氮、磷、鉀肥不同施用量對水稻產(chǎn)量的影響研究

鄭運(yùn)章　邸云飛　胡宏祥

摘 要：采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在大田試驗(yàn)條件下研究了氮、磷、鉀肥對水稻產(chǎn)量的影響，并探討了各種肥料間的互作效應(yīng)。結(jié)果表明，氮、磷、鉀肥的施用均可以顯著提高水稻產(chǎn)量，且各種肥料配比的增產(chǎn)效果顯著優(yōu)于任一肥料配施。氮、磷、鉀肥兩兩互作對水稻產(chǎn)量均有極顯著的影響，當(dāng)肥料用量處于低中水平時(shí)，互作效應(yīng)均表現(xiàn)為協(xié)同促進(jìn)作用，肥料用量超過一定水平后則表現(xiàn)為拮抗作用。對水稻氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收影響最大的交互作用分別是氮鉀、氮磷和磷鉀互作。總體來看，肥料對水稻生長的影響是多方面的，肥料用量及配比應(yīng)在綜合考慮水稻產(chǎn)量及肥料利用率的基礎(chǔ)上確定。

關(guān)鍵詞：水稻；氮磷鉀肥；互作效應(yīng)；產(chǎn)量

中圖分類號 S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）07-77-05

水稻產(chǎn)量受品種、環(huán)境條件和遺傳特性的綜合影響，在諸多環(huán)境因子中，其中肥料是重要影響因素之一。氮、磷、鉀是水稻正常生長的三大必需營養(yǎng)元素，三者之間存在復(fù)雜的交互作用。近年來，由于高產(chǎn)品種推廣及肥料大量施用，稻谷產(chǎn)量大幅度提升[1]，肥料利用率呈現(xiàn)出下降趨勢[2]，對環(huán)境也造成一定的污染。因此，如何通過合理調(diào)整氮、磷、鉀肥用量及配比來實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量及肥料利用率的同步提高是目前急需解決的問題。

長期以來，國內(nèi)外在施肥對水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收利用及品質(zhì)的影響方面進(jìn)行了大量研究。其中，氮肥方面開展的研究相對較多，如張洪程[3]等、徐春梅[4]等和劉代銀[5]等就不同氮肥用量對水稻產(chǎn)量及吸氮特性的影響進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量及氮肥利用率均隨施氮量的增加呈先增加后下降的趨勢。黃進(jìn)寶[4]等和Ohnishi[6]等則著重研究了不同土壤及氮肥管理?xiàng)l件下氮肥的吸收利用率、農(nóng)學(xué)利用率及生理利用率。磷肥方面的研究較少，且大多沒有對產(chǎn)量及肥料利用率進(jìn)行綜合研究。如郭再華[7]等只分析了供磷水平對水稻生長及磷素吸收的影響；郝虎林[8]等只分析了施磷對糙米品質(zhì)的影響。鉀肥方面，王強(qiáng)盛[9]等以2個(gè)品種為材料分析了鉀肥用量對水稻產(chǎn)量及鉀素積累利用的影響，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)增施鉀肥可以提高產(chǎn)量，改善碾米、外觀及蒸煮食味品質(zhì)，并能提高鉀肥的生理效率和農(nóng)藝效率。氮、磷、鉀肥配施方面的文獻(xiàn)較多，并探討了施肥對水稻產(chǎn)量或肥料利用率的影響[10-12]?？傮w來看，關(guān)于施肥對水稻產(chǎn)量及肥料綜合利用的影響研究主要集中在氮肥方面，在磷、鉀肥方面的研究較少，涉及氮磷鉀交互作用的研究也較缺乏。因此，很難為水稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)制定合理的施肥配比。

自2005年啟動“測土配方施肥”項(xiàng)目以來，全國幾乎所有種植水稻的農(nóng)業(yè)縣均布置了“3414”肥料試驗(yàn)，且已有大量研究成果發(fā)表。不過，大部分研究都集中在氮、磷、鉀肥的產(chǎn)量效應(yīng)及推薦施肥方面[13-15]，極少涉及氮、磷、鉀肥間的互作效應(yīng)。為此，通過布置“3414”田間試驗(yàn)研究了氮、磷、鉀肥對水稻產(chǎn)量及肥料相互作用的影響。探討了氮、磷、鉀肥互作對產(chǎn)量及養(yǎng)分相互作用的影響，旨在為高產(chǎn)水稻的合理施肥提供理論基礎(chǔ)，同時(shí)為“3414”試驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)在安徽省大壙圩農(nóng)場開展，此農(nóng)場地處皖東高郵湖畔西岸，離天長市區(qū)11km、距歷史名城揚(yáng)州市66km、南京市100km。農(nóng)場土地集中連片，條田排列整齊，無工業(yè)污染源，水稻生產(chǎn)水源獨(dú)立，有自然的防護(hù)隔離網(wǎng)，利于水稻防雜保純。供試水稻為皖稻68，試驗(yàn)小區(qū)長8.4m，寬2.4m，面積20.16m2，收獲時(shí)每小區(qū)都去端行，實(shí)際小區(qū)計(jì)產(chǎn)面積12.6m2。試驗(yàn)于2013年5月27日播種，秧盤旱育秧，6月17日移栽，7月15日和7月26日分2次擱田，10月25日收割?；胺啦≈蜗x等管理措施同其它大田管理，試驗(yàn)過程中基本上無草害和病蟲危害。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用二次回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)中的“3414”方案，設(shè)氮、磷、鉀3個(gè)因素，各因素設(shè)個(gè)4水平，共14個(gè)處理。分別為：（1）N0P0K0；（2）N0P2K2；（3）N1P2K2；（4）N2P0K2；（5）N2P1K2；（6）N2P2K2；（7）N2P3K2；（8）N2P2K0；（9）N2P2K1；（10）N2P2K3；（11）N3P2K2；（12）N1P1K2；（13）N1P2K1；（14）N2P1K1。其中N0、N1、N2、N3表示氮肥（折合尿素計(jì)算）的用量為0、8、16、24kg/667m2；P0、P1、P2、P3表示氮肥（折合P2O5計(jì)算）的用量為0、2.4、4.8、7.2kg/667m2；K0、K1、K2、K3表示氮肥（折合K2O計(jì)算）的用量為0、3.75、7.5、11.25kg/667m2。

氮肥用尿素（含N 46%），含磷肥用過磷酸鈣（含P2O5 12%），含鉀肥用氯化鉀含（含K2O 60%）。其中氮肥40%作基肥，30%作促蘗肥，30%作拔節(jié)孕穗肥，磷、鉀肥全部作基肥。試驗(yàn)小區(qū)計(jì)產(chǎn)面積12.6m2，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。田間管理按照常規(guī)栽培技術(shù)要求進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 在任意2種變量相同水平下，單一變量對水稻產(chǎn)量的影響

2.1.1 在P2K2水平為基礎(chǔ)的氮肥效應(yīng) 由圖1可以看出，各施肥處理的稻田稻谷產(chǎn)量均高于對照（N0P0K0），在P2K2的基礎(chǔ)上，氮肥使用量的增加使水稻產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)先上升后略下降的趨勢。由此可見，隨著氮肥的大量施用可以使水稻產(chǎn)量增加，達(dá)到一定用量后對水稻的生長產(chǎn)生了一定的抑制作用，也可以說增加了水稻秸稈的生長，從而導(dǎo)致水稻產(chǎn)量的下降。同時(shí)，肥料的大量施用也對環(huán)境造成了一定的污染，對河流、地下水及飲用水等造成了污染，也加重了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，造成了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。所以，合理的施用肥料就變成了必要的研究，通過有效的研究可以充分證實(shí)最合理的施肥技術(shù)。

2.2.2 在以P2水平為基礎(chǔ)的氮、磷二元二次肥效應(yīng) 由圖5可以看出，各施肥處理的水稻產(chǎn)量均高于對照處理（N0P0K0），在P2處理的基礎(chǔ)上，隨著N、K肥料的施用，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出先增加后略微下降的趨勢，試驗(yàn)處理N1P2K1和N2P2K1的產(chǎn)量分別為493.47kg/667m2和568.43kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量相差非常明顯，產(chǎn)量的上升趨勢較為顯著，方差分析（表5）顯示具有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N2P2K3和N3P2K2的產(chǎn)量分別為554.2kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量具有明顯的下降趨勢，同時(shí)，方差分析（表5）卻沒有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N1P2K1和N3P2K2的產(chǎn)量分別493.47kg/667m2和533.42kg/667m2，結(jié)果顯示氮、鉀肥施肥量增加能夠使產(chǎn)量上升，而2個(gè)處理的產(chǎn)量均低于處理N2P2K2的574.25kg/667m2。這表明隨著氮肥的大量施用會對產(chǎn)量產(chǎn)生一定的負(fù)效應(yīng)，但是氮肥對產(chǎn)量的增加具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)。試驗(yàn)處理N1P2K1產(chǎn)量明顯比N3P2K2的少，所以，在試驗(yàn)處理過程中氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)明顯大于鉀肥。endprint

2.2.3在以K2水平為基礎(chǔ)的氮、磷二元二次肥效應(yīng) 由圖6可以看出，各施肥處理的水稻產(chǎn)量均高于對照處理（N0P0K0），在K2處理的基礎(chǔ)上，隨著N、P肥料的施用，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出先增加后略微下降的的趨勢，試驗(yàn)處理N1P1K2和N2P2K2的產(chǎn)量分別為561.82kg/667m2和574.25kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量相差不是非常明顯，但具有一定的上升趨勢，方差分析（表6）表明處理間具有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N2P3K2和N3P2K2的產(chǎn)量分別為552.03kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量具有明顯的下降趨勢，同時(shí)，方差分析（表6）也顯示沒有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N1P1K2和N2P3K2的產(chǎn)量分別為524.51kg/667m2和552.03kg/667m2，結(jié)果顯示增加氮、磷肥施肥量能夠使產(chǎn)量上升，而2個(gè)處理的產(chǎn)量均低于處理N2P2K2的574.25kg/667m2。這表明隨著磷肥的大量施用會對產(chǎn)量產(chǎn)生一定的負(fù)效應(yīng)，但是試驗(yàn)處理N1P1K2的產(chǎn)量明顯比N2P3K2增加得多，可以表明在試驗(yàn)處理過程中氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)明顯大于磷肥。

通過上述的論述可以明顯看出，氮、磷、鉀及其交互作用對水稻產(chǎn)量的影響均到達(dá)極顯著水平。對水稻產(chǎn)量來說，單因子的影響為N>K>P；雙因素互作的影響為NK>PK>NP。表明肥料用量單位是影響水稻產(chǎn)量的主導(dǎo)因子，磷肥主效應(yīng)的影響雖然相對較低，但是磷肥與另外2種肥料的互作效應(yīng)較高。

3 小結(jié)和討論

（1）大量研究表明，氮、磷、鉀肥的互作對作物產(chǎn)量具有顯著影響[17]，且氮磷、氮鉀和磷鉀的互作效應(yīng)各不相同。本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)鉀水平較低時(shí)，氮水平太高會導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，而當(dāng)鉀水平較高時(shí)，氮水平在一定范圍內(nèi)越高產(chǎn)量越高。王峰等[18]通過對玉米的研究發(fā)現(xiàn)磷、鉀肥的交互作用并不明顯，鉀肥對磷肥只是起輔助作用，磷水平較高時(shí)增施鉀肥對產(chǎn)量影響不大。在本試驗(yàn)條件下，N、P、K肥配合施用對水稻產(chǎn)量有顯著影響，氮肥仍是影響產(chǎn)量的主要因子。NK肥、PK肥有正交互效應(yīng)，而NP肥交互效應(yīng)不明顯。P、K單因素效應(yīng)不顯著，這可能與本試驗(yàn)地P、K含量水平較高有關(guān)。隨著施N量的增加，增施P、K肥產(chǎn)量雖有所增加但不顯著，單施N、P、K特別是過量施用，都不利于產(chǎn)量的提高。

（2）本試驗(yàn)過程中，水稻分蘗期遇連續(xù)陰雨天氣，氣溫偏低，光照較往年少，后期灌漿遇低溫，因此，此次試驗(yàn)并不能代表常年水平。

（3）大壙圩農(nóng)場磷肥用的是磷酸二胺，此次試驗(yàn)磷肥用的是過磷酸鈣，若在今后的配方配肥過程中，用此次試驗(yàn)所得的過磷酸鈣的P2O5利用率來計(jì)算磷酸二銨用量值得商榷。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：施婷婷）endprint

2.2.3在以K2水平為基礎(chǔ)的氮、磷二元二次肥效應(yīng) 由圖6可以看出，各施肥處理的水稻產(chǎn)量均高于對照處理（N0P0K0），在K2處理的基礎(chǔ)上，隨著N、P肥料的施用，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出先增加后略微下降的的趨勢，試驗(yàn)處理N1P1K2和N2P2K2的產(chǎn)量分別為561.82kg/667m2和574.25kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量相差不是非常明顯，但具有一定的上升趨勢，方差分析（表6）表明處理間具有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N2P3K2和N3P2K2的產(chǎn)量分別為552.03kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量具有明顯的下降趨勢，同時(shí)，方差分析（表6）也顯示沒有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N1P1K2和N2P3K2的產(chǎn)量分別為524.51kg/667m2和552.03kg/667m2，結(jié)果顯示增加氮、磷肥施肥量能夠使產(chǎn)量上升，而2個(gè)處理的產(chǎn)量均低于處理N2P2K2的574.25kg/667m2。這表明隨著磷肥的大量施用會對產(chǎn)量產(chǎn)生一定的負(fù)效應(yīng)，但是試驗(yàn)處理N1P1K2的產(chǎn)量明顯比N2P3K2增加得多，可以表明在試驗(yàn)處理過程中氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)明顯大于磷肥。

通過上述的論述可以明顯看出，氮、磷、鉀及其交互作用對水稻產(chǎn)量的影響均到達(dá)極顯著水平。對水稻產(chǎn)量來說，單因子的影響為N>K>P；雙因素互作的影響為NK>PK>NP。表明肥料用量單位是影響水稻產(chǎn)量的主導(dǎo)因子，磷肥主效應(yīng)的影響雖然相對較低，但是磷肥與另外2種肥料的互作效應(yīng)較高。

3 小結(jié)和討論

（1）大量研究表明，氮、磷、鉀肥的互作對作物產(chǎn)量具有顯著影響[17]，且氮磷、氮鉀和磷鉀的互作效應(yīng)各不相同。本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)鉀水平較低時(shí)，氮水平太高會導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，而當(dāng)鉀水平較高時(shí)，氮水平在一定范圍內(nèi)越高產(chǎn)量越高。王峰等[18]通過對玉米的研究發(fā)現(xiàn)磷、鉀肥的交互作用并不明顯，鉀肥對磷肥只是起輔助作用，磷水平較高時(shí)增施鉀肥對產(chǎn)量影響不大。在本試驗(yàn)條件下，N、P、K肥配合施用對水稻產(chǎn)量有顯著影響，氮肥仍是影響產(chǎn)量的主要因子。NK肥、PK肥有正交互效應(yīng)，而NP肥交互效應(yīng)不明顯。P、K單因素效應(yīng)不顯著，這可能與本試驗(yàn)地P、K含量水平較高有關(guān)。隨著施N量的增加，增施P、K肥產(chǎn)量雖有所增加但不顯著，單施N、P、K特別是過量施用，都不利于產(chǎn)量的提高。

（2）本試驗(yàn)過程中，水稻分蘗期遇連續(xù)陰雨天氣，氣溫偏低，光照較往年少，后期灌漿遇低溫，因此，此次試驗(yàn)并不能代表常年水平。

（3）大壙圩農(nóng)場磷肥用的是磷酸二胺，此次試驗(yàn)磷肥用的是過磷酸鈣，若在今后的配方配肥過程中，用此次試驗(yàn)所得的過磷酸鈣的P2O5利用率來計(jì)算磷酸二銨用量值得商榷。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：施婷婷）endprint

2.2.3在以K2水平為基礎(chǔ)的氮、磷二元二次肥效應(yīng) 由圖6可以看出，各施肥處理的水稻產(chǎn)量均高于對照處理（N0P0K0），在K2處理的基礎(chǔ)上，隨著N、P肥料的施用，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出先增加后略微下降的的趨勢，試驗(yàn)處理N1P1K2和N2P2K2的產(chǎn)量分別為561.82kg/667m2和574.25kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量相差不是非常明顯，但具有一定的上升趨勢，方差分析（表6）表明處理間具有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N2P3K2和N3P2K2的產(chǎn)量分別為552.03kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之間的產(chǎn)量具有明顯的下降趨勢，同時(shí)，方差分析（表6）也顯示沒有明顯的差異性；試驗(yàn)處理N1P1K2和N2P3K2的產(chǎn)量分別為524.51kg/667m2和552.03kg/667m2，結(jié)果顯示增加氮、磷肥施肥量能夠使產(chǎn)量上升，而2個(gè)處理的產(chǎn)量均低于處理N2P2K2的574.25kg/667m2。這表明隨著磷肥的大量施用會對產(chǎn)量產(chǎn)生一定的負(fù)效應(yīng)，但是試驗(yàn)處理N1P1K2的產(chǎn)量明顯比N2P3K2增加得多，可以表明在試驗(yàn)處理過程中氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)明顯大于磷肥。

通過上述的論述可以明顯看出，氮、磷、鉀及其交互作用對水稻產(chǎn)量的影響均到達(dá)極顯著水平。對水稻產(chǎn)量來說，單因子的影響為N>K>P；雙因素互作的影響為NK>PK>NP。表明肥料用量單位是影響水稻產(chǎn)量的主導(dǎo)因子，磷肥主效應(yīng)的影響雖然相對較低，但是磷肥與另外2種肥料的互作效應(yīng)較高。

3 小結(jié)和討論

（1）大量研究表明，氮、磷、鉀肥的互作對作物產(chǎn)量具有顯著影響[17]，且氮磷、氮鉀和磷鉀的互作效應(yīng)各不相同。本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)鉀水平較低時(shí)，氮水平太高會導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，而當(dāng)鉀水平較高時(shí)，氮水平在一定范圍內(nèi)越高產(chǎn)量越高。王峰等[18]通過對玉米的研究發(fā)現(xiàn)磷、鉀肥的交互作用并不明顯，鉀肥對磷肥只是起輔助作用，磷水平較高時(shí)增施鉀肥對產(chǎn)量影響不大。在本試驗(yàn)條件下，N、P、K肥配合施用對水稻產(chǎn)量有顯著影響，氮肥仍是影響產(chǎn)量的主要因子。NK肥、PK肥有正交互效應(yīng)，而NP肥交互效應(yīng)不明顯。P、K單因素效應(yīng)不顯著，這可能與本試驗(yàn)地P、K含量水平較高有關(guān)。隨著施N量的增加，增施P、K肥產(chǎn)量雖有所增加但不顯著，單施N、P、K特別是過量施用，都不利于產(chǎn)量的提高。

（2）本試驗(yàn)過程中，水稻分蘗期遇連續(xù)陰雨天氣，氣溫偏低，光照較往年少，后期灌漿遇低溫，因此，此次試驗(yàn)并不能代表常年水平。

（3）大壙圩農(nóng)場磷肥用的是磷酸二胺，此次試驗(yàn)磷肥用的是過磷酸鈣，若在今后的配方配肥過程中，用此次試驗(yàn)所得的過磷酸鈣的P2O5利用率來計(jì)算磷酸二銨用量值得商榷。

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