水稻氮磷鉀和有機(jī)肥配合施用長期定位試驗

伍少福

(浙江省紹興市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 紹興 312000)

長期定位試驗具有時間的長期性和空間的定位性等特點，信息量豐富，準(zhǔn)確可靠，是全面了解農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要手段，長期定位試驗?zāi)芟到y(tǒng)了解各因素的相互作用，為評估施肥對土壤肥力及生態(tài)環(huán)境的影響提供了重要的研究基礎(chǔ)［1］。也有相關(guān)報道報道了長期定位監(jiān)測對作物產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響［2-4］。作者從2010年開始，利用紹興市土壤肥料定位監(jiān)測點進(jìn)行了有關(guān)試驗，旨在探明長期定位施肥對水稻產(chǎn)量和水田培肥的效果，為當(dāng)?shù)氐呐喾释緩教峁┛茖W(xué)依據(jù)。現(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 參試監(jiān)測點的基本情況

紹興市共設(shè)監(jiān)測點24個，其中市區(qū)3個、紹興縣6個、諸暨市6個、嵊州市5個、上虞市2個、新昌縣2個。所有監(jiān)測點均為水田，涉及青紫泥田等12種土種和麥-稻等6種種植制度或典型作物。監(jiān)測點建點時基礎(chǔ)肥力有高、中、低等不同肥力水平。本研究選取其中11個監(jiān)測點 (表1)的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗分析。

表1 各定位監(jiān)測點的基本情況

1.2 處理設(shè)計

參試監(jiān)測點均設(shè)4個處理:處理1，長期無肥區(qū)，不施用任何化學(xué)肥料，也不種植綠肥和采用秸稈還田等有機(jī)肥;處理2，常規(guī)施肥區(qū)，施肥量與當(dāng)?shù)亟^大多數(shù)農(nóng)戶的施肥量、肥料品種相一致;處理3，測土配方施肥純化肥區(qū)，根據(jù)土壤養(yǎng)分情況和作物確定最佳施肥量;處理4，測土配方施肥化肥+有機(jī)肥區(qū)。各處理施肥量每年保持一致。

小區(qū)面積33.3～66.7 m2。小區(qū)間用水泥板隔開，水泥板高60～80 cm，厚5 cm，埋深30～50 cm，露出田面30 cm。灌水管內(nèi)置在2塊水泥板間，水管用直徑8 cm PV管。每小區(qū)有一進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口高于出水口，都裝有閥門。

1.3 監(jiān)測內(nèi)容與方法

每年監(jiān)測作物產(chǎn)量以及作物收獲時各小區(qū)土壤養(yǎng)分和植株養(yǎng)分等。土壤和植株分析測試方法，按NY/T 1119—2006土壤監(jiān)測規(guī)程分析測試。

2 結(jié)果與分析

2.1 長期施肥對水稻產(chǎn)量的影響

圖1表明，施肥處理水稻產(chǎn)量 (籽粒、莖葉)高于不施肥產(chǎn)量。水稻產(chǎn)量不施肥處理 (處理1)逐年下降，常規(guī)施肥處理 (處理2)先降后升，測土配方施肥 (處理3)和配施有機(jī)肥處理 (處理4)逐年增加。說明合理施肥可較好地提高水稻產(chǎn)量。

圖1 長期施肥對水稻產(chǎn)量的影響

2.2 耕層土壤理化性狀及其變化

2.2.1 年度間變化

對建點時 (2010年)與實施3年后 (2012年)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 (表2)，土壤酸堿性總體變化趨勢不十分明顯，11個點中有2個點 pH值降低，9個點pH值有所升高，平均升高0.18。土壤有機(jī)質(zhì)含量全部升高，平均增加5.96 g·kg-1，增幅19.8%。土壤全氮含量變化趨勢基本與土壤有機(jī)質(zhì)變化趨勢一致，平均含量由2010年2.1 g·kg-1上升到2.28 g·kg-1，增幅比土壤有機(jī)質(zhì)略小。各監(jiān)測點土壤有效磷含量變化幅度很大，開始時最高的為 19.56 mg·kg-1，最低的僅為 0.4 mg·kg-1，通過3年試驗后，多數(shù)表現(xiàn)為升高，但各監(jiān)測點數(shù)據(jù)仍然相差很大，這可能與成土母質(zhì)有關(guān)。表2結(jié)果還表明，速效鉀平均含量呈上升趨勢，但不同監(jiān)測點差別較大，其中有4個點下降，7個點上升，平均升高了9.63 mg·kg-1，其中有3個點升高超過 30 mg·kg-1。

2.2.2 處理間變化

由表3可以看出，作物收獲時土壤養(yǎng)分不施肥處理 (處理1)明顯低于施肥處理。施肥處理中，有機(jī)質(zhì)、全氮含量處理3、處理4和處理2之間的差異不是十分明顯，全氮以處理3最高，處理4最低。有效磷中，處理3明顯大于處理2和處理4，說明測土配方施肥比較容易提高土壤含磷量。對于速效鉀和緩效鉀，處理3、處理4均大于處理2，可見測土配方施肥和配施有機(jī)肥比常規(guī)施肥處理能較好地保持土壤速效養(yǎng)分含量。

2.3 肥料投入

參試監(jiān)測點投入的肥料主要是單質(zhì)化肥和復(fù)合肥，其中處理2中，氮肥的投入品種主要為尿素、碳酸氫銨，磷肥主要鈣鎂磷肥和過磷酸鈣，鉀肥都是氯化鉀;而測土配方施肥處理中，除上述肥料品種外，大多使用配方復(fù)合肥。有機(jī)肥除處理4外都不使用，且一般為商品有機(jī)肥，數(shù)量1 500～2 500 kg·hm-2。處理 2平均投入化肥 (折純，下同)325.65 kg·hm-2，其中氮肥 213.9 kg·hm-2、磷肥49.8 kg·hm-2、鉀肥 61.95 kg·hm-2;處理 3投入 化 肥 272.7 kg·hm-2，氮 肥 157.95 kg·hm-2、 磷 肥 42.45 kg·hm-2， 鉀 肥72.3 kg·hm-2。

各處理在施肥上的不平衡現(xiàn)象，表現(xiàn)為氮磷鉀比例不協(xié)調(diào)。氮∶磷∶鉀的比例在處理2中為 1∶0.21∶0.29，處理 3 中為 1∶0.27∶0.46。

表2 參試監(jiān)測點土壤耕地質(zhì)量的變化情況

表3 作物收獲時各處理土壤養(yǎng)分的情況

2.4 土壤養(yǎng)分平衡狀況

土壤養(yǎng)分平衡決定于養(yǎng)分投入和支出2個方面。當(dāng)投入小于支出時，說明施肥量不足，耕地養(yǎng)分虧缺;當(dāng)投入大于支出時，說明耕地養(yǎng)分有盈余。養(yǎng)分平衡狀況一般以表觀盈虧量 (肥料養(yǎng)分的投入量-作物養(yǎng)分的吸收量)、實際平衡盈虧率［(投入/支出-1) ×100］以及平衡系數(shù) (養(yǎng)分投入/養(yǎng)分支出 ×100%)來衡量。本監(jiān)測所指的土壤養(yǎng)分平衡不考慮降水、肥料損失等途徑的影響，僅限于養(yǎng)分被作物消耗和施肥投入之間的平衡。

表4表明，養(yǎng)分投入中，氮、磷鉀肥表現(xiàn)不十分一致，其中氮肥以常規(guī)施肥 (處理2)投入最大，達(dá)213.9 kg·hm-2，測土配方施肥 (處理3)最小，僅為157.95 kg·hm-2;磷肥以處理3最小，配施有機(jī)肥處理 (處理4)最大;鉀肥以處理3最大，處理2最小。氮、磷養(yǎng)分支出，從大到小的順序依次為處理4＞處理3＞處理2＞處理1，鉀肥以處理1最大。土壤養(yǎng)分，僅有處理2氮、磷處于盈余水平，其余處理均處于虧缺狀態(tài)。特別以農(nóng)田鉀素處于比較嚴(yán)重虧缺狀態(tài)，處理2、處理3、處理4的實際虧缺率分別達(dá) 51.24%，53.92%和56.56%。養(yǎng)分平衡系數(shù)，氮是0.80～1.15，磷是0.78～1.18，鉀是0.43～0.49。說明氮、磷基本平衡，鉀肥投入不足。各處理間處理3最為接近平衡，處理2氮、磷肥過量。

2.5 耕地基礎(chǔ)地力

耕地基礎(chǔ)地力量化指標(biāo)采用在常規(guī)的生產(chǎn)水平下不施肥區(qū)的產(chǎn)量與常規(guī)施肥區(qū)作物產(chǎn)量之比，又稱地力貢獻(xiàn)率。它是農(nóng)田土壤養(yǎng)分供給力的一種相對評價方式。土壤地力貢獻(xiàn)率低，則表明土壤肥力差，作物對肥料依賴性強(qiáng)，反之亦然。11個參試監(jiān)測點耕地基礎(chǔ)地力分析結(jié)果表明，不施肥區(qū)最高產(chǎn)量為8.77 t·hm-2，最低為3.26 t·hm-2，平均產(chǎn)量為 6.81 t·hm-2;常規(guī)施肥區(qū)最高為 10.39 t·hm-2，最低為5.38 t·hm-2，平均產(chǎn)量為8.17 t·hm-2。地力貢獻(xiàn)率最大為 97.55%，最小為65.38%，平均為88.27%。按地力貢獻(xiàn)率低于75%的為低肥力水平，75%～85%為中等肥力水平，高于85%為高肥力水平來劃定，11個參試監(jiān)測點2010年無低肥力水平，3個中等肥力水平，8個高肥力水平;2011年1個低肥力水平，8個中等肥力水平，3個高肥力水平;2012年3個位低肥力水平，5個位中等肥力水平，3個位高肥力水平。說明農(nóng)田基礎(chǔ)地力呈下降趨勢。

表4 參試監(jiān)測點養(yǎng)分投入與支出的情況

3 小結(jié)

對11個土壤養(yǎng)分監(jiān)測點的3年數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，建點3年后土壤酸堿性、有機(jī)質(zhì)、全氮等含量多數(shù)表現(xiàn)為升高趨勢，但各監(jiān)測點數(shù)據(jù)相差很大，這可能與土壤的成土母質(zhì)有關(guān)。作物收獲時土壤養(yǎng)分不施肥處理 (處理1)明顯低于施肥處理。施肥處理中，有機(jī)質(zhì)、全氮含量在處理3、處理4和處理2之間的差異不明顯，全氮以處理3最高，處理4最低。有效磷、速效鉀和緩效鉀等養(yǎng)分，處理3明顯大于處理2和處理4，說明測土配方施肥相比常規(guī)施肥處理保持較好的土壤速效養(yǎng)分含量。

僅有常規(guī)施肥處理氮、磷處于盈余水平，其余處理均處于虧缺狀態(tài)。特別是農(nóng)田鉀素處于比較嚴(yán)重虧缺狀態(tài)，處理2、處理3、處理4的實際虧缺率分別達(dá)51.24%，53.92%和56.56%。養(yǎng)分平衡系數(shù)氮是 0.80～1.15，磷是 0.78～1.18，鉀是0.43～0.49。說明氮、磷基本平衡，鉀肥投入不足。各處理間處理3最為接近平衡，處理2氮、磷肥施用過量。

11個參試監(jiān)測點耕地基礎(chǔ)地力分析結(jié)果表明，不施肥區(qū)平均產(chǎn)量為6.81 t·hm-2，常規(guī)施肥區(qū)平均產(chǎn)量為 8.17 t·hm-2，地力貢獻(xiàn)率平均為88.27%。2010年無低肥力水平，3個中等肥力水平，8個高肥力水平;2011年1個低肥力水平，8個中等肥力水平，3個高肥力水平;2012年3個低肥力水平，5個中等肥力水平，3個高肥力水平，農(nóng)田基礎(chǔ)地力呈下降趨勢。

參試監(jiān)測點投入的肥料主要是單質(zhì)化肥和復(fù)合肥。有機(jī)肥除處理4外都不使用。化肥投入結(jié)構(gòu)中，氮磷化肥所占比例呈下降趨勢，復(fù)混肥施用比例則呈逐年上升趨勢。其中氮∶磷∶鉀的比例常規(guī)施肥處理為1∶0.21∶0.23，測土配方施肥處理為 1∶0.24∶0.39，與平衡施肥要求相差甚遠(yuǎn)，需要在今后的工作中重視。

［1］ 危鋒，郝明德.長期氮磷化肥配施對不同種植體系土壤交換性鎂分布與累積的影響 ［J］.浙江大學(xué)學(xué)報:農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2012，38(2):204-210.

［2］ 介曉磊，楊先明，黃紹敏，等.石灰性潮土長期定位施肥對小麥根際無機(jī)磷組分及其有效性的影響 ［J］.中國土壤與肥料，2007(2):53-58.

［3］ 徐祖祥.長期定位施肥對水稻、小麥產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，21(5):485-489.

［4］ 徐祖祥.長期不同施肥對作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(4):439-441，444.