不同施肥處理對(duì)鄂東南雙季稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響

王振等

摘 要：試驗(yàn)以雙季稻為材料，研究了不同施肥處理對(duì)鄂東南雙季水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響。結(jié)果表明，與不施肥處理（CK）相比，習(xí)慣施肥、測(cè)土施肥和控釋氮肥處理的雙季稻周年產(chǎn)量分別增產(chǎn)18.0%、20.9%和12.8%。施肥處理雙季稻的株高、有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)也有明顯增加，而千粒重和結(jié)實(shí)率無(wú)顯著變化。與CK相比，各施肥處理明顯提高了雙季稻各器官對(duì)N、P、K的吸收累積量。不同養(yǎng)分的吸收累積量在雙季稻不同器官中的分布存在差異，N和P表現(xiàn)為子粒大于秸稈，K則表現(xiàn)為秸稈大于子粒。施肥降低了N、P、K在子粒中的分配比例。雙季稻的肥料利用率結(jié)果顯示，測(cè)土施肥處理肥料偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)利用率均最高；與習(xí)慣施肥處理和控釋氮肥處理相比，早稻肥料偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)利用率分別提高了28.7%、8.6%和62.5%、48.6%，晚稻分別提高了19.7%、6.4%和17.6%、90.5%。

關(guān)鍵詞：測(cè)土施肥；控釋氮肥；雙季稻；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S147.35；S511.4+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）06-1289-05

Effects of Different Fertilization Treatments on the Yield and Utilization of Nutrients for Double-cropping Rice in Southeast Hubei Province

WANG Zhen1，LI Peng-fei2，WANG Yang2，YOU Qiu-xiang1，SONG Hong-zhi1，WANG Shao-hua1，

XING lie-huo1，MO Jing-hua1，LIU Guang-wen1，LI Xiao-kun2

（1. Wuxue Bureau of Agriculture， Wuxue 435400， Hubei， China；2. College of Resources and Environment， Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation （Middle and Lower Reaches of Yangtse River），

Ministry of Agriculture， Wuhan 430070， China）

Abstract： Effects of different fertilization on the yield， nutrient uptake， and fertilizer utilization efficiency of double-cropping rice in southeast Hubei province were studied. The results showed that compared with that of the treatment without fertilizer （CK）， the annual yield of the treatment of conventional fertilization， soil-test-fertilization and controlled release fertilizer increased by 18.0%， 20.9% and 12.8%， respectively. The plant height， effective panicles and grains per panicle of double-cropping rice with fertilization treatments increased significantly. There was no significant changes of thousand grain weight and seed setting rates. The amount of N，P，K accumulation with fertilization treatments increased significantly in various organs of double-cropping rice compared with CK. The distribution of N，P，K absorption was different in different organ. The amount of N and P accumulation in various organs was in the order of grain>straw， while that of K accumulation was in the order of straw>grain. The allocation of N，P，K in grain decreased by fertilization. Results showed that the factor productivity and agronomic nutrient efficiency of double-cropping rice with soil-test-fertilization were the highest among all treatments. Compared with the conventional fertilization and controlled release fertilizer， the factor productivity and agronomic nutrient efficiency of the early rice increased by 28.7%，8.6% and 62.5%，48.6%， respectively. The factor productivity and agronomic nutrient efficiency of the late rice increased by 19.7%，6.4% and 17.6%，90.5%， respectively.

Key words： soil-test-fertilization； controlled release fertilizer； double-cropping rice； yield

水稻是中國(guó)最重要的糧食作物，全國(guó)水稻年播種面積約占糧食種植面積的27%，而年稻谷產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的43%左右[1]。湖北省是中國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)之一，全省水稻種植面積占糧食總播種面積的50%以上，總產(chǎn)占糧食總產(chǎn)的70%左右，商品糧占80%[2-3]。武穴市作為湖北省鄂東南雙季稻區(qū)的主產(chǎn)地之一，是國(guó)家商品糧重要生產(chǎn)基地。據(jù)游艾青等[4]調(diào)查發(fā)現(xiàn)雙季稻與水稻生產(chǎn)同增同減的正相關(guān)趨勢(shì)明顯，而水稻生產(chǎn)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到國(guó)家糧食的安全及社會(huì)的和諧穩(wěn)定。因此，發(fā)展雙季稻是確保糧食穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)依靠大量施用化肥，掠奪性的使用土壤來(lái)提高水稻產(chǎn)量[1]，不僅給人類(lèi)生存環(huán)境帶來(lái)了不可逆轉(zhuǎn)的負(fù)面影響，也給水稻生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展帶來(lái)了威脅。要實(shí)現(xiàn)糧食特別是水稻的持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)，首要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題便是科學(xué)施肥技術(shù)[5]，因此研究雙季稻科學(xué)施肥技術(shù)具有重要意義。

為了減少化肥施用量，提高化肥利用率，進(jìn)而減少對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)，目前中國(guó)正在推廣一種環(huán)境友好型施肥技術(shù)，即測(cè)土配方施肥技術(shù)[6]。測(cè)土配方施肥是根據(jù)作物對(duì)土壤養(yǎng)分的需求規(guī)律、土壤養(yǎng)分的供應(yīng)能力和肥料效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)合理地施用肥料[7]。另一方面，在水稻生產(chǎn)中，由于農(nóng)村勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)的變化，大量青壯年勞動(dòng)力進(jìn)城務(wù)工[8]，水稻尤其是雙季稻的輕簡(jiǎn)化施肥需求迫切。為此，本試驗(yàn)通過(guò)在鄂東南地區(qū)研究測(cè)土施肥與習(xí)慣施肥、控釋氮肥對(duì)雙季稻生產(chǎn)的影響，旨在探索該地區(qū)適合雙季稻生產(chǎn)的最佳施肥技術(shù)與方法，以期為雙季稻的經(jīng)濟(jì)合理施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2012年3～11月在湖北省武穴市大金鎮(zhèn)周干村大田條件下進(jìn)行，地處長(zhǎng)江中游北岸，氣候溫和，光照充足，雨量豐沛。供試稻田土壤為花崗片麻巖發(fā)育的水稻土，前茬作物為油菜。供試土壤基本理化性狀為pH 4.87、有機(jī)質(zhì)22.8 g/kg、全氮1.49 g/kg、有效磷47.0 mg/kg、速效鉀 52.6 mg/kg。供試早稻為兩優(yōu)302，晚稻為豐源優(yōu)299。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，分別為：①不施肥（CK）；②習(xí)慣施肥；③測(cè)土施肥；④控釋氮肥。試驗(yàn)采用大區(qū)，無(wú)重復(fù)，大區(qū)面積為100 m2，各區(qū)間做田埂并鋪設(shè)防滲膜防止竄水竄肥。習(xí)慣施肥處理的早稻N、P2O5和K2O用量分別為180、90和90 kg/hm2，測(cè)土施肥處理的早稻N、P2O5和K2O用量分別為165、45和90 kg/hm2，控釋氮肥處理的早稻N、P2O5和K2O用量分別為165、60和75 kg/hm2。晚稻的養(yǎng)分用量同早稻。

供試肥料分別采用尿素（N 46%），控釋氮肥（高聚物包膜控釋尿素，N 44%），過(guò)磷酸鈣（P2O5 12%）和氯化鉀（K2O 60%）為肥源。其中習(xí)慣施肥處理按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣進(jìn)行，即氮肥基肥60%+蘗肥30%+穗肥10%，鉀肥蘗肥50%+穗肥50%；測(cè)土施肥處理的肥料用量是根據(jù)基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分含量，結(jié)合養(yǎng)分豐缺指標(biāo)和目標(biāo)產(chǎn)量而定，即氮肥基肥50%+蘗肥30%+穗肥20%，鉀肥基肥50%+蘗肥25%+穗肥25%；控釋氮肥處理鉀肥基肥70%+穗肥30%；控釋肥和磷肥均一次性基施。

早、晚稻均采用旱育秧和大田移栽。早稻于3月18日播種，4月22日移栽，7月22日收獲；晚稻于6月22日播種，7月26日移栽，11月1日收獲。早晚稻移栽密度為28 萬(wàn)穴/hm2。施肥時(shí)間為早稻基肥5月15日，蘗肥5月23日，穗肥6月15日；晚稻基肥7月26日，蘗肥8月1日，穗肥9月5日。在水稻整個(gè)生育過(guò)程中，各處理除肥料用量不同外，其他田間管理均采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理方法。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤基本養(yǎng)分性狀的測(cè)定 早稻移栽前采集耕層（0～20 cm）土壤樣品測(cè)定pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀。土壤pH用電位法，有機(jī)質(zhì)用外加熱重鉻酸鉀容量法，全氮用自動(dòng)凱氏定氮儀，有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法進(jìn)行測(cè)定[9]。

1.3.2 考種與測(cè)產(chǎn) 于水稻成熟期，各小區(qū)抽取3個(gè)點(diǎn)分別收獲計(jì)產(chǎn)，稻谷曬干后稱(chēng)干重并測(cè)定水分含量，然后換算出含水量為14%的稻谷產(chǎn)量。另外，各小區(qū)取3個(gè)樣方，每個(gè)樣方隨機(jī)取8蔸水稻植株齊地收割，考種并測(cè)定地上部干物質(zhì)量，稻谷和稻草分別稱(chēng)重，計(jì)算谷草比，然后根據(jù)谷草比換算稻草產(chǎn)量。

1.3.3 植株氮、磷、鉀含量測(cè)定 分別取稻谷和稻草樣品烘干、磨碎、過(guò)篩，用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，采用流動(dòng)注射分析儀測(cè)定全氮和全磷含量，火焰光度計(jì)測(cè)定全鉀含量[9]。

1.3.4 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算[10-16] 肥料偏生產(chǎn)力（Partial factor productivity from applied，PFP）=施肥后所獲得的作物產(chǎn)量/（施N量+施P2O5量+施K2O量）；農(nóng)學(xué)利用率（Agronomic efficiency，AE）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量）/（施N量+施P2O5量+施K2O量）；肥料貢獻(xiàn)率（Fertilizer contribution rate，F(xiàn)CR）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥區(qū)產(chǎn)量×100%；土壤貢獻(xiàn)率=1-肥料貢獻(xiàn)率。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Microsoft Office Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)雙季稻的產(chǎn)量效應(yīng)

與CK處理相比，各施肥處理早、晚稻產(chǎn)量均有很大的提高（表1）。其中，早稻增產(chǎn)幅度為21.4%～32.1%，晚稻增產(chǎn)幅度為7.6%～14.8%，周年產(chǎn)量增幅為12.8%～20.9%。早稻測(cè)土施肥處理產(chǎn)量最高，為6 449 kg/hm2，分別比習(xí)慣施肥處理和控釋氮肥處理提高了421 kg/hm2和521 kg/hm2，增幅分別為7.0%和8.8%；而習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理產(chǎn)量相當(dāng)。晚稻習(xí)慣施肥處理產(chǎn)量最高，為9 515 kg/hm2，測(cè)土施肥處理產(chǎn)量與其無(wú)明顯差異，二者分別比控釋氮肥處理提高了593 kg/hm2和554 kg/hm2，增幅為6.2%和6.6%，但差異不大；早、晚稻周年產(chǎn)量仍以測(cè)土施肥處理最高，分別比習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理提高了2.5%和7.2%。

2.2 不同施肥處理對(duì)雙季稻的產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

從表2可以看出，與CK相比，施肥有增加早稻株高的趨勢(shì)，各施肥處理的株高分別提高了14.3%、33.4%和11.2%，測(cè)土施肥處理的株高明顯高于習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理，后兩者株高相當(dāng)；從早稻有效穗數(shù)的變化上看，與CK相比，各施肥處理每公頃有效穗分別增加了73.4%、92.2%和82.8%，而測(cè)土施肥處理每公頃有效穗分別比習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理增加了10.8%和5.1%；三種施肥處理的每穗實(shí)粒數(shù)比CK分別增加了27.6%、19.5%和80.5%，其中控釋氮肥處理較習(xí)慣施肥和測(cè)土施肥分別增加了41.4%和51.0%，后兩者每穗實(shí)粒數(shù)相當(dāng)，這說(shuō)明控釋氮肥可有效提高早稻的穗粒數(shù)；從早稻千粒重和結(jié)實(shí)率看，各施肥處理均比CK有不同程度的降低，但影響不大。晚稻各施肥處理的株高均比CK略有提高，但變化不大；與CK相比，晚稻各施肥處理每公頃有效穗數(shù)分別增加了29.5%、29.5%和63.1%，控釋氮肥處理較習(xí)慣施肥和測(cè)土施肥大有提高，而后兩者相當(dāng)，這說(shuō)明控釋氮肥可有效提高晚稻的有效穗數(shù)；晚稻每穗實(shí)粒數(shù)分別比CK增加了7.5%、1.3%和9.6%，習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理相當(dāng)，均高于測(cè)土施肥。與CK相比，施肥對(duì)晚稻千粒重影響較小，而測(cè)土施肥能提高晚稻結(jié)實(shí)率。

2.3 不同施肥處理對(duì)雙季稻植株地上部養(yǎng)分吸收與分配的影響

表3結(jié)果表明，與CK相比，施肥提高了水稻各器官吸N量。從地上部總吸N量來(lái)看，各施肥處理均高于CK處理。對(duì)于早稻來(lái)說(shuō)，測(cè)土施肥處理植株地上部N吸收量處于最高，為168.8 kg/hm2，但與控釋氮肥處理差異不大，二者均高于習(xí)慣施肥處理，分別高12.1%和7.3%；而N在不同器官中的分配率差異較大，表現(xiàn)為子粒大于秸稈，如N在子粒中的分配率為54.9%～64.6%，在秸稈中的分配率為35.4%～45.1%；最高產(chǎn)量時(shí)，即測(cè)土施肥處理N的分配率為子粒59.5%，秸稈40.5%。晚稻測(cè)土施肥處理植株地上部N吸收量最高，為159.6 kg/hm2，較習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理分別高4.8%和11.3%。而N在不同器官中的分配率差異較大，仍表現(xiàn)為子粒大于秸稈，但N在子粒中的分配率更高，為63.7%～73.9%，在秸稈中的分配率為26.1%～36.3%；最高產(chǎn)量時(shí)，即習(xí)慣施肥處理N的分配率為子粒63.7%，秸稈36.3%。

與CK相比，施肥提高了早、晚稻植株地上部吸P量，均以測(cè)土施肥處理最高，各施肥處理間沒(méi)有較大差異。各施肥處理子粒吸P量均要高于秸稈的吸P量，說(shuō)明成熟期植株磷素主要分布在子粒中。從植株地上部吸K量看，各施肥處理較CK均有增加，早稻分別增加了17.6%、25.3%和34.7%，晚稻分別增加了33.2%、55.3%和29.5%。秸稈和子粒中K的吸收量也均高于CK，而秸稈中K的吸收量要高于子粒，說(shuō)明成熟期植株鉀素主要分布在秸稈中。早稻控釋氮肥處理秸稈K吸收量最高，為118.7 kg/hm2，而子粒K吸收量差異不大；K在不同器官中的分配率為秸稈79.3%～82.9%，子粒17.1%～20.7%。晚稻測(cè)土施肥處理秸稈K吸收量高于其他施肥處理；習(xí)慣施肥與控釋氮肥處理相當(dāng)。K在不同器官中的分配率為秸稈60.7%～71.5%，子粒28.5%～39.3%。

2.4 不同施肥處理對(duì)雙季稻肥料利用率的影響

從表4可以看出，雙季稻的總肥料偏生產(chǎn)力均以測(cè)土施肥處理最高，早、晚稻分別比習(xí)慣施肥和控釋氮肥高28.7%、8.6%和19.7%、6.4%，測(cè)土施肥處理的偏生產(chǎn)力略高于控釋氮肥處理，但差異不大。雙季稻氮、磷、鉀肥農(nóng)學(xué)利用率以測(cè)土施肥處理最高，早、晚稻分別比習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理高62.5%、48.6%和17.6%、90.5%。肥料對(duì)早稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率變幅為17.6%～24.3%，習(xí)慣施肥和控釋氮肥處理差異不大，二者均低于測(cè)土施肥處理；肥料對(duì)晚稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率變幅為7.1%～12.9%，以習(xí)慣施肥處理的肥料貢獻(xiàn)率最高，測(cè)土施肥與其相當(dāng)，二者均高于控釋氮肥處理。

3 結(jié)論與討論

不施肥處理產(chǎn)量的高低在一定程度上反映了土壤基礎(chǔ)地力水平[17]，把無(wú)肥區(qū)（CK）的產(chǎn)量視為土壤（地力）對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)。本試驗(yàn)CK處理早稻產(chǎn)量為4 882 kg/hm2，其施肥處理相對(duì)應(yīng)的土壤貢獻(xiàn)率變幅為75.7%～82.4%，晚稻產(chǎn)量為8 288 kg/hm2，其施肥處理相對(duì)應(yīng)的土壤貢獻(xiàn)率變幅為87.1%～92.9%，本試驗(yàn)CK處理產(chǎn)量晚稻比早稻高3 406 kg/hm2，這可能與試驗(yàn)初的土壤基礎(chǔ)地力水平較高、灌溉、降雨或大氣沉降、生物固氮、生物殘?bào)w[18]以及雙季稻生育期有關(guān)。

隨著測(cè)土配方施肥項(xiàng)目的實(shí)施及推廣，我國(guó)農(nóng)民雖然從過(guò)去“一炮轟”的一次性施肥方式緩慢轉(zhuǎn)變?yōu)榉执问┓实姆绞剑且琅f未改變肥料投入越多，產(chǎn)量效益越高的觀念，農(nóng)民肥料投入量仍然較高，產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)效應(yīng)日益嚴(yán)重。另外，由于我國(guó)農(nóng)民的知識(shí)水平不高，農(nóng)田田塊分散、面積小，進(jìn)行逐一農(nóng)戶(hù)田塊的測(cè)土配方施肥和專(zhuān)用肥設(shè)計(jì)是不現(xiàn)實(shí)和不經(jīng)濟(jì)的，而將測(cè)土配方施肥的研究成果與肥料企業(yè)結(jié)合，直接生產(chǎn)適合農(nóng)民需要的肥料，即區(qū)域配方肥[18，19]，從而避免農(nóng)民盲目施肥，并以其為載體將測(cè)土配方施肥推而廣之，是新時(shí)期測(cè)土配方施肥需要考慮的重要課題。

從總體看，施肥后各處理產(chǎn)量均有所提高，其周年產(chǎn)量和增產(chǎn)幅度均為測(cè)土施肥>習(xí)慣施肥>控釋氮肥，說(shuō)明根據(jù)測(cè)土施肥的研究成果確定一定區(qū)域內(nèi)或田塊所需氮磷鉀養(yǎng)分配方、用量、肥料組合以及施肥方式，從而推薦指導(dǎo)農(nóng)民施用，是有一定效果的。本試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)測(cè)土配方施肥能夠改善水稻農(nóng)藝性狀，提高肥料利用率，避免盲目施肥，減少肥料的浪費(fèi)，產(chǎn)量高，效益好[20，21]。

袁隆平[22]認(rèn)為，可通過(guò)提升植株高度的株型發(fā)展模式來(lái)實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量的不斷提高，即稻谷的產(chǎn)量隨株高的增加而增加，本試驗(yàn)晚稻株高要普遍高于早稻，而產(chǎn)量也表現(xiàn)出同樣的現(xiàn)象，晚稻產(chǎn)量>早稻產(chǎn)量，這與袁隆平的研究相一致。一般認(rèn)為，保證足夠的實(shí)粒數(shù)，即每穗實(shí)粒數(shù)和有效穗數(shù)的乘積，才能保障單位面積水稻獲得高產(chǎn)[23]。但是，本試驗(yàn)結(jié)果控釋氮肥處理有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)均較高，卻未達(dá)到理想的高產(chǎn)，這可能是控釋氮肥處理氮磷鉀肥配比中鉀肥用量低于其他施肥處理，影響了水稻對(duì)其他元素的吸收和利用，從而造成控釋氮肥處理的產(chǎn)量低于其他施肥處理[24]。但從生產(chǎn)上來(lái)說(shuō)，一次性施用控釋尿素比分次施用尿素要減少許多勞動(dòng)力和肥料成本的投入，明顯增加水稻有效穗數(shù)，每穗實(shí)粒數(shù)，與陳建生等[25]、謝春生等[26]研究結(jié)果一致。

在保證產(chǎn)量不降低的前提下，從簡(jiǎn)化施肥技術(shù)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減少生產(chǎn)成本的角度[27]來(lái)考慮，施用控釋肥是一種推廣資源節(jié)約型施肥技術(shù)、落實(shí)測(cè)土配方施肥技術(shù)的行之有效的方法，也必將成為未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一種可能的選擇[28]，有待進(jìn)行的重點(diǎn)研究。

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在保證產(chǎn)量不降低的前提下，從簡(jiǎn)化施肥技術(shù)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減少生產(chǎn)成本的角度[27]來(lái)考慮，施用控釋肥是一種推廣資源節(jié)約型施肥技術(shù)、落實(shí)測(cè)土配方施肥技術(shù)的行之有效的方法，也必將成為未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一種可能的選擇[28]，有待進(jìn)行的重點(diǎn)研究。

參考文獻(xiàn)

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