沿江地區(qū)水稻氮磷鉀配施效應(yīng)研究

吳新德+胡仁健+張萍

摘 要：采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，研究了不同氮、磷、鉀施肥處理對沿江地區(qū)早稻產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益的影響及肥料效應(yīng)。結(jié)果表明：合理施用氮、磷、鉀肥能夠產(chǎn)生顯著的增產(chǎn)、增收效果，空白區(qū)產(chǎn)量<缺氮區(qū)產(chǎn)量<缺鉀區(qū)產(chǎn)量<缺磷區(qū)產(chǎn)量；氮的增產(chǎn)效應(yīng)>磷的增產(chǎn)效應(yīng)>鉀的增產(chǎn)效應(yīng)；N、P互作效應(yīng)最高，其次是N、P、K，而NK、NP互作效應(yīng)較差；通過模型比較分析，氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最佳施用量分別為11.7kg/667m2、2.8kg/667m2和1.5kg/667m2，可獲得理論產(chǎn)量為540kg/667m2。

關(guān)鍵詞：早稻；肥料效應(yīng)；“3414”設(shè)計(jì)；最佳施肥量

中圖分類號 S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）15-68-03

池州地處長江南岸，水、熱、光資源充足，十分適宜發(fā)展優(yōu)質(zhì)水稻生產(chǎn)。該市常年水稻種植面積在10萬hm2左右，總產(chǎn)50萬t以上，是安徽省優(yōu)質(zhì)水稻主產(chǎn)區(qū)，也是國家商品糧生產(chǎn)基地。研究水稻對氮、磷、鉀肥效應(yīng)及適宜用量，充分發(fā)揮科學(xué)施肥技術(shù)在水稻持續(xù)增產(chǎn)的支撐作用，不僅能穩(wěn)住當(dāng)?shù)丶Z農(nóng)增收的主渠道，而且能為保障糧食有效供給、促進(jìn)糧食安全做出更大貢獻(xiàn)[1-3]。為此，結(jié)合測土配方施肥項(xiàng)目，筆者采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)開展了早稻氮磷鉀肥效試驗(yàn)研究，旨在探明肥料配施肥對水稻產(chǎn)量的影響及氮、磷、鉀肥最佳施肥量，以期為沿江地區(qū)水稻合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 供試早稻品種為早秈788。供試肥料為尿素（N46.4%），過磷酸鈣（P2O512.0%），氯化鉀（K2O60.0%）。

1.2 試驗(yàn)田概況 試驗(yàn)于2014在池州市貴池區(qū)烏沙鎮(zhèn)紅莊村何福壽承包田實(shí)施，面積1 542m2。該田塊地勢平坦，肥力均勻，排灌良好，周圍無高大建筑及樹木。土壤類型為灰泥田，土壤理化性狀為：pH6.0，有機(jī)質(zhì)21g/kg，堿解氮131mg/kg，速效磷16.6mg/kg，速效鉀146mg/kg。3月31日播種，旱育秧，4月20日移栽，7月10日收獲。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 參考《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》（2011年修訂版），設(shè)N、P、K3個因素4個水平14個處理，N水平為0、5、10、15kg/667m2；P2O5水平為0、2、4、6kg/667m2；K2O水平為0、2.5、5、7.5kg/667m2（表1）。

表1 不同處理的施肥水平（kg/667m2）

[處理＼&水平代碼＼&N＼&P2O5＼&K2O＼&1＼&N0P0K0＼&0＼&0＼&0＼&2＼&N0P2K2＼&0＼&4＼&5＼&3＼&N1P2K2＼&5＼&4＼&5＼&4＼&N2P0K2＼&10＼&0＼&5＼&5＼&N2P1K2＼&10＼&2＼&5＼&6＼&N2P2K2＼&10＼&4＼&5＼&7＼&N2P3K2＼&10＼&6＼&5＼&8＼&N2P2K0＼&10＼&4＼&0＼&9＼&N2P2K1＼&10＼&4＼&2.5＼&10＼&N2P2K3＼&10＼&4＼&7.5＼&11＼&N3P2K2＼&15＼&4＼&5＼&12＼&N1P1K2＼&5＼&2＼&5＼&13＼&N1P2K1＼&5＼&4＼&2.5＼&14＼&N2P1K1＼&10＼&2＼&2.5＼&]

小區(qū)長8m，寬2.5m，面積20m2。隨機(jī)排列，2次重復(fù)。小區(qū)間做埂覆膜，有獨(dú)立的排灌溝。移栽密度每小區(qū)13行，每行51株。株行距20.8cm×16cm，每667m2栽2萬穴。

氮肥分基肥、蘗肥、穗肥，3次比例為5∶3∶2；磷肥全作基肥；鉀肥分基肥、穗肥，比例為5∶5?；试谛^(qū)做埂后均勻撒施再推平入泥，分蘗肥在移栽后5d撒施，穗肥在倒三葉期撒施。各小區(qū)除施肥不同外，其他管理措施一致。早稻成熟后，每個小區(qū)單打單收。按“3414”要求進(jìn)行觀察記載和數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀不同配施水平對早稻產(chǎn)量的影響 從表2看出，處理9（N2P2K1）產(chǎn)量最高，為539.27kg/667m2；處理1空白對照（N0P0K0）最低，僅為286.81kg/667m2，是最高產(chǎn)量N2P2K1處理的53.2%。處理1（空白對照）、處理2（缺氮區(qū)）、處理4（缺磷區(qū)）和處理8（缺鉀區(qū)）的相對產(chǎn)量分別為53.2%、53.5%、95.1%、99.7%，空白區(qū)產(chǎn)量<缺氮區(qū)產(chǎn)量<缺磷區(qū)產(chǎn)量<缺鉀區(qū)產(chǎn)量。產(chǎn)量排前3位的處理9，處理5、6、8，處理11，分別比空白處理1增產(chǎn)88.02%、87.50%、85.76%，表明氮磷鉀肥配施能顯著提高水稻產(chǎn)量。

表2 不同處理早稻產(chǎn)量

[處理＼&水平

代碼＼& 產(chǎn)量 ＼& 與處理1比較± ＼&相對

產(chǎn)量

（%）＼&位次＼&小區(qū)

產(chǎn)量（kg）＼&折合產(chǎn)量（kg/667m2）＼&（kg/667m2）＼&（%）＼&1＼&N0P0K0＼&8.60＼&286.81＼&＼&＼&53.2＼&14＼&2＼&N0P2K2＼&8.65＼&288.48＼&1.67＼&0.58＼&53.5＼&11＼&3＼&N1P2K2＼&13.90＼&463.57＼&176.76＼&61.63＼&85.9＼&8＼&4＼&N2P0K2＼&15.38＼&512.76＼&225.95＼&78.78＼&95.1＼&6＼&5＼&N2P1K2＼&16.13＼&537.77＼&250.96＼&87.50＼&99.7＼&2＼&6＼&N2P2K2＼&16.13＼&537.77＼&250.96＼&87.50＼&99.7＼&2＼&7＼&N2P3K2＼&15.18＼&506.09＼&219.28＼&76.45＼&93.8＼&7＼&8＼&N2P2K0＼&16.13＼&537.77＼&250.96＼&87.50＼&99.7＼&2＼&9＼&N2P2K1＼&16.17＼&539.27＼&252.46＼&88.02＼&100＼&1＼&10＼&N2P2K3＼&15.74＼&524.93＼&238.12＼&83.02＼&97.3＼&4＼&11＼&N3P2K2＼&15.98＼&532.77＼&245.96＼&85.76＼&98.7＼&3＼&12＼&N1P1K2＼&13.38＼&446.06＼&159.25＼&55.52＼&82.7＼&10＼&13＼&N1P2K1＼&13.55＼&451.89＼&165.08＼&57.56＼&83.7＼&9＼&14＼&N2P1K1＼&15.50＼&516.93＼&230.12＼&80.23＼&95.8＼&5＼&]

2.2 氮、磷、鉀不同配施水平的肥料效應(yīng) 從表3看出，水稻的增產(chǎn)幅度隨氮、磷、鉀施用量的增加逐漸降低。當(dāng)其中氮固定在2水平時，水稻產(chǎn)量只在0～2水平隨氮肥施用量的緩慢增加；氮施肥量超過2水平、磷鉀超過施肥量1水平時產(chǎn)量下降，增產(chǎn)幅度下降水平：磷肥>鉀肥>氮肥，因此在生產(chǎn)上要注意穩(wěn)氮控磷，酌情補(bǔ)鉀。從表3同時看出，在氮、磷、鉀肥配合施用中，增產(chǎn)率分別為60.69%～96.42%、-1.30%～4.88%、-2.39%～0.28%，平均為76.22%、2.82%、-0.70%，這表明氮的增產(chǎn)效應(yīng)>磷的增產(chǎn)效應(yīng)>鉀的增產(chǎn)效應(yīng)；肥料的貢獻(xiàn)率分別為37.77%～46.36%、-1.32%～4.67%、-2.45%～0.28%，平均為43.33%、2.67%、-0.72%，結(jié)果表明，氮肥的貢獻(xiàn)率>磷肥的貢獻(xiàn)率>鉀肥的貢獻(xiàn)率；土壤的貢獻(xiàn)率分別為53.64%～67.23%、95.33%～101.32%、99.72%～102.45%，平均為56.67%、97.33%、100.72%，結(jié)果表明，鉀素的貢獻(xiàn)率>磷素的貢獻(xiàn)率>氮素的貢獻(xiàn)率。

表3 氮、磷、鉀不同配施水平的肥料效應(yīng)

[因素＼&處理＼&水平

代碼＼&施肥量

（kg/667m2）＼&產(chǎn)量

（kg/667m2）＼&增產(chǎn)率

（%）＼&肥料貢

獻(xiàn)率（%）＼&土壤貢獻(xiàn)率（%）＼&N＼&2＼&N0P2K2＼&0＼&288.48＼&＼&＼&＼&3＼&N1P2K2＼&5＼&463.57＼&60.69＼&37.77＼&67.23＼&6＼&N2P2K2＼&10＼&537.77＼&96.42＼&46.36＼&53.64＼&11＼&N3P2K2＼&15＼&532.77＼&81.56＼&45.85＼&54.15＼&平均＼&＼&＼&＼&76.22＼&43.33＼&56.67＼&P＼&4＼&N2P0K2＼&0＼&512.76＼&＼&＼&＼&5＼&N2P1K2＼&2＼&537.77＼&4.88＼&4.67＼&95.33＼&6＼&N2P2K2＼&4＼&537.77＼&4.88＼&4.67＼&95.33＼&7＼&N2P3K2＼&6＼&506.09＼&-1.30＼&-1.32＼&101.32＼&平均＼&＼&＼&＼&2.82＼&2.67＼&97.33＼&K＼&8＼&N2P2K0＼&0＼&537.77＼&＼&＼&＼&9＼&N2P2K1＼&2.5＼&539.27＼&0.28＼&0.28＼&99.72＼&6＼&N2P2K2＼&5＼&537.77＼& 0＼&0＼&100＼&10＼&N2P2K3＼&7.5＼&524.93＼&-2.39＼&-2.45＼&102.45＼&平均＼&＼&＼&＼&-0.70＼&-0.72＼&100.72＼&]

2.3 氮、磷、鉀不同配施水平對早稻經(jīng)濟(jì)效益的影響 從表4可看出，凈產(chǎn)值以處理8（N2P2K0）為最高，處理9（N2P2K1）排第2位，處理5（N2P1K2）排第3位，處理2（N0P2K2）最低；產(chǎn)投比以處理8（N2P2K0）為最高，處理9（N2P2K1）排第2位，處理5（N2P1K2）排第3位，處理2（N0P2K2）最低。由此可見，氮、磷、鉀不同配施水平對早稻經(jīng)濟(jì)效益有重要的影響，除處理2外，施肥處理與不施肥處理相比，單位面積凈產(chǎn)值均有顯著增加。

2.4 耕地地力基礎(chǔ)產(chǎn)量與施肥依存度分析 從表5可以看出，早稻對氮肥的依存度最強(qiáng)，施肥依存度為46.3%；其次是磷肥，施肥依存度為4.7%；對鉀的依存度不明顯；氮、磷、鉀配施時，施肥依存度為49.2%，說明氮肥對早稻產(chǎn)量起至關(guān)重要的作用，是產(chǎn)量的主要限制因素，在3種肥料中占主導(dǎo)地位，磷肥次之，鉀肥不明顯，可見氮磷配施效果最好。從試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分狀況看，早稻移栽前土壤0～20cm耕層基礎(chǔ)土樣養(yǎng)分含量為：堿解氮131mg/kg，速效磷16.6mg/kg，速效鉀146mg/kg，說明土壤氮養(yǎng)分缺乏，磷養(yǎng)分含量中等。堿解氮作為土壤影響水稻產(chǎn)量的一個重要因子，受到施肥等因素影響較大，氮肥的相對產(chǎn)量為53.6%，說明灰泥田土壤供氮能力不強(qiáng)；而土壤速效磷對早稻也有影響，磷肥的相對產(chǎn)量為95.3%，說明該地區(qū)土壤磷素供給尚存不足，從外界適量補(bǔ)充有必要，這與施肥依存度分析結(jié)果基本一致。

表4 不同處理的經(jīng)濟(jì)效益比較

[處理＼&產(chǎn)量

（kg/667m2）＼&產(chǎn)值

（元 /667m2）＼&勞力投

入（元 /667m2）＼&肥料投

入（元 /667m2）＼&凈產(chǎn)值

（元 /667m2）＼&與處理1

比較±

（元/667m2）＼&產(chǎn)

投

比＼&位次＼&1＼&286.81＼&630.98＼&300＼&0.00＼&330.98＼&＼&2.10＼&13＼&2＼&288.48＼&634.66＼&300＼&56.61＼&278.05＼&-52.93＼&1.78＼&14＼&3＼&463.57＼&1019.8＼&300＼&70.00＼&649.85＼&318.87＼&2.76＼&10＼&4＼&512.76＼&1128.07＼&300＼&60.08＼&767.99＼&437.01＼&3.13＼&8＼&5＼&537.77＼&1183.09＼&300＼&71.76＼&811.33＼&480.35＼&3.18＼&3＼&6＼&537.77＼&1183.09＼&300＼&83.42＼&799.67＼&468.69＼&3.09＼&4＼&7＼&506.09＼&1113.40＼&300＼&95.06＼&718.34＼&380.36＼&2.82＼&9＼&8＼&537.77＼&1183.09＼&300＼&50.09＼&833.3＼&502.32＼&3.38＼&1＼&9＼&539.27＼&1186.39＼&300＼&61.74＼&824.65＼&493.67＼&3.28＼&2＼&10＼&524.93＼&1154.85＼&300＼&85.04＼&769.81＼&438.83＼&3.0＼&7＼&11＼&532.77＼&1172.09＼&300＼&96.81＼&775.28＼&444.3＼&2.95＼&6＼&12＼&446.06＼&981.33＼&300＼&58.37＼&622.96＼&291.98＼&2.74＼&12＼&13＼&451.89＼&994.16＼&300＼&48.35＼&645.81＼&314.83＼&2.85＼&11＼&14＼&516.93＼&1137.25＼&300＼&50.08＼&787.17＼&456.19＼&3.25＼&5＼&]

注：稻谷元2.2/kg、尿素1.60元/kg、過磷酸鈣0.70元/kg、氯化鉀3.00元/kg。

表5 耕耕地基礎(chǔ)產(chǎn)量與施肥依存度

[處理＼&產(chǎn)量＼&與處理1比較±

（kg/667m2）＼&與處理1比較±（%）＼&相對產(chǎn)量

（%）＼&施肥依存度

（%）＼&1＼&286.81＼&＼&＼&53.3＼&＼&2＼&288.48＼&1.67＼&0.58＼&53.6＼&46.4＼&4＼&512.76＼&225.95＼&78.78＼&95.3＼&4.7＼&6＼&537.77＼&250.96＼&87.50＼&100＼&49.2＼&8＼&537.77＼&250.96＼&87.50＼&100＼&0＼&]

注：施肥依存度（%）=100%-相對產(chǎn)量（其中全肥區(qū)的施肥依存度=100%-空白區(qū)相對產(chǎn)量）。

2.5 肥料效應(yīng)模型與推薦施肥量 本研究用“3414”田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)（2.0 For WinXP With Dotnet 2.0版本）對氮磷鉀施用量與產(chǎn)量之間的關(guān)系進(jìn)行一元二次、三元二次肥效模型擬合，并作回歸分析。

2.5.1 三元二次肥效模型 模型如下：

Y=284.6633+35.322N+20.8659P+0.236K-1.5864N2-2.686P2-0.0431K2+0.4044NP+0.634NK-1.7955PK

對該回歸方程進(jìn)行顯著性測驗(yàn)，F(xiàn)=80.3257>F0.01=14.659 1，達(dá)極顯著水平，說明可以用此方程確定氮磷鉀肥的最大施肥量和最佳施肥量。最大施肥量：純N、P2O5、K2O分別是11.98kg/667m2、4.29kg/667m2、1.49kg/667m2；最佳施肥量：純N、P2O5、K2O分別是11.7kg/667m2、2.8kg/667m2、4.33kg/667m2，平均產(chǎn)量為541.46kg/667m2。

2.5.2 一元二次肥效模型 采用一元肥料效應(yīng)模型擬合時，以處理2、3、6、11（不同水平，P、K適量）進(jìn)行N肥料效應(yīng)擬合，由此，分別對處理4、5、6、7及6、8、9、10進(jìn)行P、K肥料效應(yīng)的擬合得出：

（1）氮效應(yīng)一元二次模型y=289.5614+43.1549N-1.8009N2（R=0.9997）

氮素最大施肥量為11.98kg/667m2，最佳施肥量為11.85kg/667m2，平均產(chǎn)量為548.08kg/667m2。

（2）磷效應(yīng)一元二次模型y=512.4227+20.2602P-3.5434P2（R=0.9987）

磷素最大施肥量為2.86kg/667m2，最佳施肥量為2.81kg/667m2，平均產(chǎn)量為541.38kg/667m2。

（3）鉀效應(yīng)一元二次模型y=537.35+2.7014K-0.5736K2（R=0.9870）

鉀素最大施肥量為2.35kg/667m2，最佳施肥量為1.97kg/667m2，平均產(chǎn)量為540.49kg/667m2。

以上分析2種肥效模型擬合結(jié)果較為接近，說明試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較可靠。通過比較尋優(yōu)，三元二次模型中鉀肥最佳施肥量與實(shí)際偏離較大，結(jié)合鉀效應(yīng)一元二次模型擬合結(jié)果，鉀肥最佳施肥量采用三元二次模型鉀肥最大施肥量與實(shí)際較為接近，所以尋優(yōu)結(jié)果：氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最佳施肥量分別為11.7kg/667m2、2.8kg/667m2和1.5kg/667m2，可獲得理論產(chǎn)量為540kg/667m2。

3 結(jié)論與討論

（1）根據(jù)田間試驗(yàn)結(jié)果，建立了安徽沿江地區(qū)早稻施肥與產(chǎn)量的三元二次和一元二次模型，通過模型分析得，氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最佳施肥量分別為11.7kg/667m2、2.8kg/667m2和1.5kg/667m2，可獲得理論產(chǎn)量為540kg/667m2。沿江地區(qū)早稻施肥模型及氮、磷、鉀施肥技術(shù)指標(biāo)體系，對開展該地區(qū)早稻合理施肥具有指導(dǎo)意義。

（2）試驗(yàn)表明：空白區(qū)產(chǎn)量<缺氮區(qū)產(chǎn)量<缺磷區(qū)產(chǎn)量<缺鉀區(qū)產(chǎn)量，氮的增產(chǎn)效應(yīng)>磷的增產(chǎn)效應(yīng)>鉀的增產(chǎn)效應(yīng)，可見氮素是主要限制因子；且有N、P互作效應(yīng)最高，其次是N、P、K，而NK、NP互作效應(yīng)較差；施肥依存度從大到小依次為氮>磷>鉀，最高產(chǎn)量施肥是N2P2K1組合，最佳經(jīng)濟(jì)效益施肥是N2P2K0組合。鑒于此，在早稻生產(chǎn)上，施肥要穩(wěn)氮控磷，以氮肥投入為主，配合施用一定量的磷肥，改變過去農(nóng)民普遍施用氮肥、磷肥、鉀肥習(xí)慣，以利節(jié)本增效。

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（責(zé)編：張宏民）