王 穎

（1．沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽 110866； 2．遼寧省土壤肥料總站，遼寧沈陽 110034）

不同施肥管理模式對(duì)水稻產(chǎn)量和肥料效率影響初探

王 穎1，2

（1．沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽 110866； 2．遼寧省土壤肥料總站，遼寧沈陽 110034）

近年在促進(jìn)作物增產(chǎn)和保障農(nóng)產(chǎn)品有效供給的同時(shí)，化肥的過量使用也帶來了肥料利用率較低等一些問題，其原因很復(fù)雜，既有體制機(jī)制和經(jīng)營方式的問題，也有基礎(chǔ)條件和技術(shù)方法的問題，同時(shí)也與我國仍處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的實(shí)際息息相關(guān)。因此，通過對(duì)不同施肥管理方式下（機(jī)械施肥、新型經(jīng)營主體、緩控釋肥料應(yīng)用）的水稻產(chǎn)量和肥料利用情況的研究，從而進(jìn)一步摸清化肥機(jī)械施肥技術(shù)，集約化經(jīng)營管理模式，及緩釋肥料應(yīng)用等不同施肥管理模式對(duì)水稻增產(chǎn)和肥料高效利用等方面的影響。

不同施肥管理；水稻；肥料利用率；農(nóng)學(xué)效率

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要是靠施用農(nóng)家肥來補(bǔ)充和平衡土壤養(yǎng)分，隨著科技的進(jìn)步和化肥工業(yè)的發(fā)展，化肥廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要特征。在促進(jìn)作物增產(chǎn)保障農(nóng)產(chǎn)品有效供給的同時(shí)，化肥的過量使用也帶來了一些問題，如生產(chǎn)成本的增加、農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染、耕地退化等?，F(xiàn)在我國3大糧食作物氮肥、磷肥和鉀肥當(dāng)季平均利用率分別為33%、24%、42%，雖有所提高，但增速緩慢，還處于較低水平?；蔬^量使用的原因很復(fù)雜，既有體制機(jī)制和經(jīng)營方式的問題，也有基礎(chǔ)條件和技術(shù)方法的問題，與我國仍處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的實(shí)際息息相關(guān)。因此，農(nóng)業(yè)部與2015年在全國范圍內(nèi)開展了“到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)”，按照“一控兩減三基本”的要求，以保障國家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給為目標(biāo)，以耕地質(zhì)量保護(hù)與提升為基礎(chǔ)，牢固樹立“增產(chǎn)施肥、經(jīng)濟(jì)施肥、環(huán)保施肥”理念，深入推進(jìn)科學(xué)施肥，廣泛應(yīng)用有機(jī)肥，減少不合理化肥投入，走高產(chǎn)高效、節(jié)本增效、優(yōu)質(zhì)環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展之路。該行動(dòng)的一個(gè)重要目標(biāo)就是提高化肥利用率，力爭每年化肥利用率提高1個(gè)百分點(diǎn)以上，到2020年達(dá)到40%以上。主要的技術(shù)方式為深入推進(jìn)測土配方施肥、切實(shí)改進(jìn)施肥管理模式、大力推廣新型肥料等。文中主要針對(duì)不同施肥管理模式下的肥料利用率研究工作，主要設(shè)置了水稻的機(jī)械施肥、新型經(jīng)營主體、緩控釋肥料應(yīng)用等不同施肥管理模式與常規(guī)施肥管理模式下肥料利用率的比對(duì)試驗(yàn)。從而摸清化肥機(jī)械深施、機(jī)械追肥、種肥同播等技術(shù)，土地流轉(zhuǎn)集約化經(jīng)營等模式，緩釋肥料等高效新型肥料的應(yīng)用，在減少養(yǎng)分揮發(fā)和流失，提高肥料利用率方面的成效，為推進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合，整體構(gòu)建適合我省的水稻綠色增產(chǎn)模式，肥料高效控施推廣模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)前在全省范圍內(nèi)開展各地種植作物品種的調(diào)查，通過調(diào)查合理安排試驗(yàn)地點(diǎn)，選擇了3個(gè)縣12個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分別安排機(jī)械施肥、新型經(jīng)營主體、緩控釋肥料與常規(guī)施肥等施肥管理模式下的肥料利用率試驗(yàn)。其中，鐵嶺縣設(shè)置2個(gè)地點(diǎn)（鐵嶺縣1、鐵嶺縣2），分別為2個(gè)常規(guī)施肥試驗(yàn)點(diǎn)（鐵嶺縣1-1、鐵嶺縣2-1）和2個(gè)機(jī)械施肥試驗(yàn)點(diǎn)（鐵嶺縣1-2、鐵嶺縣2-2）；鐵嶺縣遼中區(qū)設(shè)置2個(gè)地點(diǎn)（遼中區(qū)1、遼中區(qū)2），分別為2個(gè)常規(guī)施肥試驗(yàn)點(diǎn)（遼中區(qū)1-1、遼中區(qū)2-1）和2個(gè)新興經(jīng)營主體試驗(yàn)點(diǎn)（遼中區(qū)1-3、遼中區(qū)2-3）；東港市設(shè)置2個(gè)地點(diǎn)（東港市、東港市2），分別為2個(gè)常規(guī)施肥試驗(yàn)點(diǎn)（東港市1-1、東港市2-1）和2個(gè)機(jī)械施肥試驗(yàn)點(diǎn)（東港市1-4、東港市2-4）。試驗(yàn)點(diǎn)布置和土樣養(yǎng)分狀況詳見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)處理：采用對(duì)比試驗(yàn)，無重復(fù)設(shè)計(jì)，小區(qū)隨機(jī)排列，試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理。

處理1：氮磷鉀區(qū)（NPK）處理2：無氮區(qū)（PK）處理3：無磷區(qū)（NK）處理4：無鉀區(qū)（NP）

小區(qū)面積20 m2以上，小區(qū)間要有明顯的邊界分隔。除施肥，各小區(qū)其他田間管理措施相同。

施肥管理方法如下：

常規(guī)施肥采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施肥管理模式，一般采用速效氮肥、人工作業(yè)，散戶管理，機(jī)械化程度和管理水平較低；機(jī)械施肥指常規(guī)施肥品種和施肥量的基礎(chǔ)上配合機(jī)械深施；緩控釋肥料施肥指與常規(guī)施肥量保持一致，采用一定比例的緩控釋氮素，進(jìn)行一次性施肥，根據(jù)生長狀況可適當(dāng)施用分蘗肥；新型經(jīng)營主體指常規(guī)施肥品種和施肥量的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)合作社的集約化統(tǒng)一種植管理模式（統(tǒng)一種植、統(tǒng)一施肥、統(tǒng)一田間管理、統(tǒng)一收獲等），管理水平較高。不同施肥管理模式的施肥量與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥保持一致。

供試肥料為尿素（45%）、磷酸二銨（64%）、過磷酸鈣（16%）、硫酸鉀（50%）、氯化鉀（60%）、脲甲醛氮肥（45%，釋放期約為90 d）表2。

1.3 測試項(xiàng)目及方法

根據(jù)《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》（2011年修訂版）要求進(jìn)行土壤、植株樣品采集、檢測。采集0～20 cm耕層土樣，并檢測土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量。收割前采集考種樣品。小區(qū)試驗(yàn)中各小區(qū)單打單收，秸稈量和籽粒量按實(shí)際計(jì)產(chǎn)。每個(gè)處理秸稈和籽粒各2kg，進(jìn)行初步處理，烘干后檢測秸稈和籽粒N養(yǎng)分含量。

土壤pH的測定：采用水土比為2．5∶1浸提，pH計(jì)法；

土壤有機(jī)質(zhì)的測定：采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法；

土壤全氮的測定：采用凱氏蒸餾法；

土壤有效磷的測定：采用0．5 mol／L NaHCO3—鉬銻抗比色法；

土壤速效鉀的測定：采用1．0mol／L NH4OAC—火焰光度計(jì)法（鮑士旦，1981年）；

植物全氮的測定：采用蒸餾滴定法測定；

植物全磷的測定：采用釩鉬黃或鉬銻抗比色法（分光光度法）測定；

植物全鉀的測定：采用原子吸收分光光度計(jì)法測定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013、SPSS19．0進(jìn)行計(jì)算及作圖。涉及的參數(shù)與計(jì)算公式如下：

（1）增產(chǎn)量DY＝不同施肥管理模式區(qū)產(chǎn)量－常規(guī)施肥區(qū)產(chǎn)量

（2）增產(chǎn)率＝增產(chǎn)量／對(duì)照區(qū)產(chǎn)量×100%（3）相對(duì)產(chǎn)量RY＝（缺素區(qū)產(chǎn)量／全肥區(qū)產(chǎn)量）×100%

（4）農(nóng)學(xué)效率AE＝肥料增產(chǎn)量／肥料施用量×100%

（5）農(nóng)學(xué)效率提高DAE＝不同施肥管理模式農(nóng)學(xué)效率－常規(guī)施肥農(nóng)學(xué)效率

（6）肥料利用率RE＝（施肥區(qū)作物養(yǎng)分吸收量－缺素區(qū)作物養(yǎng)分吸收量）／肥料施用量× 100%

（7）肥料利用率提高DRE＝不同施肥管理模式肥料利用率－常規(guī)施肥肥料利用率

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥管理模式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

將各試驗(yàn)點(diǎn)的水稻產(chǎn)量、相對(duì)產(chǎn)量和不同施肥管理模式下水稻增產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表3。從同一試驗(yàn)點(diǎn)不同施肥處理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可見，各點(diǎn)處理1（NPK）產(chǎn)量均高于其他處理，無論從各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的情況還是平均值來看，產(chǎn)量高低依次為處理1（NPK）＞處理4（NP）＞處理3（NK）＞處理2（PK），可見試驗(yàn)地區(qū)氮肥對(duì)產(chǎn)量的影響最大，其次是磷肥，鉀肥的影響最小。從12個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)全肥區(qū)產(chǎn)量平均值9 604 kg／hm2，不同施肥管理模式區(qū)較常規(guī)施肥區(qū)水稻產(chǎn)量有所提升，增產(chǎn)量為255．5～358 kg／hm2，增產(chǎn)率為3．1%～4．2%，其中，機(jī)械施肥較常規(guī)施肥增產(chǎn)303 kg／hm2，增產(chǎn)率為3．65%；新型經(jīng)營主體增產(chǎn)308 kg／hm2，增產(chǎn)率為3．94%；施用緩控釋肥料增產(chǎn)305 kg／hm2，增產(chǎn)率為3．48%?？梢?，改進(jìn)施肥管理模式對(duì)增產(chǎn)可以起到積極的促進(jìn)作用，在3種施肥管理模式中，新型經(jīng)營主體方式增產(chǎn)幅度略高于其他兩種施肥管理模式，表明土地集約化經(jīng)營后，統(tǒng)一的農(nóng)化服務(wù)模式可以有效地促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。

2.2 不同施肥管理模式對(duì)肥料利用率的影響

不同施肥管理模式下水稻肥料利用率情況見表4。氮肥的肥料利用率為26．7%～40．2%，磷肥的肥料利用率為19．0%～27．6%，鉀肥的肥料利用率為41．5%～58．7%，從12個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)平均值來看，氮肥、磷肥、鉀肥的肥料利用率為分別為33．4%、24．0%、52．1%。，不同施肥管理模式區(qū)較常規(guī)施肥區(qū)水稻氮肥、磷肥、鉀肥的肥料利用率分別提升6．3%、2．6%、4．1%。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)基本情況Table 1 Sites of zhe test

表2 不同處理的施肥量Table 2 fertilizing quantity of different treatments

不同施肥管理模式下下水稻肥料利用率平均值進(jìn)行比較，結(jié)果見表5。氮肥、磷肥的農(nóng)學(xué)效率組建差異顯著，鉀肥肥料利用率組間差異不顯著。根據(jù)組內(nèi)分析結(jié)果，機(jī)械施肥、新型經(jīng)營主體、緩控釋肥料較相應(yīng)常規(guī)施肥的氮肥和磷肥肥料利用率差異顯著，氮肥利用率分別提高了4．5%、 5．3%、9．2%，磷肥利用率分別提高了3．4%、1．8%、2．6%，機(jī)械施肥、緩控釋肥料較相應(yīng)常規(guī)施肥的鉀肥利用率差異顯著，分別提高了3．1%、7．6%，可見，僅新型經(jīng)營主體形式對(duì)鉀肥利用率的提升作用不顯著，其他施肥管理模式方式對(duì)各種肥料利用率提升有著一定積極作用。

表3 水稻產(chǎn)量情況統(tǒng)計(jì)Table 3 The increase of production under different fertilization modes

表4 水稻肥料利用率統(tǒng)計(jì)Table 4 Utilization rate of fertilizer in rice

表5 不同施肥管理模式較常規(guī)施肥的肥料利用率情況比較Table 5 The comparison of fertilizer using efficiency from different fertilization modes

3 小結(jié)與討論

3.1 每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各施肥處理對(duì)產(chǎn)量的影響較為一致，產(chǎn)量高低依次為處理1（NPK）＞處理4（NP）＞處理3（NK）＞處理2（PK），可見試驗(yàn)地區(qū)氮肥對(duì)產(chǎn)量的影響最大，其次是磷肥，鉀肥的影響最小。不同施肥管理模式區(qū)較常規(guī)施肥區(qū)水稻產(chǎn)量有所提升，增產(chǎn)量為255．5～358 kg／hm2，增產(chǎn)率為3．1%～4．2%，可見，改進(jìn)施肥管理模式對(duì)增產(chǎn)可以起到積極的促進(jìn)作用，其中，新型經(jīng)營主體方式增產(chǎn)效果最好，表明土地集約化經(jīng)營后，統(tǒng)一的農(nóng)化服務(wù)模式可以有效地提高農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。

3.2 同一試驗(yàn)點(diǎn)不同施肥管理模式的肥料利用率均較常規(guī)施肥管理模式提高，從12個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)平均值來看，氮肥、磷肥、鉀肥的肥料利用率分別為33．4%、24．0%、52．1%。，不同施肥管理模式區(qū)較常規(guī)施肥區(qū)水稻氮肥、磷肥、鉀肥的肥料利用率分別提升6．3%、2．6%、4．1%。通過顯著性分析，機(jī)械施肥、緩控釋肥料較對(duì)氮肥、磷肥、鉀肥的利用率均有所提升，新型經(jīng)營主體對(duì)氮肥和磷肥的提升有一定作用?？梢?，改進(jìn)施肥管理模式對(duì)提高肥料利用率起到較大積極作用。

綜上，3種施肥管理模式對(duì)水稻增產(chǎn)和肥料利用率提升起到一定作用，不同施肥管理模式對(duì)產(chǎn)量的增產(chǎn)影響有一定差異，與常規(guī)施肥處理水平有一定關(guān)系，當(dāng)常規(guī)施肥的施肥水平和管理水平較高時(shí)，其他施肥管理模式的增產(chǎn)效果則不明顯，其中，新型經(jīng)營主體對(duì)增產(chǎn)效果最為明顯，機(jī)械施肥、緩控釋肥料對(duì)肥料利用率提升更為有效?？梢?，新型經(jīng)營主體采取集約化經(jīng)營、統(tǒng)一的栽培管理措施可有效提升作物的生產(chǎn)能力，機(jī)械施肥、緩控釋肥料應(yīng)用，分別在化肥深施和養(yǎng)分控釋兩個(gè)途徑提升了作物對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收利用，從而再次說明在土壤養(yǎng)分和施肥一定的情況下，改善作物綜合管理措施可有效提升作物增產(chǎn)和養(yǎng)分資源利用空間，在強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)背景下，應(yīng)進(jìn)一步深入研究，加大推廣。

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S511．062

B

1002－1728（2017）03－0019－05

10．3969／j．issn．1002－1728．2017．03．004

2017－02－19

農(nóng)業(yè)部測土配方施肥項(xiàng)目

王穎（1982－）女，農(nóng)藝師，在讀博士，從事新型肥料和施肥技術(shù)推廣工作。