg/g(表6)，處于充足的磷營(yíng)養(yǎng)狀況，施用磷肥對(duì)水稻分蘗期地上部的含磷量影響不大，這可能與供試土壤有效磷含量較高有關(guān);增施鉀肥能顯著提高水稻分蘗期地上部的含鉀量，施鉀處理(T2除外)的含鉀量超過了15 mg/g(表9)，處于充足的鉀營(yíng)養(yǎng)狀況。水稻高產(chǎn)要求收獲期秸稈含鉀量達(dá)到23.3 mg/g［22］，常規(guī)施肥秸稈含鉀量為21.3 mg/g，低于高產(chǎn)的要求，增施鉀肥的部分處理(T11、T13、T14)的秸稈含鉀量達(dá)到了高產(chǎn)要求，生產(chǎn)上應(yīng)使施鉀量(K2O)保持在90 kg/hm2以上，并通過秸稈還田等措施增加鉀的投入，保證水稻的持續(xù)高產(chǎn)。

3.3 不同施肥處理對(duì)肥料利用率的影響

張福鎖等［4］總結(jié)全國(guó)糧食生產(chǎn)區(qū)的1333個(gè)田間試驗(yàn)得出，水稻的氮肥農(nóng)學(xué)利用率和表觀利用率的平均值分別為 10.4 kg/kg、28.3%;Lin等［24］報(bào)道太湖地區(qū)氮肥表觀利用率為45.9%;本試驗(yàn)中，在施用P2O560 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2基礎(chǔ)上，施氮量由常規(guī)施肥的N 300 kg/hm2減至225 kg/hm2(T11)水稻的氮肥農(nóng)學(xué)利用率和表觀利用率分別達(dá)到13.7 kg/kg和49.4%，明顯高于全國(guó)平均水平，也略高于Lin等的報(bào)道，接近于國(guó)際上水稻的氮肥利用率［25－26］;試驗(yàn)結(jié)果還表明，水稻的氮肥利用率隨施氮量的增加先增加后減小，國(guó)內(nèi)也有相似的報(bào)道［5］，這可能是因?yàn)殡S著施氮量的增加，分配到莖和葉中氮素的比例增加所致［27］。水稻的磷肥農(nóng)學(xué)利用率和表觀利用率全國(guó)的平均值分別為9.0 kg/kg、13.1%［4］;王偉妮等［14］研究表明，在有效磷含量為15.8 mg/kg的土壤上施磷P2O567.5 kg/hm2時(shí)磷肥農(nóng)學(xué)利用率和表觀利用率分別為11.1 kg/kg、4.9%;本試驗(yàn)中，在施用 N 225 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2基礎(chǔ)上，施磷量(P2O5)由常規(guī)施肥的150 kg/hm2減至60 kg/hm2(T11)水稻的磷肥農(nóng)學(xué)利用率和表觀利用率分別為13.41 kg/kg、6.07%，農(nóng)學(xué)利用率明顯高于全國(guó)的平均水平，但磷肥表觀利用率則低于全國(guó)平均水平，這可能與種植前供試土壤有效磷含量較高有關(guān)。一般浙江地區(qū)水稻土有效磷適宜范圍為10～20 mg/kg，超過25 mg/kg時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)面效應(yīng)［28］，如無效分蘗增加，體內(nèi)鋅、硅、鉬等元素含量降低、代謝紊亂等，土壤有效磷含量較高時(shí)，應(yīng)減少磷肥的施用。

4 結(jié)論

1)氮磷鉀的合理配施能促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，適當(dāng)減少氮、磷肥，增加鉀肥用量能顯著增加水稻秸稈生物量(P＜0.05)，明顯提高千粒重和籽粒產(chǎn)量。

2)減氮控磷增鉀(N 225 kg/hm2、P2O560 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2)處理水稻分蘗期地上部和收獲期秸稈氮、鉀含量顯著高于常規(guī)施肥處理(P＜0.05)，收獲期地上部氮、鉀的積累量和氮、磷的表觀利用率也顯著大于常規(guī)施肥處理(P＜0.05)，減氮控磷增鉀不僅能滿足水稻正常分蘗對(duì)氮、磷、鉀的要求和高產(chǎn)對(duì)鉀營(yíng)養(yǎng)的要求，而且可明顯提高氮肥的利用率。

3)從增產(chǎn)效應(yīng)，提高氮、磷肥表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率的作用的角度來看，在當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)條件下，水稻的氮、磷、鉀的經(jīng)濟(jì)最佳施肥量為N 196.2 kg/hm2、P2O546.5 kg/hm2和 K2O 90 kg/hm2。

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