陳興維　車(chē)建中

[摘 要] 在重慶市長(zhǎng)壽區(qū)新市街道新市村灰棕紫泥水稻土上開(kāi)展水稻3414肥效試驗(yàn)，結(jié)果表明，667 m2施氮11.66 kg、五氧化二磷4.42 kg、氧化鉀5.27 kg，可獲得較為理想的產(chǎn)量，即510.55～529.31 kg/667 m2，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)施用增產(chǎn)效益不明顯。由此可見(jiàn)，在本地區(qū)進(jìn)行水稻生產(chǎn)時(shí)采取合理的氮磷鉀比例配方施肥能夠有效提高水稻產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。

[關(guān)鍵詞] 水稻；氮；磷；鉀；產(chǎn)量；肥料效應(yīng)

[中圖分類(lèi)號(hào)] S511.062 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2017）21-55-5

1 試驗(yàn)?zāi)康募耙饬x

水稻是重慶市長(zhǎng)壽區(qū)主要的糧食作物，水稻在長(zhǎng)壽區(qū)糧食生產(chǎn)中占據(jù)重要的地位。長(zhǎng)期以來(lái)，由于科技、資金投入有限，不同程度地缺乏科學(xué)文化知識(shí)，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至今沒(méi)有形成一套科學(xué)完善的施肥制度，普遍存在亂施濫用、盲目施肥的現(xiàn)象。按照農(nóng)業(yè)部《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》和“3414”肥效田間試驗(yàn)總體方案要求，2007年長(zhǎng)壽區(qū)按照農(nóng)業(yè)部、重慶市農(nóng)業(yè)局的安排布置，在有代表性的新市街道地區(qū)進(jìn)行了水稻平衡施肥“3414”小區(qū)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)獲得水稻肥料效應(yīng)方程和產(chǎn)量效應(yīng)方程，研究出本地區(qū)水稻最佳施肥量和施肥方法，結(jié)合土壤養(yǎng)分測(cè)定，評(píng)價(jià)目前施肥方案的合理性，為提出本地區(qū)水稻最佳的氮、磷、鉀肥配比和施用量，提高肥料效益、經(jīng)濟(jì)效益提供科學(xué)的理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)區(qū)概況及土壤理化性狀

試驗(yàn)區(qū)位于長(zhǎng)壽區(qū)新市街道新市村，東經(jīng)107°6′33″，北緯29°56′55″，海拔327 m。土壤類(lèi)型為水稻土土類(lèi)，淹育型水稻土亞類(lèi)，灰棕紫泥土屬，大土泥田土種；土壤質(zhì)地為壤土，剖面構(gòu)型為A-P，耕層厚度30 cm，地塊面積0.17 hm2，代表面積533.33 hm2，具有一定的代表性。試驗(yàn)區(qū)灌溉能力較好，肥力水平均勻。供試土壤的基本理化性狀見(jiàn)表1。

2.2 作物品種與肥料

供試水稻品種為崗優(yōu)88號(hào)，為本區(qū)主推品種。育秧方式屬地膜育秧，種植密度為（20+40）cm×20 cm。肥料品種為：氮-尿素（氮46%），磷-過(guò)磷酸鈣（五氧化二磷12%），鉀-氯化鉀（氧化鉀60%）。

2.3 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)采用“3414”完全方案設(shè)計(jì)，即是氮、磷、鉀3因素4水平14個(gè)處理。4水平為：0水平指不施肥，作為對(duì)照處理；1水平指低肥處理；2水平指代表當(dāng)?shù)乜赡艿淖罴咽┓柿浚?水平為高肥處理，施肥量為1水平的3倍，各小區(qū)氮磷鉀肥料用量見(jiàn)表2。小區(qū)面積為13.34 m2，于2007年4月25日移栽，2007年8月17日收獲。3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)間用土作埂，上覆塑料薄膜，作埂土取于小區(qū)外土壤，保持了小區(qū)耕作層的原狀。重復(fù)間設(shè)保護(hù)行，稻田小區(qū)之間嚴(yán)禁串灌。

表1 試驗(yàn)區(qū)土壤養(yǎng)分指標(biāo)

[指標(biāo) 含量 指標(biāo) 含量 pH 4.9 全鉀（g/kg） 19.100 有機(jī)質(zhì)（g/kg） 14.600 堿解氮（mg/kg） 134.00 全氮（g/kg） 1.110 有效磷（mg/kg） 3.01 全磷（g/kg） 0.274 速效鉀（mg/kg） 63.50 ]

2.4 施肥方法

試驗(yàn)中，70%氮肥作基肥，磷、鉀肥全部作基肥，施用方法是氮磷鉀混合均勻后耙田入泥，氮肥30%栽秧后7 d追肥，其他管理措施一致。

2.5 分析方法

2.5.1 取樣方法。試驗(yàn)前取試驗(yàn)地耕層土壤樣品，取11個(gè)點(diǎn)混合均勻取一個(gè)樣品約1 kg，試驗(yàn)結(jié)束后在每個(gè)處理小區(qū)內(nèi)取耕層土樣1個(gè)，室內(nèi)風(fēng)干，并取1、2、4、6、8處理植株和籽粒樣品，風(fēng)干后進(jìn)行養(yǎng)分分析。

2.5.2 化學(xué)分析方法。土壤樣品分析采用的是全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心主編的《土壤分析技術(shù)規(guī)范》第2版；植株樣品分析采用的是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社鮑士旦主編的《土壤農(nóng)化分析》第2版。

2.5.3 統(tǒng)計(jì)分析方法。采用重慶市數(shù)字農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)研制的“農(nóng)業(yè)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)”軟件進(jìn)行分析?！?414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)可以應(yīng)用14個(gè)處理進(jìn)行氮、磷、鉀三元二次效應(yīng)方程的擬合，還可分別進(jìn)行氮、磷、鉀中任意二元或一元效應(yīng)方程的擬合。首先選擇三元二次效應(yīng)方程模型來(lái)模擬作物產(chǎn)量與施肥量之間的數(shù)量關(guān)系，如果三元二次效應(yīng)方程擬合不成功，再選擇二元或一元二次效應(yīng)方程進(jìn)行擬合。最后計(jì)算出最佳施肥量、經(jīng)濟(jì)效益等參數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 氮磷鉀肥不同配比對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

氮磷鉀肥不同配比下水稻產(chǎn)量見(jiàn)表2。

3.1.1 多元回歸設(shè)計(jì)3414運(yùn)行結(jié)果。多元回歸方程為：

Y=352.7+84.23N+108.77P-9.50K-5.6NP+28.44NK+3.92PK-31.44N2-35.84P2-14.33K2 （1）

回歸平方和U=28 589.41，剩余平方和Q=1 122.094，檢驗(yàn)值F=11.323 83（F0.05=5.999，F(xiàn)0.01=14.659），剩余標(biāo)準(zhǔn)差S.D.S=16.748 8，相關(guān)系數(shù)R=0.980 9，方程檢驗(yàn)值F達(dá)到了顯著性水平，說(shuō)明產(chǎn)量與氮、磷、鉀的施用量呈顯著相關(guān)（見(jiàn)表2）。根據(jù)肥料效應(yīng)方程分析，確定了氮、磷、鉀最高和最佳施肥量、產(chǎn)量及其氮、磷、鉀比例。即最高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為510.29 kg/667 m2，最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為502.92 kg/667 m2；最高產(chǎn)量施肥量為667 m2應(yīng)施氮12.0 kg、五氧化二磷4.5 kg、氧化鉀6.0 kg，最佳產(chǎn)量施肥量為667 m2應(yīng)施氮9.0 kg、五氧化二磷4.5 kg、氧化鉀3.0 kg，氮肥以667 m2施9.0 kg為最佳，1 kg純氮增產(chǎn)水稻9.52 kg，增產(chǎn)值16.18元。磷肥以667 m2施五氧化二磷4.53 kg較適宜，1 kg五氧化二磷增產(chǎn)水稻16.84 kg，增產(chǎn)值28.63元。鉀肥以667 m2施氧化鉀3.0 kg較適宜，1 kg氧化鉀增產(chǎn)水稻8.23 kg，增產(chǎn)值14.00元。

3.1.2 氮磷鉀的單因素肥料效應(yīng)。通過(guò)方程（1），可以得到氮磷鉀三因素的單因素效應(yīng)方程，結(jié)果如下：

Y=352.7+84.23N-31.44N2 （2）

Y=352.7+108.77P-35.84P2 （3）

Y=352.7-9.50K-14.33K2 （4）

通過(guò)單因素效應(yīng)方程（2）（3）（4），可以作氮磷鉀三種肥料的單因互效應(yīng)圖，見(jiàn)圖1。

圖1結(jié)果表明，氮磷鉀是影響水稻產(chǎn)量的主要因素，在0～2.5個(gè)施肥水平范圍內(nèi)，氮磷鉀三因素中影響效益是磷>氮>鉀。但是，隨著施肥水平的提高，氮磷鉀的影響效果呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

由于方程鉀的一次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)，為非典型效應(yīng)方程，所以應(yīng)進(jìn)一步對(duì)方程進(jìn)行擬合。

3.2 一元二次方程的擬合

根據(jù)處理2、3、6、11在最佳PK條件下計(jì)算氮肥用量，利用處理4、5、6、7在同一NK條件下計(jì)算磷肥用量，利用處理8、9、6、10在同一NP條件下計(jì)算鉀肥用量。此外，對(duì)方程進(jìn)行擬合，可以看出氮、磷、鉀肥施用量與產(chǎn)量的擬合程度均達(dá)到了極顯著相關(guān)關(guān)系（見(jiàn)表4）。

由一元二次方程及邊際效益的計(jì)算結(jié)果可以看出（見(jiàn)表5），最高產(chǎn)量為510.59～529.32 kg/667 m2，最佳產(chǎn)量為510.55～529.31 kg/667 m2，最高肥料用量氮、磷、鉀分別為11.85、4.46、5.36 kg，最佳施肥量氮、磷、鉀分別為11.66、4.42、5.27 kg。

3.3 施用氮磷鉀肥的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)表2的水稻實(shí)產(chǎn)結(jié)果，對(duì)氮磷鉀肥施用條件下的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益分別進(jìn)行分析。在經(jīng)濟(jì)效益分析中，氮磷鉀肥的價(jià)格分別按氮4.1元/kg、五氧化二磷3.5元/kg、氧化鉀4.0元/kg計(jì)算，水稻籽粒價(jià)格按1.7元/kg計(jì)算。

通過(guò)對(duì)水稻氮肥的試驗(yàn)效果分析（見(jiàn)表6），施用氮肥顯著地提高了水稻產(chǎn)量，增產(chǎn)率可達(dá)23.36%～41.97%，在施氮量0～12 kg/667 m2范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，產(chǎn)量相應(yīng)提高，純收入增加。結(jié)果表明，氮肥的施用能明顯提高產(chǎn)量并能增加經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)對(duì)水稻磷肥的試驗(yàn)效果分析（見(jiàn)表7），施用磷肥顯著地提高了水稻產(chǎn)量，增產(chǎn)率可達(dá)17.24%～21.55%，在施磷量0～6 kg/667 m2范圍內(nèi)，隨著施磷量的增加，產(chǎn)量相應(yīng)提高，純收入相應(yīng)增加。結(jié)果表明，磷肥的施用能明顯提高產(chǎn)量并能增加經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)對(duì)水稻鉀肥的試驗(yàn)效果分析（見(jiàn)表8），施用鉀肥顯著地提高了水稻產(chǎn)量，增產(chǎn)率可達(dá)6.24%～17.07%，在施鉀量0～6 kg/667 m2范圍內(nèi)，隨著施鉀量的增加，產(chǎn)量相應(yīng)提高，純收入相應(yīng)增加。結(jié)果表明，鉀肥的施用能明顯提高產(chǎn)量并能增加經(jīng)濟(jì)效益。

4 建立土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)

根據(jù)土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法（75%和95%），建立土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)。用缺素區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)即相對(duì)產(chǎn)量的高低來(lái)計(jì)算土壤養(yǎng)分的豐缺狀況。當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量≤50%時(shí)，為極低；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量為50%～75%時(shí)，為低；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量為75%～95%時(shí)，為中；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量≥95%時(shí)，為高。本試驗(yàn)條件下土壤豐缺指標(biāo)見(jiàn)表9。

缺氮的相對(duì)產(chǎn)量=處理2的相對(duì)產(chǎn)量/處理6的相對(duì)產(chǎn)量×100%=70.44%，50%<70.44%<75%，說(shuō)明土壤全氮的含量指標(biāo)為低；缺磷的相對(duì)產(chǎn)量=處理4的相對(duì)產(chǎn)量/處理6的相對(duì)產(chǎn)量×100%=82.27%，75%<82.27%<95%，說(shuō)明土壤速效磷的含量指標(biāo)為中；缺鉀的相對(duì)產(chǎn)量=處理8的相對(duì)產(chǎn)量/處理6的相對(duì)產(chǎn)量×100%=85.42%，75%<85.42%<95%，說(shuō)明土壤速效鉀的含量指標(biāo)為中。

5 肥料利用率

水稻植株和籽粒中的氮磷鉀含量具體體現(xiàn)了水稻對(duì)養(yǎng)分的吸收情況，也是計(jì)算試驗(yàn)肥料利用率的重要依據(jù)。水稻植株和籽粒氮磷鉀含量、籽粒產(chǎn)量及莖稈產(chǎn)量見(jiàn)表10，水稻各部分吸收氮磷鉀含量見(jiàn)表11。

由表12可知，每生產(chǎn)100 kg水稻需要氮1.57～3.18 kg，平均需氮量為2.34 kg；每生產(chǎn)100 kg水稻養(yǎng)分需要磷0.52～1.83 kg，平均需磷量為0.76 kg；每生產(chǎn)100 kg水稻養(yǎng)分需要鉀1.17～3.28 kg，平均需鉀量為1.98 kg。

根據(jù)水稻養(yǎng)分吸收量，利用如下公式計(jì)算肥料利用率：肥料利用率/%=[施肥區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量（kg/667 m2）-缺素區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量（kg/667 m2）]/[肥料施用量（kg/667 m2）×肥料中養(yǎng)分含量/%]×100%。由表12數(shù)據(jù)計(jì)算得到水稻對(duì)氮肥的利用率為53.14%，磷肥利用率為70.06%，鉀肥利用率為132.61%。

6 結(jié)論

①施氮水稻最高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為510.59～529.32 kg/667 m2，最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為510.55～529.31 kg/667 m2；最高產(chǎn)量施肥量是667 m2應(yīng)施氮11.85 kg、五氧化二磷4.46 kg、氧化鉀5.36 kg，最佳產(chǎn)量施肥量是667 m2應(yīng)施氮11.66 kg、五氧化二磷4.42 kg、氧化鉀5.27 kg；最高施肥量的比例為1.00∶0.38∶0.45；最佳施肥量的比例為1.00∶0.38∶0.45。

②通過(guò)計(jì)算土壤養(yǎng)分狀況，土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)是土壤全氮含量為低，速效磷和速效鉀含量為中。

③通過(guò)計(jì)算肥料利用率可知，水稻對(duì)氮肥的利用率為53.14%，磷肥利用率為70.06%，鉀肥利用率為132.61%。

④每生產(chǎn)100 kg水稻，需要氮1.57～3.18 kg，平均需氮量為2.34 kg；需要磷0.52～1.83 kg，平均需磷量為0.76 kg；需要鉀1.17～3.28 kg，平均需鉀量為1.98 kg。