水稻中早39配方肥與緩控釋肥的肥料利用率探究

盧忠誠(chéng) 傅麗青 黃其穎 葉楠 劉雙日 生艷菲

(金華市耕地質(zhì)量與肥料管理站，浙江 金華 321017)

水稻是我國(guó)最為常見(jiàn)的糧食作物，國(guó)內(nèi)有60%以上的人群喜愛(ài)以稻米為日常主食[1]。金華市區(qū)范圍內(nèi)主要農(nóng)作物播種面積總計(jì)26715hm2，其中糧食作物播種面積合計(jì)11957hm2[2]，占比達(dá)44.8%，早稻是金華市雙季稻區(qū)主要的糧食作物，是金華市糧食安全的重要組成部分。秈型常規(guī)水稻品種“中早39”由中國(guó)水稻研究所選育，品種來(lái)源：嘉育253×中組3號(hào)，審定編號(hào)：浙審稻2009039、國(guó)審稻2012015，2013年入選農(nóng)業(yè)部超級(jí)稻品種推廣名單，2016年入選浙江省“十二五十大好品種”獲獎(jiǎng)榜單，2013—2021年實(shí)現(xiàn)連續(xù)9a均位居浙江省早秈稻品種推廣面積第1，單一品種面積占比超過(guò)40%，是浙江省第一大早稻品種，選擇該品種用于試驗(yàn)具有現(xiàn)實(shí)研究意義。在農(nóng)作物種植生產(chǎn)過(guò)程中，肥料的正確施用在獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)方面發(fā)揮著極為重要的作用[3]。近年來(lái)，雖然全國(guó)各地正加大力度扎實(shí)推進(jìn)化肥減量增效工作，但是仍有不少種植農(nóng)戶(hù)還是有化肥投入越多、產(chǎn)量收獲就會(huì)越高的傳統(tǒng)不合理施肥習(xí)慣[4]，不合理施肥現(xiàn)象依然存在，導(dǎo)致的結(jié)果不僅是種植成本升高、植株肥效降低、作物產(chǎn)量下降，而且流失的肥料通過(guò)農(nóng)田退水外排還可能會(huì)造成農(nóng)業(yè)面源污染[5]。有研究表明，緩控釋肥通過(guò)減緩、控制肥料養(yǎng)分釋放速度，延長(zhǎng)釋放周期，并按照作物生長(zhǎng)發(fā)育需求合理釋放肥料養(yǎng)分[6]，以達(dá)到滿足作物整個(gè)生長(zhǎng)期的需肥要求，能夠提高作物肥料利用率和作物產(chǎn)量[7，8]。因此，在金華市婺城區(qū)開(kāi)展了施用配方肥和緩控釋肥的肥料利用率試驗(yàn)，探索合理施用緩控釋肥對(duì)氮磷鉀肥利用率的提升效果情況，為今后緩控釋肥和化肥定額制在水稻種植上的研究和推廣提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在金華市婺城區(qū)羅埠鎮(zhèn)陳家村(金華市康品家庭農(nóng)場(chǎng))糧食功能區(qū)內(nèi)進(jìn)行，該基地交通方便、地勢(shì)開(kāi)闊、土地平整、土壤肥力中上且均勻。試驗(yàn)前的土壤理化性狀經(jīng)測(cè)定為pH5.5，有機(jī)質(zhì)39.81g·kg-1，堿解氮168.17mg·kg-1，有效磷38.95mg·kg-1，速效鉀134.52mg·kg-1。

供試水稻品種為早秈稻“中早39”。供試肥料有尿素(N 46%)、過(guò)磷酸鈣(P2O516%)、氯化鉀(K2O 60%)和33%好樂(lè)耕緩控釋肥(N 18%、P2O55%、K2O 10%)。試驗(yàn)時(shí)間為2021年3—6月。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共5個(gè)處理：PK為配方肥缺氮區(qū)，每667m2投入養(yǎng)分指標(biāo)為P2O53kg、K2O 4.5kg，具體施用肥料為基肥過(guò)磷酸鈣18.75kg，追肥氯化鉀7.5kg；NK為配方肥缺磷區(qū)，每667m2投入養(yǎng)分指標(biāo)為N 10kg、K2O 4.5kg，具體施用肥料為基肥尿素10.87kg，追肥尿素10.87kg、氯化鉀7.5kg；NP為配方肥缺鉀區(qū)，每667m2投入養(yǎng)分指標(biāo)為N 10kg、P2O53kg，具體施用肥料為基肥尿素10.87kg、過(guò)磷酸鈣18.75kg，追肥尿素10.87kg；NPK為配方肥全肥區(qū)，每667m2投入養(yǎng)分指標(biāo)為N 10kg、P2O53kg、K2O 4.5kg，具體施用肥料為基肥尿素10.87kg、過(guò)磷酸鈣18.75kg，追肥尿素10.87kg、氯化鉀7.5kg；HKS為緩控釋肥全肥區(qū)，每667m2投入養(yǎng)分指標(biāo)為N 10kg，P2O53kg、K2O 4.5kg，具體施用肥料為基肥好樂(lè)耕緩控釋肥30kg、過(guò)磷酸鈣9.375kg，追肥尿素10kg、氯化鉀2.5kg。

試驗(yàn)在同一田塊進(jìn)行，各小區(qū)設(shè)計(jì)面積為100m2。各小區(qū)間筑起田埂分隔，并用黑色塑料薄膜覆蓋田埂，單獨(dú)進(jìn)出水口排灌，以防相互影響。各處理除施肥不同外，除草、噴藥、排灌等其他田間管理均保持一致。早秈稻“中早39”種植均采用株距20cm，行距20cm的密度人工移栽。各處理不設(shè)重復(fù)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 水稻產(chǎn)量測(cè)定

水稻收獲時(shí)，使用小型收割機(jī)實(shí)打?qū)嵤者M(jìn)行測(cè)產(chǎn)，采集水稻籽粒和莖葉樣品測(cè)定各自含水量。

1.3.2 植株養(yǎng)分含量和土壤地力變化測(cè)定

按照農(nóng)業(yè)部制定的《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》(NY/T2911-2016)標(biāo)準(zhǔn)要求，采用自動(dòng)定氮儀法、鉬銻抗比色法和火焰光度計(jì)法分別來(lái)測(cè)定植株全氮、全磷和全鉀含量，采用堿解擴(kuò)散法、Olsen法、乙酸銨浸提-火焰光度法、油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法和電位法分別來(lái)測(cè)定土壤的堿解氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)和pH值。

1.3.3 肥料利用率計(jì)算

一般使用差減法，用施肥區(qū)水稻吸收的養(yǎng)分量與未施肥區(qū)水稻吸收的養(yǎng)分量相減，得出施入肥料有效供應(yīng)給水稻吸收的養(yǎng)分量，然后除以施入肥料的養(yǎng)分量再乘以100%。

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻產(chǎn)量表現(xiàn)

由表1可知，不論施用配方肥還是緩控釋肥，全肥區(qū)處理水稻籽粒干產(chǎn)量表現(xiàn)都要高于缺素區(qū)處理，其中HKS處理每667m2籽粒干產(chǎn)量表現(xiàn)最高，為352.6kg，比NPK處理增產(chǎn)10.7kg，增幅3.1%，說(shuō)明施用緩控釋肥可以通過(guò)延長(zhǎng)養(yǎng)分釋放期達(dá)到水稻增產(chǎn)效果。從3個(gè)缺素區(qū)處理比較來(lái)看，PK處理籽粒干產(chǎn)量表現(xiàn)最差，NK和NP處理產(chǎn)量表現(xiàn)均較大幅度高于PK處理，說(shuō)明氮肥是決定水稻產(chǎn)量的主要肥料因子，磷鉀肥次之。從水稻莖葉干產(chǎn)量來(lái)看，NP處理較NPK處理干產(chǎn)量減產(chǎn)不明顯，說(shuō)明試驗(yàn)點(diǎn)土壤中的鉀元素含量基本可滿足水稻生長(zhǎng)發(fā)育所需，可能和上一年的秸稈還田存在很大關(guān)系，土壤中含有的緩效鉀與水稻生長(zhǎng)發(fā)育所需的速效鉀達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)。水稻籽粒含水量和莖葉含水量各處理間無(wú)明顯差異和變化。

表1 不同施肥處理水稻產(chǎn)量表現(xiàn)

2.2 土壤地力變化

由表2可知，各處理實(shí)驗(yàn)前后，土壤中的堿解氮和速效鉀含量都發(fā)生較大的變化，有效磷含量變化較小，說(shuō)明水稻生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氮肥鉀肥需求量較大，磷肥次之；其中堿解氮含量HKS處理是除PK處理外變化最大的，說(shuō)明施用緩控釋肥比配方肥的氮肥生產(chǎn)力高，水稻植株對(duì)氮素吸收率高，對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的貢獻(xiàn)度大。從有機(jī)質(zhì)變化來(lái)看，HKS處理較試驗(yàn)前略微有所提升，是因?yàn)榫徔蒯尫手泻胁糠钟袡C(jī)質(zhì)補(bǔ)充到土壤中，增加了其含量，說(shuō)明長(zhǎng)期施用有機(jī)緩控釋肥有助于改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與理化性狀[9，10]。從pH變化來(lái)看，HKS處理較試驗(yàn)前下降幅度最小，說(shuō)明施用緩控釋肥比配方肥(化肥)能一定程度上緩解水稻連續(xù)種植造成土壤酸化的趨勢(shì)。

表2 不同施肥處理土壤地力變化

2.3 肥料利用率表現(xiàn)

將水稻收獲測(cè)產(chǎn)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)采集的水稻籽粒和莖葉樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，烘干研磨后測(cè)定各自氮磷鉀養(yǎng)分含量，記錄結(jié)果如表3。水稻植株吸收的氮磷鉀養(yǎng)分量通過(guò)水稻籽粒和莖葉干產(chǎn)量分別乘以各自氮磷鉀養(yǎng)分含量后相加得出；水稻氮磷鉀利用率通過(guò)全肥區(qū)水稻植株吸收的養(yǎng)分量減去對(duì)應(yīng)缺素區(qū)吸收的養(yǎng)分量，然后除以對(duì)應(yīng)氮磷鉀投入量分別計(jì)算得出，計(jì)算結(jié)果如表4所示。由表3可知，不論施用配方肥還是緩控釋肥，全肥區(qū)處理水稻植株對(duì)氮磷鉀元素的吸收能力都比缺素區(qū)強(qiáng)，其中HKS處理吸收能力最強(qiáng)，PK處理水稻植株不僅表現(xiàn)吸氮量最低，而且吸磷量和吸鉀量也相應(yīng)偏低，說(shuō)明水稻缺氮肥會(huì)影響植株正常的生長(zhǎng)發(fā)育，降低生命活力，進(jìn)而使水稻對(duì)磷鉀肥的吸收能力同步降低。由表4可知，NPK處理水稻肥料利用率分別為氮37.3%、磷17.6%、鉀35.0%，而HKS處理水稻肥料利用率分別為氮40.7%、磷23.1%、鉀43.2%，HKS處理比NPK處理氮磷鉀利用率分別提高了3.4%、5.5%和8.2%。

表3 不同施肥處理水稻養(yǎng)分含量表現(xiàn)

表4 不同施肥處理水稻植株吸收的養(yǎng)分量及肥料利用率

3 小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻缺乏氮磷鉀中任何一種元素都對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育有一定影響，其中氮肥影響最為顯著，是決定水稻產(chǎn)量的主要因子，缺氮肥會(huì)造成水稻植株生命活動(dòng)降低，同時(shí)降低水稻對(duì)磷鉀肥的吸收效率，導(dǎo)致水稻減產(chǎn)明顯；施用配方肥和緩控釋肥在667m2等量養(yǎng)分指標(biāo)(N10kg、P2O53kg、K2O 4.5kg)投入下，施用配方肥水稻肥料利用率分別為氮37.3%、磷17.6%、鉀35.0%，而施用緩控釋肥水稻肥料利用率分別為氮40.7%、磷23.1%、鉀43.2%，施用緩控釋肥比配方肥氮磷鉀利用率分別提高了3.4%、5.5%和8.2%，并且每增產(chǎn)10.7kg·667m-2，增幅3.1%?？梢?jiàn)水稻生產(chǎn)中，在穩(wěn)定水稻產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，可大力推廣緩控釋肥替代化肥工作，合理增施緩控釋肥、減施普通化肥能夠明顯提高肥料利用效率，實(shí)現(xiàn)肥料減量增效，從源頭降低農(nóng)業(yè)面源污染。