杭州市桐廬縣不同輪作方式下水稻肥料利用率

徐立軍， 石一珺， 謝煒， 黃窈軍， 倪中應(yīng)

(桐廬縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 桐廬 311500)

近年來(lái)，桐廬縣大力推進(jìn)化肥減量增效工作，但由于化肥利用率比較低，仍出現(xiàn)過(guò)量施肥現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致成本升高、產(chǎn)量下降，而且造成農(nóng)業(yè)面源污染[1]。桐廬縣溪河分布較多，流域農(nóng)田多為泥砂田，而農(nóng)田中施入的過(guò)量養(yǎng)分會(huì)因徑流而流失[2]，從而導(dǎo)致肥料利用率下降。因此，提高肥料利用率具有重要意義，目前發(fā)達(dá)國(guó)家肥料利用率約為50%～60%，而我國(guó)氮肥利用率僅約為30%[3]。桐廬縣糧食作物的主要耕作制度為稻油輪作或稻麥輪作。有研究[4]表明，在2種水旱輪作條件下，所有作物的產(chǎn)量和氮肥利用率都有明顯提高。因此，本試驗(yàn)在百江前溪流域設(shè)置2個(gè)肥料利用率試驗(yàn)，研究不同輪作制度下合理施肥對(duì)水稻產(chǎn)量及肥料氮、磷、鉀利用率的影響，總結(jié)不同施肥改進(jìn)建議，為桐廬縣水稻化肥減量增效提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

稻油輪作點(diǎn)設(shè)在百江鎮(zhèn)冷水畈，地處百江前溪中游，沖積平地，泥砂田，前茬為油菜，土壤肥力中等偏上，具體為全氮2.040 g·kg-1，堿解氮163.31 mg·kg-1，有效磷74.60 mg·kg-1，速效鉀152.60 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)24.45 g·kg-1，pH 5.21。試驗(yàn)時(shí)間為2019年6—11月。

稻麥輪作點(diǎn)設(shè)在百江鎮(zhèn)西村畈，地處百江前溪較上游處，落蘇塢山麓，泥砂田，前茬為小麥，土壤肥力較低，具體為全氮1.746 g·kg-1，堿解氮105.23 mg·kg-1，有效磷64.60 mg·kg-1，速效鉀96.10 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)25.72 g·kg-1，pH 4.94。試驗(yàn)時(shí)間為2019年6—11月。

水稻品種為甬優(yōu)15，機(jī)插秧密度30 cm×20 cm。試驗(yàn)肥料包括尿素(含N 46%)、過(guò)磷酸鈣(含P2O512%)和氯化鉀(含K2O 60%)。

1.2 處理

每個(gè)小區(qū)30 m2，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別設(shè)4個(gè)處理，分別為：PK(缺氮區(qū))、NK(缺磷區(qū))、NP(缺鉀區(qū))、NPK(全肥區(qū))。小區(qū)間筑埂隔離，田埂使用黑色薄膜覆蓋，以防小區(qū)間串水。各小區(qū)單灌單排，其他田間管理措施保持一致。兩地全肥區(qū)的N∶P2O5∶K2O養(yǎng)分投入配比均為16∶5∶9，即667 m2投入基肥尿素18.26 kg，過(guò)磷酸鈣41.67 kg，氯化鉀15.00 kg；分蘗肥為尿素6.09 kg；穗肥為尿素8.70 kg。缺素區(qū)則減去對(duì)應(yīng)肥料。

1.3 測(cè)定

水稻收獲時(shí)現(xiàn)場(chǎng)使用小型收割機(jī)收割測(cè)產(chǎn)，使用谷物含水量?jī)x進(jìn)行含水量測(cè)定，得出籽粒干產(chǎn)量，通過(guò)谷草比換算出秸稈干產(chǎn)量。將采集的水稻樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行考種，烘干磨碎后使用Cleverchem 380全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀測(cè)定水稻籽?；蚪斩挼牡⒘?、鉀養(yǎng)分含量。

按照《農(nóng)業(yè)部測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行土壤樣品采集。土壤堿解氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；有效磷測(cè)定采用Olsen法；速效鉀測(cè)定采用乙酸銨浸提-火焰光度法；有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法；pH測(cè)定采用電位法。

肥料利用率通過(guò)差減法計(jì)算，利用施肥區(qū)作物吸收的養(yǎng)分量減去不施肥區(qū)農(nóng)作物吸收的養(yǎng)分量，其差值視為肥料供應(yīng)的養(yǎng)分量，再除以所用肥料養(yǎng)分量就是肥料利用率。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及性狀

全肥區(qū)籽粒干產(chǎn)量明顯高于缺氮區(qū)，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)667 m2的籽粒干產(chǎn)量分別為620、496 kg(表1)。缺磷或缺鉀處理相對(duì)于全肥區(qū)產(chǎn)量變化較小，因此，氮肥投入量是決定產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。從秸稈干產(chǎn)量來(lái)看，除缺氮處理外，含鉀處理的秸稈產(chǎn)量均明顯高于缺鉀區(qū)，說(shuō)明缺鉀會(huì)影響水稻營(yíng)養(yǎng)器官的發(fā)育。

表1 不同施肥處理水稻產(chǎn)量及性狀表現(xiàn)

缺氮區(qū)的有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率明顯低于其他處理，因?yàn)樗救钡闆r下，蛋白質(zhì)的合成速率下降，生命活動(dòng)衰減，分蘗和灌漿過(guò)程受阻。理論上，缺氮也會(huì)導(dǎo)致每穗實(shí)粒數(shù)下降，但在本次試驗(yàn)中不明顯。缺氮區(qū)的株高均明顯低于其他處理。缺磷區(qū)和缺鉀區(qū)的株高亦低于全肥區(qū)，因?yàn)槟嗌疤锓柿^低，雜交稻對(duì)外界投入養(yǎng)分需求較高，缺磷或缺鉀影響其莖稈葉片等營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)。

2.2 土壤地力

試驗(yàn)后兩地土壤全氮含量下降幅度較大，冷水畈缺氮區(qū)的全氮含量與其他處理沒(méi)有明顯變化，但西村畈缺氮區(qū)的全氮含量明顯小于其他處理(表2)。試驗(yàn)后兩地土壤有效磷含量下降幅度也較大，并且速效鉀含量下降幅度極大，可能是因?yàn)閮傻鼐拷?，鉀養(yǎng)分流失較大。兩地有機(jī)質(zhì)和pH沒(méi)有明顯差異和變化。

表2 不同施肥處理土壤地力變化

2.3 肥料利用率

缺素區(qū)的水稻籽粒和秸稈對(duì)應(yīng)元素養(yǎng)分的吸收量均明顯低于全肥區(qū)，依次為氮肥>鉀肥>磷肥。此外，缺氮區(qū)的磷鉀吸收量都低于缺磷或缺鉀區(qū)(表3)，說(shuō)明缺氮將會(huì)導(dǎo)致水稻植株弱小，生命活動(dòng)降低，從而影響水稻對(duì)磷肥鉀肥的吸收。

表3 不同施肥處理水稻地上部分養(yǎng)分吸收量及肥料利用率

3 小結(jié)

冷水畈全肥區(qū)667 m2籽粒干產(chǎn)量為620 kg，氮、磷、鉀肥利用率分別為37.3%、18.2%、37.5%，利用率較為一般。因此，建議在繼續(xù)保持水稻-油菜輪作的基礎(chǔ)上，N的667 m2投入量降為14 kg，并且施用緩釋肥替代，P2O5的667 m2投入量降為4 kg，并采用間歇式調(diào)控，而K2O投入量可減少為5～7 kg。有研究[5]表明，秸稈中釋放的鉀素可快速在分蘗-齊穗期被水稻吸收，因此，補(bǔ)施鉀肥時(shí)，建議將基肥中鉀肥投入量移至分蘗或抽穗期。西村畈由于本身土壤全氮含量較低，因此，667 m2籽粒干產(chǎn)量較低，氮肥利用率為40.5%，氮肥投入量建議不變，而磷、鉀肥投入量可參考冷水畈。此外，兩地有機(jī)質(zhì)含量均偏低，因此，建議在保持秸稈還田的基礎(chǔ)上，投入有機(jī)肥提升地力。