潘孝忠，謝良商，符傳良，曾建華

（海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研發(fā)中心/海南省農(nóng)作物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南?？?571100）

為貫徹落實(shí)中央一號(hào)文件，2005年開始，農(nóng)業(yè)部積極組織實(shí)施了測(cè)土配方施肥行動(dòng)。測(cè)土配方施肥既是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)資源高效利用的有效途徑，也是促進(jìn)廣大農(nóng)民優(yōu)化化肥投入，減少化肥浪費(fèi)，降低化肥需求，在一定程度上抑制化肥價(jià)格過快增長(zhǎng)，節(jié)本增效和增產(chǎn)增收的重要手段，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義[1]。近幾年，全國(guó)各地實(shí)施測(cè)土配方施肥試驗(yàn)[2-5]，提出了當(dāng)?shù)赝寥啦煌柿λ较滤镜牡?、磷、鉀肥推薦施用量。筆者通過在海南省保亭縣實(shí)施“3414”水稻田間肥料效應(yīng)試驗(yàn)，了解海南省保亭縣土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分的限制程度，探明氮、磷、鉀肥的施用對(duì)稻谷增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率及其交互作用，模擬稻谷產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間的數(shù)學(xué)方程，為海南省保亭縣測(cè)土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)設(shè)在海南省保亭縣三道鄉(xiāng)，土壤為河流沖積形成的水稻土，基本理化性狀為：pH 5.27，有機(jī)質(zhì)10.90 g/kg，堿解氮 51.30 mg/kg，速效磷（P2O5）5.40 mg/kg，速效鉀（K2O）39.70 mg/kg。

供試水稻品種為神農(nóng)326。供試肥料為尿素（中海石油化學(xué)股份有限公司生產(chǎn)，含N 46%）、過磷酸鈣（廣東湛江生產(chǎn)，含P2O516%）、氯化鉀（加拿大產(chǎn)，含 K2O 60%）。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)采用“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因素及水平編碼見表1，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2（5 m×4 m）。試驗(yàn)于2010年2月2日插秧，移植規(guī)格為20 cm×20 cm，每叢插1～2苗，各小區(qū)移植苗數(shù)均等，同時(shí)要注意適時(shí)補(bǔ)苗，5月15日收獲。磷肥做基肥一次施用；氮肥按基肥30%、植后7 d 40%、植后40 d 30%比例施用；鉀肥按基肥20%、植后7 d 30%、植后40 d 50%比例施用。收獲前各處理定5點(diǎn)，每點(diǎn)隨機(jī)定2株共10株取樣考種，調(diào)查測(cè)定有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等經(jīng)濟(jì)性狀，小區(qū)產(chǎn)量采用單收單打測(cè)產(chǎn)。

1.2.2 推薦施肥量的確定方法。通過設(shè)定水稻產(chǎn)量為目標(biāo)y，肥料用量為變量x，進(jìn)行三元二次和一元二次肥料效應(yīng)模型的擬合，計(jì)算最高產(chǎn)量時(shí)的氮、磷、鉀肥施用量，再根據(jù)稻谷實(shí)際價(jià)格及肥料價(jià)格，計(jì)算最佳經(jīng)濟(jì)效益時(shí)的施肥量。綜合考慮F值檢驗(yàn)、R2值檢驗(yàn)及其施肥量的合理性，最終確定水稻的推薦施肥量[6]。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003、SPSS 9.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)采用方差分析和多重比較（DUNCAN）的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)各處理組合設(shè)計(jì)方案 kg/hm2

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不同。等量磷、鉀肥基礎(chǔ)上，施用氮肥較不施氮肥明顯增加了有效穗和和穗粒數(shù)，其中以處理⑥最高，有效穗和穗粒數(shù)分別達(dá)182.55萬/hm2和234.07粒，繼續(xù)增施氮肥，反而降低了有效穗和穗粒數(shù)；結(jié)實(shí)率隨著氮肥用量的增加而降低，氮肥對(duì)千粒重的影響沒有明顯的規(guī)律。等量氮、鉀肥基礎(chǔ)上，隨著磷肥施用量的增加，水稻有效穗和穗粒數(shù)都呈先增加后下降的趨勢(shì)，結(jié)實(shí)率隨著磷肥施用量的增加而降低。等量氮、磷肥基礎(chǔ)上，水稻有效穗和穗粒數(shù)隨著鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，鉀肥對(duì)結(jié)實(shí)率的影響不明顯。不同施肥處理對(duì)水稻千粒重影響小，處理⑧千粒重最高，達(dá)23.70 g，比處理⑨高3.50%。

以上分析可知，水稻有效穗和穗粒數(shù)隨著氮、磷、鉀肥料施用量的增加而增加，繼續(xù)增加施用量則逐漸降低，結(jié)實(shí)率隨著肥料施用量的增加而趨于減少，不同施肥處理對(duì)千粒重影響小，說明在水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和生殖生長(zhǎng)期有足夠的養(yǎng)分有利于分蘗成穗和提高穗粒數(shù)，但養(yǎng)分過高，植株生長(zhǎng)較茂盛，分蘗過多，會(huì)降低有效穗和結(jié)實(shí)率。因此，通過配方施肥增加有效穗、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率是取得水稻高產(chǎn)的有效途徑[7]。

表2 不同施肥處理對(duì)水稻構(gòu)成因素和產(chǎn)量的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

各處理經(jīng)LSD法多重比較[7]，不同氮、磷、鉀肥施用水平對(duì)水稻產(chǎn)量的影響達(dá)到極顯著水平（P=0.007 6）（表2）。其中以不施肥處理的產(chǎn)量最低，處理⑥的產(chǎn)量最高，達(dá)8 289.90 kg/hm2，較不施肥處理①增產(chǎn)77.90%。處理③、⑥和11○產(chǎn)量比處理②分別增產(chǎn)40.98%、72.64%和52.60%，說明在P2、K2水平下，水稻的產(chǎn)量隨著氮肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，缺氮素相對(duì)產(chǎn)量為57.93%，增產(chǎn)顯著。處理⑤、⑥和⑦產(chǎn)量比處理④分別增產(chǎn)14.83%、19.47%和 10.72%，說明在 N2、K2水平下，水稻的產(chǎn)量隨著磷肥施用量的增加先增加再遞減，缺磷素相對(duì)產(chǎn)量為83.70%，增產(chǎn)可以。處理⑨、⑥和⑩產(chǎn)量比處理⑧分別增產(chǎn)14.21%、22.45%和13.48%，說明在N2、P2水平下，水稻的產(chǎn)量隨著鉀肥施用量的增加先增加后遞減，缺鉀素相對(duì)產(chǎn)量為81.67%，增產(chǎn)一般。

以上分析可知，隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，水稻產(chǎn)量均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，氮素對(duì)水稻產(chǎn)量影響最大，不施氮肥嚴(yán)重減產(chǎn)，一旦有氮肥投入產(chǎn)量則顯著提高，磷素對(duì)產(chǎn)量影響次之，鉀素對(duì)產(chǎn)量影響較小。

2.3 水稻氮磷鉀肥施用量?jī)?yōu)化

2.3.1 三元二次肥料效應(yīng)模型。據(jù)表2，該試驗(yàn)擬合得到三元二次肥料效應(yīng)方程為：y=306.617+17.230 x1+17.054x2+10.484x3+2.239x1x2+0.750x1x3-1.412 x2x3-1.308x12-3.359x22-0.591x32(x1、x2、x3分別代表氮、磷、鉀肥用量)。對(duì)方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，P=0.007 6，R2=0.958 5[9]。

經(jīng)方程優(yōu)化，得出在最高產(chǎn)量為7 977.75 kg/hm2時(shí)，氮、磷、鉀肥施用量分別為 211.20、69.90、183.60 kg/hm2，此時(shí)氮、磷、鉀養(yǎng)分配比為 1∶0.33∶0.87。在氮、磷、鉀肥料及稻谷價(jià)格分別為 6.09、5.63、5.33、2.40元/kg的情況下，氮、磷、鉀肥料施用量分別為169.95、78.75、75.45 kg/hm2時(shí)可獲最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為7 500.45 kg/hm2[9 ]，此時(shí)氮、磷、鉀肥料配比為1︰0.46︰0.44。

2.3.2 一元二次肥料效應(yīng)模型。采用降維法，將建立的回歸方程中3個(gè)因素中的2個(gè)固定在2水平上，得到各因素的一元二次回歸子模型（表3）。求3個(gè)單因素回歸方程的極值點(diǎn)，得各方程獲最高產(chǎn)量時(shí)氮、磷、鉀肥施用量分別為 183.00、54.30、144.00 kg/hm2，此時(shí)氮、磷、鉀肥料配比為 1︰0.30︰0.79。

綜合上述分析，結(jié)合海南保亭水稻生產(chǎn)的實(shí)際，建議水稻生產(chǎn)中氮、磷、鉀肥料施用量分別為150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此時(shí)氮、磷、鉀養(yǎng)分配比以 1∶（0.40～0.50）∶（0.70～0.90）較合適。

表3 一元二次肥料效應(yīng)模型

3 小結(jié)與討論

（1）試驗(yàn)結(jié)果初步表明，水稻的有效穗和穗粒數(shù)隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，結(jié)實(shí)率隨著氮、磷肥施用量的增加而趨于減少，不同施肥處理對(duì)千粒重影響小。因此，通過配方施肥增加有效穗、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率是取得水稻高產(chǎn)的有效途徑。

（2）氮磷鉀三要素中，氮素對(duì)水稻產(chǎn)量影響最大，磷素對(duì)產(chǎn)量影響次之，鉀素對(duì)產(chǎn)量影響較小。多元回歸方程分析表明，氮、磷、鉀肥料施用量分別為211.20、69.90、183.60 kg/hm2時(shí)水稻產(chǎn)量最高。結(jié)合海南保亭水稻生產(chǎn)的實(shí)際，建議水稻生產(chǎn)中施用氮、磷、鉀養(yǎng)分分別為 150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此時(shí)氮、磷、鉀養(yǎng)分配比以 1∶0.40 ～0.50∶0.70～0.90較合適。

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缺素區(qū)相對(duì)產(chǎn)量（%）=（無肥區(qū)或缺素區(qū)作物產(chǎn)量）/全肥區(qū)作物產(chǎn)量×100%。

一般相對(duì)產(chǎn)量＜50%時(shí)土壤有效養(yǎng)分為極低，50%～75%為低，75%～95%為中，95%～100%為高，＞100%為極高。