不同養(yǎng)分存在情況下水稻對氮磷鉀的利用效果研究

宋淑艷

（天津農(nóng)學院 農(nóng)學與資源環(huán)境學院，天津 300384）

土壤中的養(yǎng)分作為控制農(nóng)作物成長情況和最后成熟的關鍵要素， 養(yǎng)分的存在情況對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極其重要。 養(yǎng)分的存在情況在一定程度上決定了水稻對于氮磷鉀肥料的利用效果。 只有知道了它們之間的相互關系， 才可以使水稻產(chǎn)出高質(zhì)高量的產(chǎn)品。 氮、磷、鉀中無論哪一種元素的缺失都將導致水稻生長發(fā)育受到阻礙并使水稻產(chǎn)量降低。所以在了解土壤中養(yǎng)分存在的條件下， 合理施加氮、磷、鉀肥才能既不浪費資源、不增加成本，又能產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)優(yōu)量的水稻。

1 不同施肥比例造成營養(yǎng)不均衡對水稻生長及結果的影響

1.1 施肥比例的確定

首先在一個空白區(qū)域不施肥， 一個區(qū)域不施氮肥，一個區(qū)域不施磷肥，一個區(qū)域不施鉀肥，一個區(qū)域氮磷鉀肥施用比例2∶1∶2 的設定情況下。使用經(jīng)常使用的測定方法來測定葉片面積、莖根數(shù)、植株高度、穗的長度；拿到樣品進行烘干來測定它的重量，再碾成粉末測定它的養(yǎng)分含量。 來確定不同施肥比例會對水稻的生長產(chǎn)生什么樣的影響［1］。

1.2 不同施肥處理對水稻分蘗的影響

空白區(qū)及缺氮區(qū)水稻生長的比較矮小， 分蘗少，葉子的顏色不健康并有提前衰敗的表現(xiàn)；而全肥區(qū)的葉片顏色濃綠， 分蘗力旺盛， 水稻長得最高，且長勢整齊；缺鉀區(qū)次之，然后是缺磷區(qū)。成穗率由高到低的順序為全肥區(qū)＞缺鉀區(qū)＞缺磷區(qū)＞缺氮區(qū)＞空白區(qū)，也就是說在成穗期間鉀肥對于水稻的作用大于氮肥和磷肥。

1.3 不同施肥配比對水稻產(chǎn)量的影響

每個經(jīng)過處理后的水稻的產(chǎn)量由高到低依次是全肥區(qū)＞無磷區(qū)＞無鉀區(qū)＞無氮區(qū)＞空白區(qū)。 各施肥處理產(chǎn)量均高于無肥區(qū)處理， 其中全肥區(qū)單產(chǎn)產(chǎn)量達到最高， 較空白區(qū)大概增產(chǎn)3 000 kg／hm2，增長率高達59.3%；較單一缺肥處理大概增產(chǎn)1 200～2 200 kg／hm2，增長率23.2%～43.0%；單一缺肥處理較空白區(qū)處理大概增產(chǎn)1 000～2 000 kg／hm2，增長率19.3%～39.2%。 由此可見，任何一種營養(yǎng)元素的缺少都會導致水稻產(chǎn)量降低［2］。 水稻的相對產(chǎn)量反映了該元素對水稻產(chǎn)量影響的重要程度。缺氮、缺磷和缺鉀處理的相對產(chǎn)量分別為73.5%、85.7%和82.0%。 由此可見，在當?shù)厮锓柿λ角闆r下，氮肥是影響水稻產(chǎn)量的主要因素，其次是鉀肥，磷肥對產(chǎn)量的影響相對最小，所以在水稻成熟期間氮肥的作用大于磷肥和鉀肥。

1.4 不同施肥配比對經(jīng)濟效益的影響

從經(jīng)濟收益上看， 收入最高的是鉀元素缺乏的區(qū)域，為24 566.95 元／hm2，其次是全肥區(qū)、少磷區(qū)。而資金投入最為合適的是少鉀區(qū)，它的施用肥料所花費資金在所有的施肥施用中是最低的，但收益相比較之下卻是最高的［3］，因此，如果肥料的使用程度大于正常情況時，收益就會降低［4］。 所以，應該合理的決定肥料的添加量，合理處理氮磷鉀三種肥料的配合效果，以減少不必要的浪費，來降低土壤和水環(huán)境的污染水平度， 促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［5］。

1.5 不同施肥配比對氮磷鉀肥利用率的影響

氮磷鉀肥料利用效果分別為52.46%、13.80%、24.82%，這表明在這種實驗情況下，使用氮肥對水稻產(chǎn)量的影響極其大， 因此在該實驗情況下應當控制施用磷肥，合理使用鉀肥，合理的使用氮肥， 以免造成不應該的浪費和對環(huán)境的不良影響。 而現(xiàn)在肥料的利用效率和肥料對產(chǎn)量的貢獻值還比較低， 所以應該引起政府和農(nóng)業(yè)有關部門的重視，來適當?shù)丶哟髮τ谑┓食潭鹊耐茝V，在使用有機肥料的基礎上，合理的改變氮、磷、鉀肥的施肥配比，通過這樣的方法，逐漸提升肥料的利用效率［6］。

2 不同養(yǎng)分情況下水稻對于氮磷鉀的利用效果

2.1 低磷脅迫下水稻對氮磷鉀的利用效果

氮、磷、鉀是水稻三大營養(yǎng)元素，他們的積累對于物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成有著非常重要的作用［7］。在低磷脅迫的情況下，研究水稻對于氮、磷、鉀吸收利用的影響， 了解具有差異的水稻在低磷脅迫下對于氮、磷、鉀三種營養(yǎng)元素的吸收能力和利用能力。通過這樣的方法，考慮到不同品種水稻植株對氮、磷、鉀肥的利用能力，這樣才能節(jié)約施用氮、磷、鉀肥，獲得最大的經(jīng)濟效益，減少氮、磷、鉀肥流失造成的環(huán)境污染和破壞。

綜合不同基因型的水稻在低磷環(huán)境下對于氮、磷、鉀三種肥料的利用效率進行考慮：第一種增強型，在低磷脅迫下對氮、磷、鉀肥的利用效果比正常磷環(huán)境下對磷肥的利用率明顯升高； 第二種受抑制型，在低磷脅迫下對氮、磷、鉀肥的利用率較正常磷環(huán)境下對磷肥的利用率明顯降低；第三種鈍感型，在低磷脅迫下對氮、磷、鉀肥的利用率較正常磷環(huán)境下對磷肥的利用率沒有明顯差異；第四種互作型，在低磷脅迫下對氮、磷、鉀肥的利用率較正常磷環(huán)境下對磷肥的利用率完全不一致，三種肥料的吸收會相互影響相互作用。

所以，水稻的不同基因與吸氮量、吸磷量、吸鉀量沒有明確的關系。 但是不同基因型的水稻在不同與正常環(huán)境下的低磷環(huán)境中，對于氮、磷、鉀的吸收和利用都有明顯的變化。 水稻耐低磷基因型，在低磷環(huán)境中，對于磷、鉀的吸收量較正常環(huán)境中會有所下降，而氮的吸收量變化并不明確。所以應該盡量選擇增效型水稻， 或者互作型中磷肥利用率較正常環(huán)境下增加的水稻［8］。

2.2 秸稈還田下施加氮肥水稻對氮磷鉀的利用效果

秸稈是作物生產(chǎn)中較為大量的也是重要的副產(chǎn)物，它含有大量的有機碳。秸稈還田不僅能夠提供作物生長所需要的養(yǎng)分， 可以緩解土壤養(yǎng)分耗竭， 還能夠改善土壤物理化學結構以及生物化學性質(zhì)。以粳稻“寧粳三號”作為實驗材料，在秸稈還田和不還田的條件下，進行五種氮肥處理，分別為0 g／pot、1 g／pot、1 g／pot、2 g／pot、2 g／pot， 然后比較出秸稈還田前后的氮的利用情況。 在秸稈還田情況下，氮肥使用量會顯著影響水稻的含氮量。在秸稈還田的情況下， 低氮處理會比不還田對照組高37.3%， 高氮處理會比不還田對照組高74.4%，具有顯著性差異。 處理一段時間后，低氮處理會比不還田對照組高19.5%， 高氮處理會比不還田對照組高42.3%， 經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)秸稈不還田條件下施用氮肥后水稻幼苗氮含量與秸稈還田的氮含量相似。所以在秸稈還田的條件下，氮肥不要施加太多，會造成浪費，有可能造成植株氮含量過高，植株死亡。

在秸稈還田情況下， 氮肥使用量會顯著影響水稻的含磷量，但是幾乎沒有互作效應。處理一段時間后， 低氮處理后的含磷量會比不還田對照組高27.4%， 高氮處理后的含磷量會比不還田對照組高26.3%。在秸稈不還田情況下，施用氮肥后水稻幼苗磷含量與秸稈還田的磷含量相似。 處理一段時間后， 低氮處理后的含鉀量會比不還田對照組高36.1%， 高氮處理后的含鉀量會比不還田對照組高30%左右。 再過一段時間，高氮處理后的含鉀量會比不還田對照組高97.7%。 在秸稈不還田情況下， 施用氮肥后水稻幼苗鉀含量與秸稈還田的鉀含量相似。所以在秸稈還田的條件下，鉀肥不要施加太多［9］。

2.3 炭基復混肥料下水稻對氮磷鉀的利用效果

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)， 稻殼炭具備多孔結構并且含有多種含氧官能團，它含碳量很高，并且有效鉀和活性硅的含量也比較高，有助于水稻的生長［10-12］。其中硅含量的增加可以提高水稻對氮肥、 磷肥和鉀肥的利用效率［13］。然后以水稻為實驗作物，研究在使用炭基肥的情況下水稻對氮、磷、鉀肥的利用效率。

以“株兩優(yōu)819”水稻為實驗對象，設定炭基肥、普通肥、不施肥三個處理。 然后通過凱氏定氮法測定植株中籽粒和秸稈的全氮［14］，用等離子發(fā)射光譜法測定植株中籽粒和秸稈的全磷全鉀［15］。然后減去無氮、無磷、無鉀區(qū)的影響和施加在每公頃的全氮、全磷和全鉀的含量，通過計算得出氮、磷、鉀肥料的利用效率。 經(jīng)過實驗表明，炭基肥大概能提高水稻對于肥料20%利用效率，也表現(xiàn)出炭基肥對氮、磷、鉀三種肥料利用效率的提高順序為磷肥＞鉀肥＞氮肥。

連續(xù)兩年實驗表明：在第一年，水稻經(jīng)過炭基肥處理后全氮含量均高于普通肥和無肥處理，且比普通肥處理水稻使氮含量提高了2.97%； 炭基肥處理的氮肥利用效率為50.5%， 比普通肥的處理氮肥高出12.47%。 第二年，經(jīng)過炭基肥處理的水稻的全氮含量均高于普通肥和無肥處理， 且比普通肥處理水稻使氮含量提高了4.71%； 炭基肥處理的氮肥利用效率為62.0%， 比普通肥處理氮肥高出11.31%。

在磷肥利用效率方面， 經(jīng)過炭基肥處理后的籽粒和秸稈它的含磷量均高于普通肥處理和無肥處理。在第一年，水稻經(jīng)過炭基肥處理后磷含量與普通肥處理相比，提高了3.79%；炭基肥處理的磷肥利用效率為20.1%， 比普通肥處理增加27.22%。 在第二年，水稻磷含量存在顯著性的差異， 經(jīng)過炭基肥處理的水稻磷含量均高于普通肥處理和無肥處理后的水稻， 炭基肥處理與普通肥處理相比，水稻的磷含量提高了5.66%，達到顯著性水平； 經(jīng)過炭基肥處理的水稻磷肥利用效率為23.5%，比普通肥處理增加34.29%。經(jīng)過炭基肥處理后的水稻酸性磷酸酶含量會有一定的提高，炭基肥還會增加土壤中磷生物的有效性， 來提高水稻對磷的吸收，提高水稻對磷肥的利用效率。

在鉀肥的利用效率方面， 經(jīng)過炭基肥處理后的水稻籽粒中含鉀量均高于普通肥處理和無肥處理， 但是經(jīng)過炭基肥處理后的秸稈中含鉀量與普通肥處理相比，沒有顯著性的差異。 在第一年，水稻在經(jīng)過炭基肥處理后鉀含量高于普通肥處理和無肥處理的水稻， 炭基肥處理后的水稻的鉀肥利用效率為45.7%， 比普通肥處理后的水稻增加了19.95%。 第二年，水稻經(jīng)過炭基肥處理后的鉀含量與普通肥處理和無肥處理存在著顯著性的差異， 但炭基肥處理后的水稻鉀含量低于普通肥處理，降低了5.66%，這說明兩者間存在著顯著性的差異； 炭基肥處理后的水稻的鉀肥利用率為49.8%，比普通肥處理后的水稻增加20.58%。這說明炭基肥能增加植物對鉀素的吸收， 就可以提高水稻對鉀肥的利用效率［16］。

實驗處理表明， 在田中先施加一定量的炭基肥，可以提高水稻對于氮、磷、鉀三種肥料的利用效果， 使得水稻的生產(chǎn)質(zhì)量和品質(zhì)得到一定的提升，不但減少了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的前期投入，還可以得到較高的經(jīng)濟回報， 也不會因為過量施肥而導致環(huán)境受損。

3 小結

土壤中存在的營養(yǎng)條件， 控制著水稻發(fā)育狀態(tài)和產(chǎn)量的重要要素， 養(yǎng)分含量對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很是重要。我們在施用肥料時，應該綜合考慮他們的利用效果，以免對水稻產(chǎn)生不利影響。當把水稻的稻殼灰撒在土中，它的碳含量、有效鉀、活性硅含量較高，一方面可以有助于植物生長，而且硅的存在可以增加和提高水稻對氮磷鉀肥的利用率。 當土壤經(jīng)過秸稈還田后，土壤中有機碳含量會升高，會使水稻在幼苗期提高對氮和磷的利用效果， 但對于鉀的利用效果不顯著。 而有的秸稈還田會導致氮素微生物固持和有效氮含量降低， 進而造成水稻減產(chǎn)。當土壤中低磷情況下，對于磷鉀的利用率可能會降低， 但對于氮的吸收利用會較正常增加或一致。當土壤中添加炭基肥時，它會有效地幫助水稻促進對氮磷鉀三種物質(zhì)的吸收與利用， 所以施肥時應該考慮清楚會出現(xiàn)的情況， 以免造成浪費和污染。所以說在不同的養(yǎng)分存在條件下，水稻對于氮、磷、鉀的利用率是不同的。 只有掌握各種有針對性的措施，才能實現(xiàn)土壤肥力的有效提高，保證農(nóng)業(yè)發(fā)展。