精確施肥對水稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

鄭網(wǎng)宇，陳功磊，馮冰，汪吉東

（1.丹陽市土壤肥料技術(shù)指導站，江蘇 丹陽 212300；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇 南京 210000；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部江蘇耕地保育科學觀測實驗站，江蘇 南京 210014）

精確農(nóng)業(yè)，是美國在20世紀80年代初提出來的概念，其涉及到精確播種、精確施肥、水分管理、作物病蟲害防治和雜草防治、精確收獲等多個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)[1]。精確施肥是實施精確農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容之一，是以作物生長模型、作物營養(yǎng)專家系統(tǒng)為支持，以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保為目的的變量處方施肥理論和技術(shù)[1，2]。水稻是我國主要農(nóng)作物，其長期存在施肥不平衡，肥料施用量高，肥料投入結(jié)構(gòu)不合理等現(xiàn)象。施肥量增加導致成本提高，肥料利用率低，進而導致農(nóng)業(yè)面源污染。實施水稻精確施肥技術(shù)，既可顯著降低氮肥用量，也可有效提高水稻產(chǎn)量，改善稻米品質(zhì)，提高水稻綜合生產(chǎn)能力，并保護環(huán)境、減少污染[3]。以往，前人已針對水稻作物開展了部分精確施肥研究[3-6]。然而，針對在不同的土壤肥力特性，水稻作物的精確施肥的效果如何，還不太明確。本研究針對不同土壤供肥能力，開展精確施肥對水稻作物的產(chǎn)量、100kg籽粒產(chǎn)量吸N量和肥料利用率的影響，為驗證精確施肥效果，構(gòu)建水稻精確施肥模型提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2013年-2016年度，在鎮(zhèn)江市丹陽市13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)97個試驗點實施。供試土壤類型有黃泥土、粉沙土。供試水稻品種主要有武粳15、鎮(zhèn)稻413、武運粳23等。供試肥料品種為尿素（含N46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O60%）。

1.2 試驗設(shè)計

2013、2014年設(shè)無氮區(qū)、精確施肥區(qū)、習慣施肥區(qū)3個處理；2015、2016兩年增設(shè)無磷區(qū)、無鉀區(qū)、精確施肥區(qū)、有機無機配合區(qū)等處理。小區(qū)面積無氮區(qū)、無磷區(qū)、無鉀區(qū)一般為30～60m2，其它處理66～200m2。各處理間支埂包膜隔離（埂寬30 cm、高30 cm）隔離，四周設(shè)1～2m保護行，無氮對照區(qū)置于進水口附近。精確施肥區(qū)，按目標產(chǎn)量和地力等級確定氮肥用量，磷鉀肥按高產(chǎn)要求使用（表1）。無氮區(qū)，為不施N肥，P、K肥同精確施肥區(qū)；無磷區(qū)，為不施P肥，N、K肥同精確施肥區(qū)；無鉀區(qū)，為不施K肥，N、P肥同精確施肥區(qū)；習慣施肥區(qū)，為N、P、K均按當?shù)亓晳T施用。肥料運籌按氮肥基蘗肥50%（基肥60%、分蘗肥40%），穗肥40%（分二次用，倒4葉施促花肥80%、倒2葉施?；ǚ?0%）；磷鉀肥一次性作基肥。

表1 測土配方施肥區(qū)肥料用量表（kg/667m2）

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤基礎(chǔ)肥力水平對水稻產(chǎn)量的影響

不同土壤基礎(chǔ)肥力水平的各試驗區(qū)水稻產(chǎn)量情況，見表2、表3。97個試驗點無氮基礎(chǔ)地力水稻平均產(chǎn)量為433.2kg/667m2，不同土壤類型無氮基礎(chǔ)肥力對水稻產(chǎn)量有一定差異，粉沙土種植水稻的平均產(chǎn)量為395.2kg/667m2，黃泥土平均產(chǎn)量448.7kg/667m2，黃泥土明顯高于粉沙土。粉沙土試驗點28個，高等地力（≥450kg/667m2）試驗點4個，占14%，水稻平均產(chǎn)量505.0kg/667m2；中等地力（400～450kg/667m2）試驗點10個，占36%，水稻平均產(chǎn)量420.3kg/667m2；低等地力（350～400kg/667m2）試驗點8個，占29%，水稻平均產(chǎn)量374.7kg/667m2；極低等地力（＜350kg/667m2）試驗點6個，占21%，水稻平均產(chǎn)量307.3kg/667m2。黃泥土試驗點69個，高等地力試驗點15個，占22%，平均產(chǎn)量529.8kg/667m2；中等地力試驗點19個，占28%，平均產(chǎn)量470.3kg/667m2；低等地力試驗點24個，占35%，平均產(chǎn)量420.9kg/667m2；極低等地力試驗點11個，占15%，平均產(chǎn)量361.2kg/667m2。

表2 主要土壤類型無氮區(qū)基礎(chǔ)肥力對水稻產(chǎn)量的影響（kg/667m2）

無磷、無鉀區(qū)基礎(chǔ)肥力對水稻產(chǎn)量的影響，見表3。無磷基礎(chǔ)地力試驗區(qū)共17個，水稻平均產(chǎn)量550.3kg/667m2，其中高等地力試驗點3個，水稻平均產(chǎn)量621.1kg/667m2；中等地力試驗點6個，水稻平均產(chǎn)量569.0kg/667m2；低等地力試驗點6個，水稻平均產(chǎn)量529.7kg/667m2；極低等地力試驗點2個，水稻平均產(chǎn)量449.9kg/667m2。無鉀基礎(chǔ)地力試驗區(qū)共17個，水稻平均產(chǎn)量550.3kg/667m2，其中高等地力試驗點6個，水稻平均產(chǎn)量624.2kg/667m2；中等地力試驗點5個，水稻平均產(chǎn)量569.5kg/667m2；低等地力試驗點3個，水稻平均產(chǎn)量525.7kg/667m2；極低等地力試驗點3個，水稻平均產(chǎn)量452.7kg/667m2。

表3 無磷、無鉀區(qū)基礎(chǔ)肥力對水稻產(chǎn)量的影響 （kg/667m2）

2.2 精確施肥對水稻產(chǎn)量的影響

本試驗條件下，不同處理對水稻產(chǎn)量的影響，見表4。習慣施肥試驗區(qū)水稻平均產(chǎn)量為556.3kg/畝，精確施肥試驗區(qū)水稻平均產(chǎn)量達584.1kg/667m2，比習慣施肥試驗區(qū)增產(chǎn)5.0%。其中，高等地力試驗區(qū)水稻平均產(chǎn)量達602.3kg/667m2，和目標產(chǎn)量吻合率達87.9%；中等地力試驗區(qū)水稻平均產(chǎn)量達582.8kg/667m2，和目標產(chǎn)量吻合率91.8%；低等地力試驗區(qū)水稻平均產(chǎn)量達567.2kg/667m2，和目標產(chǎn)量吻合率97%。

表4 不同處理對水稻產(chǎn)量的影響（kg/667m2）

2.3 不同產(chǎn)量極差百公斤籽粒吸氮量和氮肥當季利用率

試驗期間，各試驗區(qū)水稻不同產(chǎn)量極差百公斤籽粒吸氮量和氮肥當季利用率情況見表5。隨水稻產(chǎn)量水平提高，水稻植株總吸N量呈逐漸增加趨勢。其中，畝產(chǎn)650kg及以上的水稻植株總吸N量最高，達14.2kg/667m2。隨水稻產(chǎn)量水平提高，施肥區(qū)百公斤籽粒吸氮量呈逐漸下降趨勢。施肥試驗區(qū)水稻作物氮肥當季利用率平均為25.9%。當水稻產(chǎn)量＞600kg/667m2時，氮肥利用率最高，達29.3%。不同處理氮肥利用率有明顯差異，精確施肥區(qū)平均28.2%，習慣施肥區(qū)平均23.7%，精確區(qū)比習慣區(qū)高4.5個百分點。

表5 不同產(chǎn)量極差百公斤籽粒吸氮量和氮肥當季利用率匯總表

3 結(jié)語

（1）不同土壤肥力水平顯著影響水稻作物產(chǎn)量。不同土壤類型無N基礎(chǔ)地力產(chǎn)量有明顯差異，黃泥土平均產(chǎn)量為448.7 kg/667m2，粉沙土平均產(chǎn)量為395.2 kg/667m2。不同產(chǎn)量極差總吸N量隨產(chǎn)量增加而增加，施肥區(qū)平均12.2 kg/667m2，無N區(qū)平均7.2 kg/667m2。百公斤籽粒吸N量隨產(chǎn)量增加而減少。

（2）精確施肥能夠提高水稻產(chǎn)量，提高肥料利用率。精確施肥區(qū)平均產(chǎn)量、平均氮肥利用率分別為584.1 kg/667m2、28.2%，比習慣區(qū)增產(chǎn)5.0%、提高4.5個百分點。

（3）不同土壤肥力顯著影響精確施肥的效果。地力越低，水稻實際產(chǎn)量與所設(shè)計的目標產(chǎn)量吻合率越高。