張志才

(金湖縣農業(yè)技術推廣中心，江蘇 金湖 211600)

金湖縣位于淮河下游、江蘇中部偏西地區(qū)，耕地面積5.0萬hm2，其中丘陵地面積為1.18萬hm2，占耕地面積的23.6%，耕作制度以稻麥輪作為主。丘陵地土壤結構性差，肥力水平低，當?shù)剞r民長期盲目施肥，不僅影響水稻產量，而且增加種植成本，降低經濟效益。為當?shù)厮九浞绞┓侍峁┛茖W依據(jù)，于2021年度在該縣丘陵區(qū)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別進行了水稻3414肥效試驗，探索丘陵地氮磷鉀不同用量對水稻農藝性狀、穗粒結構、產量及經濟效益的影響，構建肥料效應函數(shù)模型。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地塊土壤為黃棕壤，質地輕粘，肥力中等，排灌方便，耕層厚度20 cm，有機質22.44 g/kg、全 氮1.24 g/kg、有 效 磷12.66 mg/kg、速效鉀137.93 mg/kg。前茬作物小麥，產量水平5 700 kg/hm2。

1.2 材料

水稻：淮稻5號，為當?shù)厮局魍破贩N。

肥料：氮肥為江蘇南化集團生產的尿素，含N 46.0%；磷肥為江蘇雙昌生產的過磷酸鈣，含P2O512.0%；鉀肥為俄羅斯生產的氯化鉀，含K2O 60.0%。

1.3 試驗設計

試驗采用3414完全試驗設計方案，即設3個因素，4個水平，14個處理。3因素為氮、磷、鉀；4個水平分別為0水平，不施肥；2水平，為當?shù)刈罴咽┓柿浚?水平為2水平×0.5；3水 平 為2水 平×1.5。小 區(qū) 面 積33.3 m2，小區(qū)隨機區(qū)組排列，3次重復［1］。各處理的組合及施肥量見表1。

表1 水稻3414試驗設計及施肥處理 kg/hm2

1.4 試驗過程

小麥收獲后耕翻耙平，構筑小區(qū)，田埂包裹農膜，灌水泡田48 h后按試驗設計施用基肥，并翻耙入土。水稻采用肥床旱育秧，2021年5月7日播種，6月12日移栽。移栽時葉齡5.2，移栽密度25 cm×13.3 cm。分蘗肥、穗肥分別于移栽后7 d、倒4葉及倒2葉期施用［2］。氮肥運籌：基蘗肥與穗肥比例為5.5∶4.5，其中基肥∶分蘗肥為7∶3，促花肥∶?；ǚ蕿?∶3；磷鉀肥均作為基肥一次性施用。各處理小區(qū)采用相同病蟲草害防治方法。

1.5 調查統(tǒng)計

每小區(qū)定3點，每點10穴，每隔5～10 d調查1次苗情。分蘗期考察株高、葉齡、莖蘗數(shù)；成熟期考察植株性狀、穗粒結構、產量等。成熟時每小區(qū)割5 m2，單收單打、曬干、稱重、計實產［3］。

1.6 數(shù)據(jù)分析

通過3414試驗統(tǒng)計分析軟件，分別建立NPK3種肥料中的1種在另外2種固定為2水平時的效應方程，NP、NK、PK中任意2種肥料在另外1種肥料固定為2水平時的效應方程，NPK不同施用量與產量的效應方程，并分別計算出最高產量、最佳產量及其施肥量。

2 結果與分析

2.1 氮磷鉀施用量對水稻農藝性狀及穗粒結構的影響

從表2可知不同氮磷鉀用量對水稻農藝性狀及穗粒結構的影響。

2.1.1 氮 由表2中處理2、3、6、11數(shù)據(jù)可知，在P、K施肥量均為2水平的情況下，水稻的株高、最高莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)均隨施氮量的增加而增加，與游國玲等［4］報道的結果相似；每穗實粒數(shù)隨施氮量的增加先增加后下降；結實率及千粒重均為不施氮的處理2（N0P2K2）最高，分別為95.29%、29.86%；過量施氮的處理11（N3P2K2）最低，分別為91.68%、27.11%。

2.1.2 磷 由表2中處理4～7數(shù)據(jù)可知，在N、K施肥量均為2水平的情況下，水稻的株高、最高莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)均隨施磷量的增加而增高；每穗總粒數(shù)、實粒數(shù)、千粒重均隨施磷量的增加先增加后下降，但不同施磷量處理間的千粒重差異不大；結實率以處理5（N2P1K2）最高，為94.22%，處理6（N2P2K2）次之，為93.26%。

2.1.3 鉀 由表2中處理6、8～10數(shù)據(jù)可知，在N、P施肥量均為2水平的情況下，水稻的株高、最高莖蘗數(shù)隨施鉀量的增加而增加；有效穗、實粒數(shù)、千粒重、結實率均隨施鉀水平的增加先增加后下降，但不同施鉀量處理間的千粒重和結實率差異不大。

表2 氮磷鉀不同用量水稻的農藝性狀及穗粒結構

2.2 氮磷鉀施用量對水稻產量的影響

由表3可知氮磷鉀不同施用量對水稻產量的影響。

表3 氮磷鉀不同施用量水稻的產量

2.2.1 氮磷鉀單因素對水稻產量的影響

1）氮用量。由處理2、11數(shù)據(jù)可知，水稻產量隨施氮量的增加而增加，但當?shù)┯昧窟_到一定量時，增施氮肥不再有增產作用。施氮（N）120 kg/hm2、240 kg/hm2、360 kg/hm2的產量分別較處理2（施氮0 kg/hm2）增產2 481.0 kg/hm2、3 933.0 kg/hm2、3 510.0 kg/hm2，分別較處理2提高42.28%、67.02%、59.82%。

通過回歸分析，建立氮用量與產量的關系模型為Y=5 825.700 0+28.135 0X-0.050 4X2。（式中，Y為產量，X為施N量，R2=0.996 2）。根據(jù)模型計算出最大施氮（N）量為279.02 kg/hm2，最高產量為9 750.9 kg/hm2；最佳施氮（N）量為257.97 kg/hm2，最佳產量為9 728.5 kg/hm2。

2）磷用量。由處理4～7數(shù)據(jù)可知，水稻產量隨磷用量的增加而增加，但當磷施用量達到一定量時，產量不再隨之增加。施磷（P2O5）37.5 kg/hm2、75 kg/hm2、112.5 kg/hm2處理的產量分別較處理4（施磷0 kg/hm2）增產1 039.5 kg/hm2、1 756.5 kg/hm2、1 039.5 kg/hm2，分別較處理4提高12.92%、21.83%、12.92%。

通過回歸分析，建立磷（P2O5）用量與產量關系模型為Y=7 988.925 0+45.358 0X-0.312 3X2（式中，Y為產量，X為施磷量，R2=0.960 6）。根據(jù)該模型計算得出最大施磷（P2O5）量為72.63 kg/hm2，最高產量為9 636.0 kg/hm2；最佳施磷（P2O5）量為68.00 kg/hm2，最佳產量為9 629.3kg/hm2。

3）鉀用量。由處理6、8～10數(shù)據(jù)可知，水稻產量隨鉀用量的增加而增加，但當鉀肥施用量達到一定量時，產量不再隨鉀用量增加而增加。施 鉀（K2O）60 kg/hm2、120 kg/hm2、180 kg/hm2處理產量分別較處理8（施鉀0 kg/hm2）增產1 093.5 kg/hm2、1 875.0 kg/hm2、1 212.0 kg/hm2，分別較處理8提高13.80%、23.66%、15.29%。

通過回歸分析，可建立鉀用量與水稻產量的關系模型為Y=7 869.375+29.318 8X-0.122 0X2（式中，Y為產量，X為施鉀量，R2=0.964 6）。根據(jù)模型計算得出最大施鉀（K2O）量為120.18 kg/hm2，最高產量為9 631.1 kg/hm2；最佳施鉀（K2O）量為107.96 kg/hm2，最佳產量為9 612.9 kg/hm2。

2.2.2 氮磷鉀雙因素互作對水稻產量的影響選用處理2～7、11、12的數(shù)據(jù)，求得K在2水平時NP二元二次肥料效應方程為Y=4 042.500 0+28.011 4X1+46.603 6X2-0.048 0X12-0.300 7X22-0.011 3X1X2，R2=0.993 4。式中，Y、X1、X2分別為水稻產量和氮（N）、磷（P2O5）施用量，單位為kg/hm2。根據(jù)模型計算得出最佳用量為氮（N）261.51 kg/hm2，磷（P2O5）67.75 kg/hm2，最佳產量為9 569.4 kg/hm2；最大用量為氮（N）283.09 kg/hm2，磷（P2O5）72.16 kg/hm2，最大產量為9 688.7 kg/hm2。在NP為0水平時，水稻產量為4 042.5 kg/hm2，可見在NP交互作用下產量最大，可提高5 646.2 kg/hm2。

選用處理2、3、6、8～11、13的數(shù)據(jù)，求得P在2水平時NK的二元二次肥料效應方程為Y=4 892.069 0+23.955 8X1+22.067 3X2-0.048 0X12-0.117 6X22+0.026 5X1X2，R2=0.993 2。式中，Y、X1、X2分別為水稻產量和氮（N）、鉀（K2O）施用量，單位為kg/hm2。根據(jù)模型計算得出最佳用量為氮（N）258.03 kg/hm2，鉀（K2O）110.21 kg/hm2，最佳產量為9 637.0 kg/hm2；最大用量為氮（N）284.48 kg/hm2，鉀（K2O）125.87 kg/hm2；最大產量為9 688.4 kg/hm2。在NK為0水平時，產量為4 892.1 kg/hm2，可見在NK交互作用下產量最大，可提高4 796.3 kg/hm2。

選用處理4～10、14的數(shù)據(jù)，求得N在2水平時PK的二元二次肥料效應方程為Y=7 071.155 2+32.703 6X1+21.490 9X2-0.2911X12-0.114 1X22+0.083 0 X1X2，R2=0.967 0。式中，Y、X1、X2分別為水稻產量和磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量，單位為kg/hm2。根據(jù)模型計算得出最佳用量為磷（P2O5）66.19 kg/hm2，鉀（K2O）105.17kg/hm2，最佳產量為9536.0kg/hm2；最大用量為磷（P2O5）73.39 kg/hm2，鉀（K2O）120.85 kg/hm2，最大產量為9 569.8 kg/hm2。在NP為0水平時產量為7 071.2 kg/hm2，可見在PK交互作用下產量最大，可提高2 498.6 kg/hm2。

由此可知，NP交互作用對水稻產量影響最為明顯、NK交互作用次之，PK交互作用較小。在促進水稻生長發(fā)育的氮磷鉀三因素中，氮對水稻產量影響大于磷鉀，施氮能顯著提高水稻產量，與曹偉等［5］報道相似。

2.2.3 氮磷鉀不同配比對水稻產量的影響由表3可知，處理6產量最高，各處理的產量依次為處理6＞處理11＞處理10＞處理5=處理7＞處理9＞處理14＞處理3＞處理13＞處理4＞處理12＞處理8＞處理2＞處理1。經F檢驗，各處理間產量差異達極顯著水平（F=320.825 3，F(xiàn)0.01=2.842）。通過LSR檢驗，處理1（對照）與其他處理產量相比均達極顯著水平，說明在該土壤肥力下，施用不同配比的氮磷鉀對水稻產量有較大影響，合理搭配施用氮磷鉀才能實現(xiàn)水稻高產。

為進一步明確氮磷鉀不同配比與水稻產量的關系，將各處理的平均產量與施肥量進行回歸，得出氮磷鉀施用量與產量的回歸方程為Y=5 193.808 7+20.351 6X1+23.234 1X2+7.563 3X3-0.045 4X12-0.274 1X22-0.107 5X32+0.012 4X1X2+0.041 1X1X3+0.122 0X2X3

式中，Y、X1、X2、X3分別為水稻產量和氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量，單位為kg/hm2。對回歸模型進行檢驗，Multiple相關系數(shù)為0.997 8，RSquare復測定系數(shù)為0.995 6，標準誤差為156.741 0。回歸分析的相關系數(shù)及復測定系數(shù)均大于R0.05（0.918 6），說明氮磷鉀施用量與產量有顯著的相關關系，同時回歸方差F=99.574 9＞F0.05（5.999），說明氮磷鉀施用量與產量效應方程具有可靠的擬合度。

由回歸方程得出最大施肥量為氮（N）296.93 kg/hm2，磷（P2O5）79.65 kg/hm2，鉀（K2O）137.21 kg/hm2，此時水稻產量最高，為9 659.4 kg/hm2。2021年11月水稻市場均價為2.60元/kg，肥料市場均價：N為5.52元/kg，P2O5為7.52元/kg，K2O為7.75元/kg（以下同），根據(jù)肥料市場價格及氮磷鉀施用量與產量效應方程推算出最佳施肥量為氮（N）259.14 kg/hm2，磷（P2O5）67.25 kg/hm2，鉀（K2O）109.08 kg/hm2，此 時 最 佳 產 量 為9 559.4 kg/hm2。

2.3 氮磷鉀不同用量對水稻經濟效益的影響

由表4可知，處理6的經濟效益最高，其后依次是處理14＞處理9＞處理5＞處理11＞處理7＞處理10＞處理3＞處理13＞處理12＞處理8＞處理4＞處理2＞處理1。除處理2以外，其他各處理的經濟效益均比處理1有較大提高，增量為5 131.8～9 134.7元/hm2。

表4 氮磷鉀不同用量的水稻經濟效益

處理4與處理9投入肥料成本分別為2 254.8元/hm2、2 353.8元/hm2，兩處理肥料成本相近，但處理9經濟效益比處理4增加2 436元/hm2；處理6、處理11肥料投入成本分別為2 818.8元/hm2、3 481.2元/hm2，處理6投入比處理11減少662.4元/hm2，但經濟效益卻提高1 762.2元/hm2?？梢?，氮磷鉀的不同用量對水稻的經濟效益有較大影響，氮磷鉀比例不匹配不僅造成肥料浪費，增加成本，還會導致經濟效益降低。因此，科學搭配施用氮磷鉀才能提高水稻經濟效益，與吳俊杰等［6］報道相似。

3 結論

施用氮磷鉀均能增加株高、莖蘗數(shù)；適量氮肥能增加每穗粒數(shù)和產量，氮肥過量則會降低產量，而結實率、千粒重均隨施氮量的增加而下降；每穗粒數(shù)、千粒重均隨施磷量的增加先升后降，但千粒重差異不大；有效穗、實粒數(shù)、千粒重、結實率均隨施鉀量的增加先升后降，但千粒重、結實率差異不大。

水稻施用氮磷鉀均能增產。氮磷鉀三因素中，氮對水稻產量影響大于磷、鉀；施氮能顯著提高水稻產量；氮、磷、鉀施用量均存在一個合理閾值，隨著施用量增加，肥料的增產量由大變小。

氮磷鉀的不同用量對水稻的經濟效益有較大影響，氮磷鉀比例不匹配不僅造成肥料浪費，增加成本，還會導致經濟效益降低，科學搭配施用氮磷鉀才能提高水稻經濟效益。

試驗初步建立了金湖縣丘陵地水稻肥料效應函數(shù)模型，為更準確的配方施肥提供依據(jù)。綜合考慮產量、經濟費用等因素，結合當?shù)剞r業(yè)生產實際，該縣丘陵地水稻最佳施肥量為氮（N）259.14 kg/hm2，磷（P2O5）67.25 kg/hm2，鉀（K2O）109.08 kg/hm2，該條件下的水稻最佳經濟產量為9 559.4 kg/hm2。