陳小虎 曹國(guó)華 文明輝 朱衛(wèi)華 劉青桂 段奕

（湖南省耒陽(yáng)市農(nóng)業(yè)局，湖南耒陽(yáng)421800；第一作者∶nyj2003＠sina．com）

土壤堿解氮、有效磷、速效鉀等速效養(yǎng)分是指土壤中水溶性和交換態(tài)的養(yǎng)分，植物可直接吸收利用或者可以很快從土壤膠體上交換出來(lái)供植物利用的氮、磷、鉀養(yǎng)分，可以反映土壤近期內(nèi)養(yǎng)分供應(yīng)水平。研究表明，土壤速效養(yǎng)分含量與水稻產(chǎn)量呈正相關(guān)[1-3]，且與水稻基礎(chǔ)產(chǎn)量、氮磷鉀缺素區(qū)產(chǎn)量關(guān)系密切；基礎(chǔ)（空白）產(chǎn)量是指沒(méi)有施肥的作物產(chǎn)量[4]，構(gòu)成基礎(chǔ)產(chǎn)量的養(yǎng)分主要來(lái)自土壤，反映的是土壤能夠提供的該種養(yǎng)分量，是計(jì)算作物產(chǎn)量對(duì)土壤養(yǎng)分的依存率和估算作物施肥量的重要參數(shù)[2]；氮磷鉀缺素區(qū)產(chǎn)量是指不施氮或者不施磷、鉀時(shí)，即無(wú)氮、無(wú)磷、無(wú)鉀的基礎(chǔ)產(chǎn)量，其反映的土壤氮磷鉀養(yǎng)分提供量更接近實(shí)際狀況，準(zhǔn)確性高，是計(jì)算肥料利用率、土壤有效養(yǎng)分校正系數(shù)和相對(duì)產(chǎn)量的重要參數(shù)之一[5]，但這些參數(shù)必須通過(guò)田間試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)工周期較長(zhǎng)。為了簡(jiǎn)便的獲取作物基礎(chǔ)產(chǎn)量這一重要的施肥參數(shù)，利用大量的水稻“3414”肥效試驗(yàn)結(jié)果，分析建立土壤速效養(yǎng)分與基礎(chǔ)產(chǎn)量的相關(guān)數(shù)學(xué)模型[6]，用于估算基礎(chǔ)產(chǎn)量，對(duì)估算水稻生產(chǎn)中的施肥效果、肥料利用率、校正施肥配方、估算和推薦作物施肥量具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)方法

湖南省在實(shí)施測(cè)土配方施肥項(xiàng)目中，組織實(shí)施了大量的早、中、晚稻“3414”肥效試驗(yàn)。試驗(yàn)均采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）提出的“3414”完全試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，即氮、磷、鉀3個(gè)因素，4個(gè)不同的施肥水平，共計(jì)14個(gè)處理，其中4個(gè)施肥水平，分別是∶0水平為不施肥，2水平為當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿浚?水平=2水平×0.5，3水平=2 水平×1.5。小區(qū)面積 30 m2，隨機(jī)排列，不設(shè)重復(fù)（見(jiàn)表1）；供試品種為湖南省大面積種植的水稻品種；各地除了2水平施肥量不同以外，其他操作均按照統(tǒng)一試驗(yàn)方案實(shí)施，收割時(shí)14個(gè)小區(qū)單打單曬分別稱取稻谷產(chǎn)量。

1.2 土樣檢測(cè)方法

在試驗(yàn)前分別取試驗(yàn)田20 cm耕作層混合樣進(jìn)行檢測(cè)，土壤速效養(yǎng)分測(cè)試方法分別是∶堿解氮采用1 mol/L NaOH堿解擴(kuò)散法；土壤有效磷采用NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效鉀采用1 mol/L中性醋酸銨NH4OAc浸提，火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源及整理

采用湖南省2006-2015年1 748個(gè)早、中、晚稻“3414”肥效試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中早稻555個(gè)、中稻700個(gè)、晚稻493個(gè)，分別取試驗(yàn)中的處理1空白基礎(chǔ)產(chǎn)量、處理2、處理4、處理8中的氮、磷、鉀缺素區(qū)基礎(chǔ)產(chǎn)量、處理6全肥區(qū)產(chǎn)量（見(jiàn)表1），以及每個(gè)試驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)前土壤堿解氮、有效磷、速效鉀養(yǎng)分檢測(cè)數(shù)據(jù)，采用Excel、DPS等分析軟件進(jìn)行分析整理，數(shù)據(jù)匯總情況見(jiàn)表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤速效養(yǎng)分對(duì)空白基礎(chǔ)產(chǎn)量的影響

取處理1產(chǎn)量Y（空白基礎(chǔ)產(chǎn)量）與試驗(yàn)前土壤堿解氮X1、有效磷X2、速效鉀X3檢測(cè)結(jié)果及處理6產(chǎn)量X4（全肥區(qū)產(chǎn)量）進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果表明，對(duì)空白基礎(chǔ)產(chǎn)量均表現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)，說(shuō)明空白基礎(chǔ)產(chǎn)量隨著土壤速效養(yǎng)分含量和全肥區(qū)產(chǎn)量的增加而提高。其中，與全肥區(qū)產(chǎn)量相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)為0.6253；與有效磷含量相關(guān)性最小，相關(guān)系數(shù)為0.2068。通徑分析也表明，全肥區(qū)產(chǎn)量對(duì)空白產(chǎn)量的直接作用最大，為0.5708，其次是堿解氮含量（直接通徑系數(shù)為 0.1501），然后是速效鉀含量和有效磷含量（表4）；據(jù)此分別建立了早、中、晚稻由 X1、X2、X3、X4估算空白基礎(chǔ)產(chǎn)量 Y的四元一次回歸數(shù)學(xué)模型，經(jīng)F檢驗(yàn)均達(dá)到極顯著水平，復(fù)相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（表3），統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，該數(shù)學(xué)模型可用于對(duì)空白基礎(chǔ)產(chǎn)量的估算。

表1 “3414”田間肥效試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

表2 早中晚稻“3414”試驗(yàn)土壤速效養(yǎng)分含量及水稻產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表3 空白基礎(chǔ)產(chǎn)量與土壤速效養(yǎng)分、全肥區(qū)產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)及估算數(shù)學(xué)模型

2.2 土壤堿解氮含量對(duì)無(wú)氮基礎(chǔ)產(chǎn)量的影響

用無(wú)氮基礎(chǔ)產(chǎn)量與土壤堿解氮含量和全肥區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析，早、中、晚稻均表現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)，其中全肥區(qū)產(chǎn)量對(duì)無(wú)氮基礎(chǔ)產(chǎn)量影響大于堿解氮；由此建立的無(wú)氮基礎(chǔ)產(chǎn)量估算二元一次回歸數(shù)學(xué)模型F檢驗(yàn)及復(fù)相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平，可用于無(wú)氮基礎(chǔ)產(chǎn)量的估算（表5）。

2.3 土壤有效磷含量對(duì)無(wú)磷基礎(chǔ)產(chǎn)量的影響

對(duì)無(wú)磷基礎(chǔ)產(chǎn)量與土壤有效磷含量和全肥區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析表明，早、中、晚稻均表現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)；由此建立的無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量估算二元一次回歸數(shù)學(xué)模型，經(jīng)F檢驗(yàn)及復(fù)相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（表6）。

表4 土壤速效養(yǎng)分和全肥區(qū)產(chǎn)量對(duì)空白基礎(chǔ)產(chǎn)量的影響

表5 無(wú)氮基礎(chǔ)產(chǎn)量與堿解氮含量、全肥區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)及估算數(shù)學(xué)模型

表6 無(wú)磷基礎(chǔ)產(chǎn)量與有效磷含量、全肥區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)及估算數(shù)學(xué)模型

表7 無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量與速效鉀含量、全肥區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)及估算數(shù)學(xué)模型

2.4 土壤速效鉀含量對(duì)無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量的影響

對(duì)無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量與土壤速效鉀含量和全肥區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析表明，早、中、晚稻均表現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)；由此建立的無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量估算二元一次回歸數(shù)學(xué)模型，經(jīng)F檢驗(yàn)及復(fù)相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（表7）。

3 結(jié)論與討論

本分析結(jié)果表明，土壤速效養(yǎng)分含量與空白基礎(chǔ)產(chǎn)量相關(guān)密切，均表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)，其中堿解氮含量與基礎(chǔ)產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較大，早、中、晚稻平均相關(guān)系數(shù)為 0.2476，其次是速效鉀為 0.2204，最小的是有效磷為0.2068；基礎(chǔ)產(chǎn)量的高低不僅受土壤速效養(yǎng)分含量多少的影響，還受水稻品種產(chǎn)量潛力的影響。通徑分析結(jié)果表明，全肥區(qū)產(chǎn)量對(duì)空白基礎(chǔ)產(chǎn)量的直接作用最大，早、中、晚稻平均相關(guān)系數(shù)為0.6253。因此，在估算空白基礎(chǔ)產(chǎn)量時(shí)必須引入全肥區(qū)產(chǎn)量，提高估算精度。

無(wú)氮、無(wú)磷、無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量分別與土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量有極顯著的正相關(guān)，且與全肥區(qū)產(chǎn)量正相關(guān)更大；由此建立估算無(wú)氮、無(wú)磷、無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型具有較高的精度，可分別用于估算早中晚稻的無(wú)氮、無(wú)磷、無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量。

運(yùn)用土壤速效養(yǎng)分含量檢測(cè)結(jié)果和全肥區(qū)產(chǎn)量估算空白基礎(chǔ)產(chǎn)量，在水稻推薦施肥中，可利用空白基礎(chǔ)產(chǎn)量校正推薦施肥方案，檢驗(yàn)“3414”中的“2”施肥水平（當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿浚┑暮侠硇裕M(jìn)一步修正施肥方案，用于指導(dǎo)水稻生產(chǎn)中科學(xué)施肥。

在推薦施肥技術(shù)參數(shù)獲取中，可依據(jù)土壤速效養(yǎng)分含量和全肥區(qū)產(chǎn)量簡(jiǎn)便的估算無(wú)氮、無(wú)磷、無(wú)鉀基礎(chǔ)產(chǎn)量，用于計(jì)算氮磷鉀肥利用率、土壤有效養(yǎng)分校正系數(shù)和相對(duì)產(chǎn)量，從而減少設(shè)置完全的“3414”肥效試驗(yàn)的數(shù)量，只需在試驗(yàn)前檢測(cè)土壤速效養(yǎng)分實(shí)施其中“2”水平的施肥試驗(yàn)區(qū)，就可獲得相關(guān)推薦施肥的技術(shù)參數(shù)。