不同施磷量對水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

朱榮松++沈家禾++呂連慶++湯建平++沈鑫

摘要 通過連續(xù)4年田間試驗，研究了不同磷肥施用量對水稻產(chǎn)量及磷肥利用率的影響。結(jié)果表明：磷肥增產(chǎn)率范圍為3.3%～6.8%，肥料貢獻(xiàn)率范圍為3.4%～6.4%。磷肥利用率隨施磷量的增加而下降。磷肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率和生理利用率范圍分別為5.6～8.9 kg/kg、90.2～262.6 kg/kg、9.0%～14.6%和61.0～83.0 kg/kg。土壤磷素依存率范圍為88.4%～93.6%，說明水稻生長吸收的磷素大都來自土壤，較少來自肥料。

關(guān)鍵詞 水稻；磷肥；產(chǎn)量；肥料效率

中圖分類號 S511；S143.2；S147.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）07-0008-02

水稻是我國重要糧食作物之一，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)受品種、土壤、氣候環(huán)境及施肥等多種因素影響[1-2]。磷是肥料三要素之一，也是水稻生長必需營養(yǎng)元素。水稻缺磷后正常生理功能紊亂，出現(xiàn)個體小、分蘗少等癥狀，最終影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)。及時增施磷肥能改善缺磷效果。我國自20世紀(jì)80年代初開始提倡大量施用磷肥，至1999年近20年時間，我國農(nóng)田磷素平衡的盈余以每年11%的速度不斷增長[3]，磷肥生產(chǎn)和消耗量已居世界前列[4]。土壤磷素的累積，會降低磷肥肥效及當(dāng)季利用率，增加磷素流失的可能性，同時造成磷礦資源浪費，生產(chǎn)成本增加，嚴(yán)重時引發(fā)水體富營養(yǎng)化等一系列環(huán)境問題[4-5]。許多學(xué)者在合理施磷肥、提高磷肥當(dāng)季利用率等方面做了大量研究[6-7]。但這些成果大都針對某一田塊或短期的研究，而長期區(qū)域性的研究較少。金壇區(qū)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)，為追求水稻高產(chǎn)，磷肥不合理施用現(xiàn)象仍存在。為更好地指導(dǎo)農(nóng)民施肥，本研究從2007—2010年連續(xù)4年在水稻季共設(shè)置16個田間試驗，研究在當(dāng)前生產(chǎn)條件下，不同施磷量對水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及磷肥利用率的情況，以期為水稻科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

金壇區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)區(qū)，四季分明、雨量充沛、日照充足，適宜水稻種植。2007—2010年在江蘇省常州市金壇區(qū)共設(shè)置水稻試驗16個，試驗水稻品種與當(dāng)?shù)胤N植品種一致，前茬作物均為小麥。供試土壤為中產(chǎn)田水稻土，基本養(yǎng)分性狀：土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、全氮和pH值范圍分別為20.1～25.3 g/kg、75.3～91.2 mg/kg、12.3～18.5 mg/kg、1.17～1.52 g/kg和6.8～7.1。

1.2 試驗設(shè)計

16個田間試驗，每個試驗點均設(shè)4個處理，處理1—4分別為NP0K、NP1K、NP2K和NP3K。氮肥和鉀肥施肥總量不變，為當(dāng)?shù)赝扑]均衡施肥量，分別為270 kg/hm2和135 kg/hm2。磷肥施肥量分4個水平，0～3水平的施肥量分別為不施肥、33.75 kg/hm2、67.50 kg/hm2、101.25 kg/hm2，其中2水平為當(dāng)?shù)赝扑]施肥量。每個試驗小區(qū)面積為20 m2，各小區(qū)間筑埂覆蓋厚塑料膜，用以隔水隔肥，其他田間管理措施與當(dāng)?shù)匾恢隆?/p>

1.3 肥料運籌

各處理水稻均為機(jī)插秧，栽植22.5萬穴/hm2，每穴3～4株苗?；剩?0%氮肥+100%磷肥+40%鉀肥）于插秧前施入，分蘗肥（20%氮肥）于插秧后10 d左右施入，促花肥（30%氮肥+60%鉀肥）和?；ǚ剩?0%氮肥）時間根據(jù)苗情及葉色確定。肥料選用尿素（含純N 46%）、普鈣（含P2O5 12%）和氯化鉀（含K2O 60%）。

1.4 測定項目與方法

于水稻移栽施肥前，取0～20 cm土層，分別測定土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、全氮和pH值。水稻產(chǎn)量于水稻成熟后實收實測，同時選取有代表性的部分水稻植株樣品測定全磷含量。計算公式如下：

總吸磷量（TPA）（kg/hm2）=收獲期單位面積地上部干物重×植株含磷量；

磷肥農(nóng)學(xué)利用率（PAE）（kg/kg）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/施磷量；

磷肥吸收利用率（PRE）（%）=（施磷區(qū)植株總吸磷量-無磷區(qū)植株總吸磷量）/施磷量×100；

土壤磷素依存率（SPDR）（%）=無磷區(qū)植株總吸磷量/施磷區(qū)植株總吸磷量×100；

100 kg籽粒吸磷量（kg）=植株總吸磷量/稻谷產(chǎn)量×100；

磷肥偏生產(chǎn)力（PFPP）（kg/kg）=施磷區(qū)產(chǎn)量/施磷量；

磷肥貢獻(xiàn)率（PCR）（%）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/施磷區(qū)產(chǎn)量×100；

磷肥生理利用率（PPE）（kg/kg）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/（施磷區(qū)植株總吸磷量-無磷區(qū)植株總吸磷量）；

磷素收獲指數(shù)（PHI）=稻谷吸磷量/植株總吸磷量。

試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析利用Microsoft Excel 2003。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對機(jī)插稻產(chǎn)量的影響

本研究中，因水稻品種、土壤理化性狀等因素影響，各試驗點的產(chǎn)量變幅較大，為方便計算統(tǒng)計，所有數(shù)據(jù)剔除不合理數(shù)據(jù)后取平均值。由表1可知，施磷肥處理較不磷肥處理增產(chǎn)300～580 kg/hm2，增幅3.5%～6.8%，施磷肥能有效提升水稻產(chǎn)量，但增幅較小，低于氮肥增產(chǎn)率（45.7%～68.1%）和鉀肥增產(chǎn)率（8.4%～10.8%）[8-9]。水稻產(chǎn)量隨磷肥增施先增后減，其中磷肥2水平（67.50 kg/hm2）下，產(chǎn)量最高，說明均衡施肥能有效提升水稻產(chǎn)量。磷肥貢獻(xiàn)率（反映當(dāng)年投入磷肥的生產(chǎn)能力）隨磷肥施用增加先增后減，范圍為3.4%～6.4%，其中磷肥2水平（67.50 kg/hm2）最高。

2.2 不同處理對磷素吸收的影響

由表2可知，不施磷肥處理，水稻收獲時從土壤中帶走72.4 kg/hm2的磷素，說明長期不施磷肥，易造成土壤磷素虧損。施磷肥處理TPA（總吸磷量）隨磷肥施用量的增加而增加，處理2、3、4分別較處理1增加4.9、7.0、9.1 kg/hm2。施磷肥處理100 kg籽粒吸磷量高于不施磷肥處理，但無明顯規(guī)律。水稻PHI（磷素收獲指數(shù)），反映了磷素在營養(yǎng)器官與生殖器官中的累積和分配，隨磷肥施用無明顯規(guī)律，PHI范圍為0.64～0.71，即水稻成熟吸收的磷素64%～71%存在于籽粒中，其余29%～36%存在于秸稈中。

2.3 不同處理對肥料利用率的影響

PAE（磷肥農(nóng)學(xué)利用率）、PFPP（磷肥偏生產(chǎn)力）、PRE（磷肥吸收利用率）和PPE（磷肥生理利用率）分別從4個不同側(cè)面反映磷肥利用率。由表3可知，PAE、PFPP和PRE 3個指標(biāo)均隨磷肥施用量的增加而下降，變幅范圍分別為5.6～8.9 kg/kg、90.2～262.6 kg/kg和9.0%～14.6%。PPE變幅范圍為61.0～83.0 kg/kg，隨磷肥增施先上升后下降，說明PPE不適宜作當(dāng)?shù)厮玖追世寐手笜?biāo)。相比張福鎖等[10]2001—2005年在全國109個水稻磷肥試驗點結(jié)果，本研究1、2施肥水平的PFPP遠(yuǎn)高于全國平均水平（98.9 kg/kg），主要原因是全國平均施磷量（90 kg/hm2）較高，水稻平均產(chǎn)量較低（6.78 t/hm2）；但由于無磷處理基礎(chǔ)產(chǎn)量高，且磷肥增產(chǎn)增幅小，所以PAE和PRE接近或低于全國平均水平（9.0 kg/kg、13.1%）。綜上所述，僅憑1～2個磷肥利用率指標(biāo)很難完全反映當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件下磷肥的利用狀況，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈魑锂a(chǎn)量、施肥水平及土壤肥力等綜合考慮[1]，才能得出準(zhǔn)確結(jié)論。本研究中，磷肥利用率隨磷肥施用量的增加而下降。

施磷處理的SPDR范圍為88.4%～93.6%，隨磷肥施用量的增加而下降?？梢?，水稻生產(chǎn)所需磷素大都來自土壤，只有6.4%～11.6%來自磷肥。這是由于，一方面施入土壤的磷肥移動性差，大部分易轉(zhuǎn)化為難溶解的固定態(tài)磷或隨稻田水流失，只有很少部分轉(zhuǎn)化為能被水稻生長吸收的有效態(tài)磷[11]，因此當(dāng)季吸收的磷素來自磷肥的較少；另一方面當(dāng)?shù)赝寥烙行Я缀枯^豐富，水稻磷肥缺素相對產(chǎn)量最低達(dá)93.6%，說明當(dāng)?shù)赝寥酪涯軡M足水稻生長所需磷素，增施磷肥的作用更多是為了保產(chǎn)及維持土壤磷素含量。

3 結(jié)論與討論

該試驗結(jié)果表明，施用磷肥能有效提升水稻產(chǎn)量，但過量施磷則會引起減產(chǎn)。水稻磷肥利用率隨磷肥施用量的增加而下降，減少磷肥施用量能有效提升磷肥肥料利用率，但不利于水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。上述結(jié)論同樣適用于水稻氮肥和鉀肥施用上[8-9]。

考慮到當(dāng)前生產(chǎn)條件，一是當(dāng)?shù)赝寥懒姿剌^豐富；二是相對于氮、鉀肥，水稻磷肥增產(chǎn)及磷素需求量都較?。ㄋ驹谇捌谖樟姿乜梢栽谡麄€生育過程中反復(fù)多次從衰老器官轉(zhuǎn)向新生器官，直到水稻成熟，大部分磷素轉(zhuǎn)移集中到籽粒中）；三是磷肥在后茬作物上有明顯殘效效應(yīng)[12]。因此，在滿足前茬作物高產(chǎn)需磷量的同時，應(yīng)減少水稻當(dāng)季磷肥施用量，并且科學(xué)配施氮、鉀肥，促進(jìn)儲存在土壤中的無效態(tài)磷向可被水稻吸收的有效態(tài)磷轉(zhuǎn)化，改善土壤磷素肥力性狀[13]，以達(dá)到水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、同時提升磷肥利用率的目的[14-15]。

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