“大配方、小調(diào)整”配方肥施肥模式對早稻生長及產(chǎn)量的影響

鄭小東 ，，彭建偉 ，羅尊長 ，，張維樂 ，龔 蓉 ，王心星 ，榮湘民

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410128）

水稻是我國的主要糧食作物之一。在傳統(tǒng)水稻施肥模式中，肥料使用不當(dāng)，包括氮肥施用較多而磷、鉀肥施用較少[1-2]，或者氮、磷、鉀施用比例不當(dāng)[3]等，進(jìn)而引起水稻產(chǎn)量、品質(zhì)下降以及日益嚴(yán)重的環(huán)境污染等一系列問題[4]。測土配方施肥是根據(jù)作物對土壤養(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)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理地施用肥料[5]。測土配方施肥不僅提高了肥料的利用效率，減少了化肥的浪費(fèi)以及因此帶來的環(huán)境污染，而且對促進(jìn)糧食生產(chǎn)的恢復(fù)性增長起到了重要作用。測土配方施肥技術(shù)的實(shí)施至今已近7年，覆蓋了全國大多數(shù)地區(qū)，但各個(gè)地區(qū)的土壤環(huán)境、原有施肥措施、作物種類等不同，因此有必要對各個(gè)地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，確定促進(jìn)當(dāng)?shù)丶Z食增產(chǎn)的最佳施肥配方[6]。湖南省是水稻生產(chǎn)大省，前期研究已經(jīng)探索出適應(yīng)湖南省水稻生產(chǎn)的大配方，小調(diào)整將在大配方的基礎(chǔ)上通過田間試驗(yàn)來確定適合湖南省當(dāng)?shù)氐氖┓逝浞?。該試?yàn)研究了不同配方肥用量對水稻生育性狀、產(chǎn)量的影響，旨在探明配方肥在湖南省洞庭湖區(qū)域的應(yīng)用效果，為湖南省測土配方施肥的發(fā)展提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及土壤理化性狀

試驗(yàn)于2012年在湖南省湘陰縣興隆村進(jìn)行，供試品種為常規(guī)稻湘早秈43號，供試土壤為第四紀(jì)紅土母質(zhì)發(fā)育的稻田土壤，其基本理化性狀如下：全氮3.269 g/kg，全磷 0.69 g/kg，全鉀 12.47 g/kg，有機(jī)質(zhì) 36.12 g/kg，堿解氮 173.67 mg/kg，速效磷 11.89 mg/kg，pH 值 5.8。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)6個(gè)處理：T1（對照1）：不施肥；T2（對照2）：不施氮肥（五氧化二磷、氧化鉀分別為3 kg/667m2、4 kg/667m2）；T3：農(nóng)民習(xí)慣施肥（氮、五氧化二磷、氧化鉀分別為 10、3、6 kg/667m2）；T4：大配方（氮、五氧化二磷、氧化鉀分別為10、3、4 kg/667m2）；T5：小調(diào)整 1（氮、五氧化二磷、氧化鉀分別為 9、3、3 kg/667m2）；T6：小調(diào)整 2（氮、五氧化二磷、氧化鉀分別為9、4、4 kg/667m2）。供試肥料：配方肥（20-10-10）、尿素（含氮46%）、氯化鉀（含K2O 60%）、鈣鎂磷肥（含P2O512%）。兩對照處理面積各為15 m2，其他處理則為30 m2，每個(gè)處理3次重復(fù)。種植密度為16.7 cm×20 cm。基肥氮采用配方肥施用，如不夠用尿素，追肥氮用尿素；磷肥全部用做基肥；鉀肥不夠部分于分蘗期用氯化鉀補(bǔ)齊。處理3基肥、蘗肥氮比例為8∶2，其他處理基肥、蘗肥、穗肥為6∶3∶1。水稻生長期間水分管理采用淺水分蘗，有水抽穗，達(dá)到所需有效穗苗數(shù)的90%時(shí)開始曬田，其他時(shí)間為干濕交替，收獲前一周脫水。

1.3 測定項(xiàng)目

水稻移栽后一段時(shí)間每隔6～7 d測一次株高及分蘗數(shù)（每個(gè)小區(qū)5次重復(fù)）；分別在分蘗期、灌漿期、黃熟期測各處理的葉綠素相對值（SPAD）（每個(gè)小區(qū)15次重復(fù)）；分別在不同時(shí)期（分蘗期、孕穗期、灌漿期）取樣測定地上部不同部位的干物質(zhì)累積量；在灌漿期測定不同部位葉鞘淀粉相對含量。其測定具體步驟如下：選取具有代表性的水稻10～20株，取樣時(shí)間范圍應(yīng)在晴天上午9∶00至下午4∶00，取樣后，取其葉鞘，從葉鞘與葉片相接的葉枕處開始，用大頭針沿葉鞘脊自上而下劃一條破口，用線捆住，浸泡在0.1%的碘-碘化鉀溶液中，15～30 min后取出，用尺量出被染色部分的長度（A）及葉鞘總長度（B），求得“A/B”值，即為淀粉相對含量。在收獲期進(jìn)行實(shí)際測產(chǎn)，測定其秸稈生物量和稻谷產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析處理采用Excel和SPSS17.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比配方肥對水稻生長發(fā)育和形態(tài)建成的影響

2.1.1 不同配比配方肥對株高及分蘗動態(tài)變化的影響 在水稻生育早期，施肥多少會對水稻的形態(tài)建成產(chǎn)生影響。

第一，由圖1可以看出，在水稻移栽后，不同施肥處理會不同程度地影響水稻的株高，表現(xiàn)為單質(zhì)肥料處理（T3）、配方肥處理（T4～T6）的水稻株高大于不施肥處理（T1）和磷鉀處理（T2），這種差異在水稻的整個(gè)生長期持續(xù)存在，并且逐漸增大。缺肥或少肥與單質(zhì)肥料或配方肥處理之間的水稻株高相差較大，而缺肥與少肥、單質(zhì)肥料與配方肥處理間的株高差異則較小。由此可以看出，肥料的有無是導(dǎo)致株高產(chǎn)生差異的主要因素，肥料種類對株高差距的影響不大。另一方面，配方肥處理（T4～T6）的肥料元素配比不同會導(dǎo)致水稻株高產(chǎn)生差異。在同等養(yǎng)分用量（N、P2O5、K2O 質(zhì)量一致）處理下，配方肥處理的株高則高于單質(zhì)肥料處理，這可能是由于不同肥料性質(zhì)上的差異導(dǎo)致水稻吸收養(yǎng)分和代謝的不同，從而影響水稻基本的形態(tài)建成。

第二，水稻的分蘗情況與施肥水平有著較密切的關(guān)系。從圖2中可以看出，缺肥或少肥與單質(zhì)肥料或配方肥處理間的分蘗數(shù)相差較大，而缺肥與少肥、單質(zhì)肥料與配方肥處理下的分蘗數(shù)相差不大，其差異變化趨勢跟水稻株高相似。與株高相比，水稻的分蘗有其自身的特性。當(dāng)水稻生長到一定時(shí)期后，分蘗數(shù)表現(xiàn)為下降的趨勢，原有的分蘗會長成穗或者出現(xiàn)退化現(xiàn)象，這與水稻生長的環(huán)境條件（養(yǎng)分、空間、光照等）密切相關(guān)。因此，有效分蘗期過后，水稻分蘗數(shù)量的再增加不一定會增產(chǎn)甚至?xí)鸱醋饔?。水稻有效分蘗期通常在移栽后一個(gè)月左右，如圖2可以看出，5月15日的分蘗數(shù)與6月12日的相差不大，而6月12日的分蘗都長成了穗，可見有效分蘗與產(chǎn)量有著緊密的相關(guān)關(guān)系。

2.1.2 不同配比配方肥處理下水稻葉片SPAD值差異比較 SPAD值大小代表著植物相關(guān)部位葉綠素含量的高低。從圖3中可以看出，分蘗期和灌漿期葉綠素含量較高，到了生長后期葉綠素含量呈現(xiàn)下降的趨勢。在分蘗期階段，單質(zhì)肥料、配方肥處理下的水稻葉片葉綠素含量差異不顯著，而到了灌漿期，出現(xiàn)顯著性差異。

在所有處理中，不施肥處理（T1）、磷鉀處理（T2）下的水稻葉綠素含量普遍較低且兩者間的差異較小，由此說明氮對葉綠素形成的重要性。在灌漿期，T6處理的稻葉葉綠素含量與T3、T4呈現(xiàn)顯著性差異，說明不同施肥水平在分蘗期之后會影響稻葉葉綠素含量。

2.1.3 不同配比配方肥對水稻地上部干物質(zhì)累積的影響 施肥多少直接影響水稻各時(shí)期莖、葉干物質(zhì)的積累，進(jìn)而影響地上部總干物質(zhì)積累。由圖4可知，配方肥處理下的早稻不同部位干物質(zhì)累積要明顯高于缺肥或少肥處理，農(nóng)民習(xí)慣施肥處理T3的水稻在分蘗期生物量累積略高于缺肥或少肥處理，到了孕穗期和灌漿期其生物量累積較快，僅次于配方肥處理。由此可見，配方肥與單質(zhì)肥料性質(zhì)和肥效上的差異。不同配方肥處理下早稻各部分生物量累積在分蘗期差異較小，到了后期逐漸出現(xiàn)差異，這主要是各處理中肥料養(yǎng)分含量存在差異的緣故。

伴隨著水稻的生長，莖、葉干物質(zhì)積累對水稻地上部生物量積累的貢獻(xiàn)比不同。在分蘗期，葉重對地上部總生物量的累積占有較大的貢獻(xiàn)比，之后則表現(xiàn)為下降的趨勢，這是由于莖生長的緣故。

2.1.4 不同配比配方肥對水稻葉鞘中淀粉相對含量的影響 不同部位葉鞘淀粉相對含量對不同施肥處理的響應(yīng)程度有所差異。從圖5中可以看出，不同施肥水平對水稻最上葉鞘淀粉相對含量影響很小。而對于其他部位葉鞘來講，表現(xiàn)為葉鞘淀粉相對含量與施肥量呈現(xiàn)一定的反比關(guān)系，從第二到最下葉鞘中，相對于單質(zhì)肥料和配方肥處理，不施肥（T1）、磷鉀處理（T2）下的水稻葉鞘淀粉相對含量較高。

2.2 不同配比配方肥對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影

由表1可知，不同施肥處理會影響水稻的產(chǎn)量、秸稈重和谷草比。

第一，從產(chǎn)量來看，施肥處理（T3～T6）的產(chǎn)量結(jié)果均與無肥（T1）、少肥（T2）處理差異極顯著，可見氮磷鉀肥（特別是氮肥）對保證水稻產(chǎn)量的重要性。從表1中可以看出，在一定的肥料用量范圍內(nèi)，增施磷鉀肥會提高水稻的產(chǎn)量。從T3和T4可以看出，當(dāng)?shù)土追食渥愕那闆r下，增施鉀肥能夠提高水稻產(chǎn)量。

表1 不同施肥處理下的水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

T3與T4的產(chǎn)量較高，這是由于各自的產(chǎn)量構(gòu)成因素都處于一個(gè)較高的水平。而單個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素較高其產(chǎn)量并不一定較高，如T1和T2，盡管千粒重和結(jié)實(shí)率很高，但總粒數(shù)、空粒數(shù)和有效穗數(shù)較低，從而導(dǎo)致產(chǎn)量偏低。另外，有效穗數(shù)少養(yǎng)分競爭相對較弱，而且總粒數(shù)和空粒數(shù)低也會更利于養(yǎng)分分配到稻粒中，因此盡管T1和T2分別是無肥和少肥，但千粒重和結(jié)實(shí)率相對較高。

第二，如表1所示，秸稈重與水稻產(chǎn)量相似，無肥和少肥處理（T1和T2）與農(nóng)民習(xí)慣施肥和配方施肥處理差異呈現(xiàn)極顯著差異。與水稻產(chǎn)量數(shù)據(jù)不同的是，T4處理下的秸稈重比T3處理的要大，并且T3～T6的秸稈重差異不顯著。

第三，T3～T6處理的施肥水平谷草比差別不大，但與無肥或少肥處理有著極顯著差異。筆者認(rèn)為，谷草比在0.6左右為較正常的比值，而在0.77左右并不是正常的比值。

3 討論

施肥多少在水稻生育期早期就會影響水稻的生長發(fā)育和形態(tài)建成[7]，而且這種差異在水稻的整個(gè)生長期持續(xù)存在，并逐漸增大，最終對產(chǎn)量產(chǎn)生影響。

（1）在水稻整個(gè)生育期階段，株高一直保持增加的趨勢。盡管株高與水稻產(chǎn)量間沒有直接關(guān)系，但良好的形態(tài)建成是高產(chǎn)的基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果表明，無肥或者少肥會導(dǎo)致水稻矮化。

（2）與水稻株高相似，分蘗數(shù)也會隨著施肥的多少在整個(gè)生長期有所表現(xiàn)，但也有所不同，到了分蘗盛期后，水稻分蘗數(shù)會出現(xiàn)下降的趨勢。試驗(yàn)結(jié)果表明，分蘗盛期時(shí)的分蘗數(shù)與水稻產(chǎn)量有著密切的關(guān)系，而隨后增加的分蘗多為無效分蘗，不但沒有增產(chǎn)反而浪費(fèi)了養(yǎng)分。

（3）SPAD值代表著葉片葉綠素含量的多少[8]。研究結(jié)果表明，無肥或少肥處理的水稻葉片SPAD值與正常施肥水平處理（T3～T6）的差異極顯著。在分蘗期，正常處理之間的葉綠素含量差異不顯著，而到了灌漿期則開始出現(xiàn)差異。從養(yǎng)分角度來看，由于施肥的原因，水稻前期不缺養(yǎng)分，但因各處理養(yǎng)分總量和植物生長速度的差異，使得土壤剩余養(yǎng)分出現(xiàn)差異，導(dǎo)致植物吸收的養(yǎng)分不同，從而葉綠素含量也出現(xiàn)顯著差異。

（4）施肥多少直接影響水稻不同部位生物量的積累，配方肥處理下的早稻不同部位干物質(zhì)累積要明顯高于缺肥或少肥處理。不同部位生物量累積有所差異，但對肥料的響應(yīng)程度是相似的，表現(xiàn)為當(dāng)植物缺少養(yǎng)分時(shí)各部位生物量積累有所減少。

（5）葉鞘中淀粉的積累是水稻應(yīng)對養(yǎng)分脅迫的一種適應(yīng)性反應(yīng)[9-10]。除了第一葉鞘，其他部位葉鞘淀粉相對含量與水稻施肥水平有著一定的聯(lián)系。試驗(yàn)表明，當(dāng)水稻缺肥或少肥時(shí)，其葉鞘淀粉相對含量會增大，并且不同部位葉鞘淀粉相對含量有所差異。當(dāng)水稻缺少養(yǎng)分時(shí)，葉鞘內(nèi)的淀粉相對含量有增加的趨勢。結(jié)果還表明，第二、第三葉鞘的淀粉相對含量趨勢相似，而最上葉鞘和最下葉鞘差異明顯，這是由于不同部位葉鞘所處環(huán)境的差異以及營養(yǎng)元素自身特性所引起的。氮磷鉀在植物體內(nèi)為可移動性元素，當(dāng)植物缺少營養(yǎng)時(shí)，會優(yōu)先向所需要的部位移動，這就是最上葉鞘淀粉含量差異不明顯的原因。而最下葉鞘組織代謝水平較低，甚至出現(xiàn)組織黃化現(xiàn)象，相對淀粉含量差異則較明顯。

4 結(jié)論

良好的生長發(fā)育和形態(tài)建成是水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ)，這與充足的養(yǎng)分供應(yīng)是密不可分的。不同施肥處理會影響水稻的生長發(fā)育和形態(tài)建成，包括株高、分蘗數(shù)、葉綠素含量、葉鞘淀粉相對含量以及各部位生物累積量等，并影響水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素從而導(dǎo)致產(chǎn)量差異。從整體上講，在所有配方肥處理中，大配方模式處理的產(chǎn)量最高；而農(nóng)民習(xí)慣施肥處理下的產(chǎn)量卻高于大配方處理，其主要原因是養(yǎng)分含量（特別是鉀）相對較高。因此筆者建議，在湖南省洞庭湖區(qū)域?qū)⒋笈浞侥Ｊ教幚碇械拟涍m當(dāng)提高，具有較好的增產(chǎn)前景。

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