普正仙，宗世榮，陳澤新，王 芳，湯 利，柳 展，危常州

（1.云南云天化股份有限公司 研發(fā)中心，云南 昆明 650228；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650500；3.勐海曼香云天農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，云南 西雙版納 666205；4.石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832003）

0 引言

磷肥是主要的肥料品種之一，在農(nóng)作物增產(chǎn)中的作用舉足輕重。但是，正磷酸鹽為主要成分的磷肥施入土壤后極易與土壤中Al3+、Fe3+、Ca2+等產(chǎn)生化學(xué)沉淀或被土壤吸附固定［1-3］，致使磷在土壤中移動(dòng)性差，不易被農(nóng)作物根系吸收［3］。研究表明，磷在土壤中的移動(dòng)以擴(kuò)散為主，其移動(dòng)距離僅為3～5 cm［4］。增加磷在土壤中的移動(dòng)性，減少土壤對(duì)磷的固定是磷肥減量增效的突破口。

聚磷酸類磷肥（聚合度2～6）作為新型磷源備受關(guān)注［5-6］，該類肥料是磷分子間通過(guò)共價(jià)縮合而成的一種支鏈或直鏈型聚合物［7-8］。有研究指出，與傳統(tǒng)的正磷酸鹽磷肥相比，聚磷酸類磷肥可顯著提高土壤有效磷水平［9-10］、農(nóng)作物產(chǎn)量［11-12］和肥料利用率［13］。然而，由于聚磷酸類磷肥市場(chǎng)價(jià)格高于普通磷酸一銨和磷酸二銨，且其在土壤中需要經(jīng)過(guò)水解釋放出正磷酸鹽才能被農(nóng)作物吸收，因此其肥效慢于普通磷肥。采用正磷酸鹽和聚磷酸鹽復(fù)合制成含聚磷酸鹽復(fù)合肥可能是一種兼顧肥效和成本的方法。筆者以2種聚磷酸鹽（聚磷酸銨、三聚磷酸鉀）為原料，設(shè)置幾種與普通磷酸二銨的比例，在云南勐海水稻上通過(guò)田間試驗(yàn)檢驗(yàn)其肥效，為含聚磷酸鹽復(fù)合肥生產(chǎn)和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)置

聚磷酸銨（APP）和三聚磷酸鉀（KTPP）均由云南云天化股份有限公司生產(chǎn)，其主要肥料性質(zhì)見(jiàn)表1。試驗(yàn)所用常規(guī)肥料為磷酸二銨（w（N）18%，w（P2O5）46%）、尿素（w（N）46%）和氯化鉀（w（K2O）60%）。

表1 APP和KTPP肥料性質(zhì)

試驗(yàn)以勐海曼香云天農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司水稻基地的施肥量為對(duì)照，其水稻全生育期N、P2O5、K2O投入量分別為180、90、90 kg/hm2。采用等養(yǎng)分設(shè)計(jì)，用APP 和KTPP 替代部分正磷酸鹽。對(duì)于APP和KTPP，由于其分別含有氮素和鉀素，在計(jì)算各處理肥料用量時(shí)，以磷素確定其作基肥或追肥的用量，其所含的氮素或者鉀素分別扣除對(duì)應(yīng)的尿素或者氯化鉀相應(yīng)的量。設(shè)置聚磷酸鹽全部作基肥或全部作追肥，另設(shè)一個(gè)不施磷肥對(duì)照，以及一個(gè)磷酸二銨（DAP）作磷源的處理，合計(jì)10 個(gè)處理（見(jiàn)表2）。田間隨機(jī)區(qū)組排列，各小區(qū)面積30 m2（5 m×6 m），每個(gè)處理3次重復(fù)。

表2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2020 年在云南省西雙版納傣族自治州勐?？h勐遮鎮(zhèn)曼根村開展，地理位置位于東經(jīng)100°22′27″、北緯21°94′70″，地形平坦。0～20 cm 耕層土壤pH 5.33，w（速效鉀）126.4 mg/kg，w（有效磷）15.7 mg/kg，w（有機(jī)質(zhì)） 3.38 g/kg，w（堿解氮）51.7 mg/kg，綜合肥力水平為中上。實(shí)驗(yàn)水稻品種為秈稻502，水稻栽種方式為人工栽種，株行距21 cm×34 cm。氮肥1/3 作基肥，2/3 作追肥；鉀肥1/2作基肥，1/2作追肥；磷肥1/2作基肥，1/2作追肥，追肥在分蘗期施用。

1.2 采樣和分析項(xiàng)目

于移栽后本田生長(zhǎng)30、90、120 d 取0～20 cm耕層土樣，測(cè)定土壤有效磷含量（0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬藍(lán)比色法測(cè)定）。

水稻在收獲時(shí)采集植株樣品，分莖、葉、穗保存。樣品用H2SO4-NaOH 消煮，鉬銻抗比色法測(cè)定全磷含量。干物質(zhì)量采用烘干稱量法測(cè)定。并測(cè)定稻谷的堊白度、堊白率、整精米率、粗蛋白含量、粗灰分含量、粗脂肪含量。收獲時(shí)對(duì)水稻進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，測(cè)定產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，根據(jù)結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)計(jì)算水稻產(chǎn)量。

1.3 計(jì)算與數(shù)據(jù)處理

方差分析和多重比較采用SPSS 軟件，數(shù)據(jù)計(jì)算和制圖采用WPS進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同聚磷酸鹽添加對(duì)土壤有效磷含量的影響

不同聚磷酸鹽添加在不同時(shí)期對(duì)土壤有效磷含量的影響見(jiàn)圖1。追肥之前（圖1a.，本田生長(zhǎng)30 d），4個(gè)聚磷酸鹽作基肥的處理土壤有效磷含量顯著低于對(duì)應(yīng)的追肥處理，也顯著低于正磷酸鹽處理，顯示聚磷酸鹽有一定的緩效性。

追肥后60 d（圖1b.，本田生長(zhǎng)90 d），不論聚磷酸鹽作基肥還是追肥，土壤有效磷含量均大于正磷酸鹽處理，且相同條件下聚磷酸鹽添加量8%的處理土壤有效磷含量都大于聚磷酸鹽添加量4%的處理。聚磷酸鹽作追肥的處理土壤有效磷含量總體大于作基肥的處理。顯示聚磷酸鹽不論作追肥還是基肥，均具有提高土壤有效磷含量的作用。由于60～90 d 正是水稻拔節(jié)-孕穗的關(guān)鍵時(shí)期，因此，聚磷酸鹽對(duì)水稻生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期改善磷素營(yíng)養(yǎng)均具有積極作用。

在水稻收獲后（圖1c.，本田生長(zhǎng)120 d），聚磷酸鹽作追肥的處理土壤有效磷含量均顯著高于正磷酸鹽處理，也顯著高于聚磷酸鹽作基肥的處理（APB8 處理除外）。再次說(shuō)明聚磷酸鹽具有緩釋作用，能較長(zhǎng)時(shí)期維持土壤的有效磷含量處于高水平。相同條件下，聚磷酸鹽替代率為8%的處理土壤有效磷含量全部大于替代率為4%的處理。

圖1 聚磷酸鹽在不同時(shí)期對(duì)土壤有效磷含量的影響

全生育期中，土壤有效磷含量在30～90 d階段逐漸增加，隨后下降。這一特點(diǎn)與水稻吸磷規(guī)律基本匹配，其中聚磷酸鹽作追肥表現(xiàn)更為明顯。表明聚磷酸鹽添加延長(zhǎng)了速效磷肥的供肥時(shí)間，改善了肥料的供肥特性。

2.2 聚磷酸鹽處理對(duì)水稻產(chǎn)量和磷吸收量的影響

在相同養(yǎng)分投入量下，聚磷酸鹽替代部分正磷酸鹽對(duì)水稻磷素吸收產(chǎn)生了顯著的影響（見(jiàn)表3），與全部施用正磷酸鹽比較，聚磷酸鹽處理水稻磷吸收量提高4.7%（APT4）～ 12.9%（KPB8）。增產(chǎn)方面，所有處理都比CK增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為13.7%（PO）～34.6%（APT8），聚磷酸鹽處理比正磷酸鹽處理增產(chǎn)幅度則為1.15%～18.39%。產(chǎn)量方面，APB8 和APT8 處理分別獲得作基肥和作追肥兩種施肥方法的最高產(chǎn)量，分別比PO處理增產(chǎn)18.10%和18.39%，顯示在較高替代比例下，聚磷酸鹽對(duì)水稻的增產(chǎn)作用顯著高于普通正磷酸鹽磷肥。

表3 聚磷酸鹽對(duì)水稻產(chǎn)量和磷吸收量的影響

去除CK和PO處理后，用三因素方差分析（聚磷酸鹽種類、聚磷酸鹽替代比例、聚磷酸鹽作基肥/追肥施用）發(fā)現(xiàn)，在水稻吸收磷方面，兩種聚磷酸鹽處理無(wú)顯著性差別，作基肥時(shí)KTPP 替代率為8%處理顯著高于替代率為4%的處理，且作基肥時(shí)水稻對(duì)磷的吸收量高于作追肥時(shí)。在產(chǎn)量方面，APP顯著比KTPP增產(chǎn)，同等條件下，聚磷酸鹽8%替代率下增產(chǎn)效果大于4%替代率，而聚磷酸鹽磷肥作基肥或者作追肥，對(duì)水稻的產(chǎn)量影響不大。在磷回收率（單季利用率）方面，APP的回收率高于KTPP，但沒(méi)有達(dá)到顯著性差異水平。聚磷酸鹽8%替代率下P 回收率則顯著高于4%替代率，磷肥作基肥時(shí)磷當(dāng)季回收率顯著高于作追肥。

2.3 聚磷酸鹽處理對(duì)水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

聚磷酸鹽對(duì)水稻的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。千粒質(zhì)量方面，所有施磷處理均顯著提高了千粒質(zhì)量（見(jiàn)表4），但與PO 處理比較各處理間差異不顯著。結(jié)實(shí)率方面，除KPB4、KPT4處理外，聚磷酸鹽處理顯著高于PO 處理，KTPP 8%替代率下也顯著高于4%替代率。穗粒數(shù)方面，各施磷處理之間差異不顯著，部分處理（KPB8、APB4、KPT8、APT4、APT8）穗粒數(shù)與CK差異顯著。在667 m2有效穗數(shù)方面，PO 處理獲得了最高的有效穗數(shù)，但各處理差異不顯著。

表4 不同處理聚磷酸鹽對(duì)水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

2.4 聚磷酸鹽處理對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和外觀品質(zhì)的影響

聚磷酸鹽處理對(duì)水稻品質(zhì)也產(chǎn)生了一定程度的影響（見(jiàn)表5）。粗蛋白含量PO 處理最高，與APP 比較，相同添加量下KTPP降低粗蛋白含量的作用較為明顯。APP或KTPP作追肥均導(dǎo)致稻谷粗灰分含量下降，但差異不顯著。聚磷酸鹽處理顯著提高或提高了粗脂肪含量，提高幅度在16.3%～47.5%，但不同聚磷酸鹽比例處理提高粗脂肪含量的規(guī)律不明顯。聚磷酸鹽8%替代率下稻谷的整精米率有高于4%替代率處理的趨勢(shì)，總體而言，除個(gè)別處理外，聚磷酸鹽處理的整精米率低于CK或PO處理。堊白影響水稻外觀品質(zhì)，從而是影響稻米商品性的主要指標(biāo)之一。與PO 處理相比，除個(gè)別處理（APT8）外，聚磷酸鹽作基肥或者作追肥對(duì)堊白度影響不顯著，較低的聚磷酸鹽添加量堊白度較低。但聚磷酸鹽處理均提高了堊白度，其內(nèi)在機(jī)制則不清楚。

表5 聚磷酸鹽對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)和外觀品質(zhì)的影響

3 結(jié)論

相同施磷量下，用聚磷酸銨或三聚磷酸鉀替代4%或8%的正磷酸鹽，比只用正磷酸鹽施肥水稻增產(chǎn)1.15%～18.39%。兩種聚磷酸鹽比較，APP 的增產(chǎn)作用優(yōu)于KTPP。聚磷酸鹽替代部分正磷酸鹽對(duì)水稻品質(zhì)的影響表現(xiàn)為提高了粗脂肪的含量，作追肥時(shí)降低了粗灰分含量。相同條件下聚磷酸鹽8%替代率下稻谷的整精米率高于4%替代率。

聚磷酸鹽的增產(chǎn)作用和提高磷肥利用率效果，我們認(rèn)為是其延長(zhǎng)供磷時(shí)間造成的［14］。在水稻灌漿期（90 d）、灌漿后期-收獲期（120 d），聚磷酸鹽處理的土壤有效磷含量均高于PO處理，且120 d時(shí)作追肥的處理土壤有效磷含量顯著高于作基肥的處理（APB8處理除外），表明聚磷酸鹽的緩釋效應(yīng)延長(zhǎng)了土壤的供磷期，從而提高了水稻的磷吸收量，相應(yīng)提高了產(chǎn)量。聚磷酸鹽較少被土壤固定可能是另外一個(gè)原因，但這需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

聚磷酸銨是中性鹽，三聚磷酸鉀則具強(qiáng)堿性。試驗(yàn)土壤pH 5.3，為弱酸性土壤，本來(lái)預(yù)測(cè)三聚磷酸鉀的堿性能中和土壤酸性，可能其增產(chǎn)作用強(qiáng)于聚磷酸銨，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果并非如此?？赡艿脑蚴峭寥纏H尚不構(gòu)成水稻生長(zhǎng)的障礙因素。另外，KTPP聚合度高于APP，其水解速率慢于APP，可能是另外一個(gè)原因［15］。