吳晨光 張冬明

不同施肥方式對水稻產量及肥料利用率的影響

吳晨光1張冬明2,3,4

（1. 海口市農業(yè)技術推廣中心 海南海口 570206；2. 海南省農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與土壤研究所 海南海口 571100；3. 農業(yè)農村部海南耕地保育科學觀測試驗站 海南?？?571100；4. 海南省耕地保育重點實驗室 海南?？?571100）

為了進一步推廣測土配方施肥技術，特對?？谑兴镜租浄实睦寐蔬M行試驗，對比分析了常規(guī)施肥與測土配方施肥2種不同施肥方式下水稻氮肥、磷肥、鉀肥的利用效果。結果表明，測土配方施肥氮（N）肥利用率為40.27%，磷（P2O5）肥利用率為27.67%，鉀（K2O）肥利用率為41.35%；配方施肥（N2P2K2）的水稻平均產量最高，為504.01 kg/畝（1畝≈667 m2），有效穗長最高（25.91 cm）、癟粒數(shù)（29粒）最低，稻稈重（41.84 g）、稻谷重（42.75 g）、結實率（83.99%）以及稻稈的氮、磷、鉀、鈣含量，稻米的氮、鉀含量最高。數(shù)據(jù)證明，通過實施測土配方施肥技術，可以有效提升水稻對氮磷鉀肥的利用率，促進水稻生長發(fā)育，是?？谑兴井a值效益的一大重要保障。

配方肥；水稻；產量；養(yǎng)分吸收；肥料利用率

水稻是重要的糧食作物，其能否高產在很大程度上取決于生長過程中是否有充足的養(yǎng)料供給[1]。據(jù)統(tǒng)計，化肥在中國對水稻產量的貢獻率在29.6%～38.7%，對糧食作物具有顯著的增產效應[2]。一直以來，由于生產者缺乏對土壤的了解，糧食生產過程中濫用化肥、盲目施肥，導致肥料利用率低，并且未利用的肥料還對土壤造成不同程度的污染。而配方施肥可有效緩解此類問題，配方施肥是根據(jù)土壤肥力和作物養(yǎng)分需求規(guī)律進行養(yǎng)分合理配比的一種科學施肥技術[3]。眾多研究表明，配方施肥在水稻增產增效、提高肥料利用率和改善生態(tài)環(huán)境方面成效顯著[3-4]。肥料施入土壤后都不能全部被作物吸收利用，其中一部分由于淋失、揮發(fā)或被土壤固定而成為作物不可利用的形態(tài)。肥料利用率是作物所能吸收肥料養(yǎng)分的比率，用以反映肥料的利用程度。一般而言，肥料利用率越高，技術經濟效果就越大。肥料利用率不是固定不變的，受肥料的種類、性質、土壤類型、作物種類、氣候條件、田間管理等因素影響而有差別[5-6]。其中施肥管理包括肥料配比、施肥方式和施肥時間等對肥料利用率的直接影響。為保持生態(tài)平衡，推進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，促進糧食安全。提高肥料利用率、減少肥料損失是當前農業(yè)生產中亟需解決的重要問題。氮、磷、鉀是植物生長所需的重要營養(yǎng)元素，在水稻生產過程中，不同氮磷鉀肥用量和比例直接影響其產量和品質。研究表明，合理施用化肥能有效提高肥料利用率，增加水稻產量[7-10]。胡中澤等[11]發(fā)現(xiàn)，配方施肥處理后水稻籽粒、秸稈產量為9 753、8 744 kg/hm2，分別比常規(guī)施肥高125、129 kg/hm2，配方施肥處理籽粒氮、磷、鉀含量分別為1.12%、0.26%和0.39%，高于常規(guī)施肥處理。吳晶等[10]通過測土配方施肥，年均降低氮磷施用量分別為135和46.5 kg/hm2，且稻麥產量并未顯著降低，稻麥平均產量分別可達8 490和6 480 kg/hm2。同時，通過稻季增施鉀肥24 kg/hm2，土壤全鉀和速效鉀含量高于常規(guī)施肥，進一步降低了鉀元素虧缺導致的減產風險。

水稻作為海口市的主要糧食作物之一，提高水稻產量的同時減少化肥施用極為重要。本試驗在優(yōu)化施肥配方下，摸清水稻對氮、磷、鉀肥的利用率，為合理制定施肥配方提供科學依據(jù)。進一步推進測土配方施肥工作，摸清不同成土母質發(fā)育的農田水稻化肥利用率，優(yōu)化海口市水稻施肥指標體系，為拓展不同作物肥料利用率和施肥指標體系研究提供借鑒，同時也為不同地區(qū)推廣科學施肥提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地概況 本試驗于2022年1月至5月，在海南省?？谑协偵絽^(qū)紅旗鎮(zhèn)七水田洋進行，該區(qū)域地處海南島北部地區(qū)，屬于熱帶季風海洋性氣候，陽光充足，雨量充沛，年平均降水量為1 274.4 mm，年平均氣溫為25.7℃；土壤為砂壤土，0～20 cm土壤基本理化性狀為：pH 5.27，有機質16.77 g/kg，全氮0.75 mg/kg，有效磷19.81 mg/kg，速效鉀52.71 mg/kg。

1.1.2 試材 試驗作物為水稻（Y兩優(yōu)3088），氮肥為尿素（N 46%），磷肥為鈣鎂磷肥（P2O516%），鉀肥為氯化鉀（K2O，60%）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗設5個處理，包括空白對照（N0P0K0）、配方施肥（N2P2K2）、配方施肥無氮（N0P2K2）、配方施肥無磷（N2P0K2）、配方施肥無鉀（N2P2K0），每個處理重復3次，各處理施肥量見表1。

表1 試驗方案 單位：kg/畝

試驗地面積為2.0畝（1畝≈667 m2），小區(qū)面積24 m2（4 m×6 m），移植規(guī)格為20 cm×20 cm，每叢插2苗，各小區(qū)移植苗數(shù)均等，區(qū)組之間間隔120 cm，小區(qū)間田埂高過田面20 cm，用塑料膜包住田埂，并深入地面15 cm防止竄水竄肥。

1.2.2 田間管理 肥料用量參照當?shù)剞r技推廣部門的建議施用，配方施肥：N 9.5 kg/畝，P2O54.0 kg/畝，K2O 9.5 kg/畝。氮肥為尿素（N 46%），磷肥為鈣鎂磷肥（P2O516%），鉀肥為氯化鉀（K2O，60%）。磷肥全部做基肥一次性施入；化肥做追肥，氮肥按植后7 d 40%、25 d 35%、35 d 25%比例施用；鉀肥按植后7 d 40%、25 d 20%、35 d 40%比例施用。其他生產管理措施同常規(guī)一致。水稻于2022年12月中下旬播種，1月中下旬移栽，2022年5月收割。

1.2.3 土壤樣品采集與分析 試驗前和試驗后按照“S”型采樣法于試驗小區(qū)均勻采集0～20 cm耕層混合土樣，土壤樣品帶回實驗室，經過風干、過篩后，按照常規(guī)分析方法測定土壤pH、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、鎂等含量。

1.2.4 水稻樣品采集與分析 在分蘗拔節(jié)期調查水稻分蘗數(shù)和株高，在收獲期各小區(qū)選擇具有代表性的水稻，沿著地面割斷，帶回室內進行考種。

成熟期各小區(qū)實收測產，取1 000 g左右稻谷帶回實驗室烘干，換算含水率，以13.5%的標準含水率計算稻谷產量。另外，從每個小區(qū)由對角線取5株水稻作為考種樣品，調查穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結實率和千粒重。收割時各小區(qū)采取稻谷和植株樣品，經處理后測定全氮、全磷和全鉀等養(yǎng)分。

一般通過差減法來計算，公式如下。

1.2.5 配方肥氮磷鉀肥料利用率 配方肥利用率以氮肥利用率為例，計算公式如下：

配方施肥區(qū)作物吸N總量=配方施肥區(qū)籽粒產量×籽粒N養(yǎng)分含量+配方施肥區(qū)莖葉產量×莖葉N養(yǎng)分含量

無氮肥區(qū)作物吸N總量=無氮肥區(qū)籽粒產量×籽粒N養(yǎng)分含量+無氮肥區(qū)莖葉產量×莖葉N養(yǎng)分含量

氮肥利用率=（配方施肥區(qū)作物吸N總量?無氮施肥區(qū)作物吸收N總量）/施肥N素總量× 100%

1.2.6 數(shù)據(jù)分析 通過Excel 2013進行數(shù)據(jù)的整理和制表，采用SAS 9.1.3軟件對測定結果進行方差分析，各處理的比較采用LSD法。

2 結果與分析

2.1 不同施肥水平對水稻產量的影響

由表2可知，隨著配方施肥處理中氮鉀元素的缺失，水稻產量顯著下降。不同的施肥處理對水稻產量具有顯著（<0.05）差異，其中配方施肥產量>配方施肥無磷>配方施肥無鉀>配方施肥無氮>空白對照。不同施肥處理中，配方施肥（N2P2K2）的水稻平均產量最高，為485.58 kg/畝，較空白對照（N0P0K0）的產量顯著增加了220.57 kg/畝，顯著增長83.23%；較配方施肥無氮處理（N0P2K2）的產量顯著增加了147.51 kg/畝，顯著增長43.63%；較配方施肥無鉀處理（N2P2K0）的產量顯著增加了122.23 kg/畝，顯著增長33.64%；較配方施肥無磷處理（N2P0K2）增加33.89 kg/畝，增長7.50%，差異不顯著。由此可見，在本試驗條件下，配方施肥和配方施肥無磷均可顯著提高水稻的產量，且優(yōu)于配方施肥無氮（N0P2K2）、配方施肥無鉀（N2P2K0）處理。

表2 不同施肥水平對水稻產量的影響

2.2 不同施肥水平對水稻農藝性狀的影響

從表3可以看出，水稻的有效穗數(shù)、有效穗長、飽粒數(shù)/穗、癟粒數(shù)、千粒重、稻稈重、稻谷重、結實率隨著配方施肥處理中氮、磷、鉀元素的缺失，均出現(xiàn)明顯變化。缺氮、磷、鉀均使水稻的癟粒數(shù)增加，稻稈重、稻谷重以及結實率降低；缺氮處理使水稻的有效穗長顯著（<0.05）下降；缺磷處理使水稻的飽粒數(shù)/穗顯著（<0.05）降低。不同施肥處理中，配方施肥處理（N2P2K2）的水稻的有效穗長最高（25.91cm）、癟粒數(shù)（29粒）最低、稻稈重（41.84 g）、稻谷重（42.75 g）以及結實率（83.99%）最高，較空白對照顯著增長，分別為有效穗數(shù)（33.33）、飽粒數(shù)/穗（20）、千粒重（18.58）、有效穗長（5.60%）、稻稈重（5.60%）、稻谷重（6.60%）以及結實率（18.61%），癟粒數(shù)顯著降低（39.58%）。

由此可見，在本試驗條件下，配方施肥的使用有利于提高水稻的6種農藝性狀（有效穗長、飽粒數(shù)/穗、癟粒數(shù)、稻稈重、稻谷重、結實率），配方施肥缺素處理不利于提高稻稈重、稻谷重和結實率，以及減少水稻癟粒數(shù)。

2.3 不同施肥水平對水稻稻稈養(yǎng)分含量的影響

由表4可知，不同配方施肥處理對水稻稻稈的氮、磷、鉀、鈣含量有顯著（<0.05）影響，配方施肥處理（N2P2K2）的水稻全氮含量最高，為0.77%，顯著高于配方施肥無氮（N0P2K2）、配方施肥無磷（N2P0K2）、配方施肥無鉀（N2P2K0）、空白處理，其中較空白處理顯著提高45.28%；配方施肥處理（N2P2K2）的稻稈全磷含量最高，顯著高于配方施肥無磷（N2P0K2）與空白處理，其中較空白處理增長高達40%，說明增施磷肥有利于提高稻稈的全磷含量；配方施肥處理（N2P2K2）的稻稈全鉀含量最高，顯著高于配方施肥無鉀（N2P2K0）與空白處理，其中較空白處理增長高達20.20%，說明增施鉀肥有利于提高稻稈的全鉀含量；配方施肥處理（N2P2K2）的稻稈全鈣含量最高，顯著高于空白處理，其中較空白處理增長高達12.5%，說明施本試驗設計中的任意一種肥料均有利于提高稻稈的全鈣含量。方差分析結果顯示，不同施肥處理對稻稈的全鎂含量影響均不顯著，表明不同配方施肥處理對稻稈的鎂含量影響較小。由此可見，配方施肥（N2P2K2）有利于提高水稻稻稈的氮、磷、鉀、鈣含量。

表3 不同施肥水平對水稻農藝性狀的影響

表4 不同施肥水平對水稻稻稈養(yǎng)分含量的影響 單位：%

2.4 不同施肥水平對水稻稻米養(yǎng)分含量的影響

由表5可知，不同配方施肥處理對水稻稻米中氮、鉀、鈣的含量具有顯著影響（<0.05）。配方施肥處理（N2P2K2）的稻米全氮含量最高，為1.44%，顯著高于配方施肥無氮、磷、鉀肥及空白處理，較空白處理增長達24.13%；稻米中全磷的含量沒有顯著差異；配方施肥處理（N2P2K2）的稻米全鉀含量最高，顯著高于配方施肥無鉀（N2P2K0）與空白處理，其中較空白處理增長達38.88%，說明增施鉀肥有利于提高稻米的全鉀含量；空白處理（N0P0K0）的稻米全鈣含量最高，顯著高于缺氮、鉀肥處理，其中配方施肥無氮（N0P2K2）處理較空白處理降低了16.67%，說明增施本試驗設計中的任意一種肥料均不利于提高稻米的全鈣含量。方差分析結果顯示，不同施肥處理對稻米的全鎂和全磷含量影響均不顯著，表明不同施肥處理對稻米的全鎂和全磷含量影響較小。由此可見，配方施肥（N2P2K2）有利于提高水稻稻米的氮、鉀、鈣含量。

2.5 配方肥氮磷鉀肥料利用率

配方施肥下氮肥、磷肥和鉀肥利用率見表6。試驗結果表明，在氮、磷、鉀合理配比的情況下，即施肥量N為9.5 kg/畝、P2O5為4.0 kg/畝、K2O為9.5 kg/畝時，配方施肥N、P2O5和K2O養(yǎng)分利用率分別為40.27%、27.67%和41.35%，有利于提高肥料利用率。

表5 不同施肥水平對水稻稻米養(yǎng)分含量的影響 單位：%

表6 不同施肥水平對水稻養(yǎng)分含量的影響 單位：%

3 討論與結論

3.1 討論

3.1.1 不同施肥方式對水稻產量與農藝性狀的影響 配方施肥（N2P2K2）的水稻平均產量最高，為485.58 kg/畝，增長83.23%。隨著配方施肥處理中氮、鉀元素的缺失，水稻產量下降，磷肥缺失對水稻的產量無明顯影響，表明水稻產量限制的養(yǎng)分因子中氮素最為重要，其次為鉀。在大田生產中，應增加氮肥，適量增加鉀肥，穩(wěn)定施用磷肥，優(yōu)化氮磷鉀的施用比例，提高水稻產量。由此可見，合理的施肥配比可以顯著提高水稻的產量，具有減輕地力損耗，提高肥料貢獻率的巨大優(yōu)勢，耗損地力的那部分通過肥料貢獻率得以補償[12]。氮、磷、鉀元素的缺失明顯影響水稻的農藝性狀，配方施肥有利于提高水稻的8個農藝性狀（有效穗數(shù)、有效穗長、飽粒數(shù)/穗、癟粒數(shù)、稻稈重、千粒重、稻谷重、結實率），并且癟粒數(shù)、稻稈重、稻谷重、結實率的農藝性狀效果顯著優(yōu)于其他3種處理，有利于提升水稻的品質。相關研究表明，分析N、P、K對有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的影響，可以間接反映出N、P、K肥對水稻生長時期的影響[13]，表明配方施肥技術在生長時期發(fā)揮了重要作用，提高了氮、磷、鉀肥的利用效率。

3.1.2 不同施肥方式對水稻養(yǎng)分含量的影響 養(yǎng)分積累不僅能促進水稻正常的生長發(fā)育，也有利于將無機養(yǎng)分轉化為有機養(yǎng)分、提高肥料利用率。王偉妮等[14]認為，氮磷鉀均缺乏不僅顯著影響相應元素的吸收，也會影響到其他元素的吸收。在本試驗中，不同施肥處理對水稻稻稈中氮、磷、鉀、鈣含量具有重要影響，配方施肥（N2P2K2）稻稈的全氮、全磷、全鉀含量最高以及稻米全氮、全鉀含量最高，影響水稻對三大元素吸收的關鍵因子是氮，這可能與本試驗條件下缺氮導致產量大幅下降有關。4種施肥處理的稻稈全鈣含量均明顯高于空白處理，增施本試驗設計中的任意一種肥料均有利于提高稻稈的全鈣含量，不同施肥處理對稻稈的鎂含量影響較小。5種施肥處理條件下，稻米的全磷含量沒有顯著差異；不同施肥處理對稻米的全鎂和全磷含量無明顯影響，表明不同施肥處理對水稻稻米的全鎂和全磷含量影響較小。配方施肥N、P2O5和K2O均具有較高的養(yǎng)分利用率，分別為40.27%、27.67%和41.35%，較高的養(yǎng)分利用率不僅與施肥比例有重要關系，還可能與水分條件、土壤類型、農藝措施、作物品種、肥料用量等密切相關[15]。在現(xiàn)有的生產技術條件下，要追求糧食生產與肥料利用效率的平衡，除適當降低不合理施肥量外，還需要全面改善水稻生產中的各種農藝措施，如肥料類型、施肥方式、施肥時間、水分管理、土壤培育、耕作制度。

3.2 結論

綜合考慮水稻產量、農藝性狀、養(yǎng)分利用率、水稻稻稈和稻米養(yǎng)分等指標，在本試驗條件下，配方施肥N2P2K2，即N 9.5 kg/畝，P2O54 kg/畝，K2O 9.5 kg/畝的施用效果最佳，不僅能提高水稻產量和品質，還能獲得氮肥、磷肥、鉀肥的高利用率，節(jié)約肥料，有利于保護環(huán)境，為海口市優(yōu)化完善施肥技術指標體系提供理論依據(jù)。對土壤進行科學化統(tǒng)籌管理，有利于實現(xiàn)資源的可持續(xù)性利用。

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Effects of Different Fertilization Methods on Rice Yield and Fertilizer Utilization Rate in Haikou

WU Chenguang1ZHANG Dongming2,3,4

(1. Popularizing Agricultural Technique Service Center of Haikou, Haikou, Hainan 570206, China; 2. Agricultural Environment and Soil Research Institute, Hainan Academy of Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571100, China; 3. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Hainan), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Haikou, Hainan 571100, China; 4. Hainan Key Laboratory of Cultivated Land Preservation, Haikou, Hainan 571100, China)

To promote the technology of soil testing and formula fertilization, we tested the utilization rate of nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizer for rice in Haikou, Hainan Province. The utilization effects of nitrogen fertilizer, phosphorus fertilizer, and potassium fertilizer for rice under two different fertilization methods, conventional fertilization and formula fertilization, were compared and analyzed. The results showed that the utilization rates of nitrogen (N) fertilizer, phosphorus (P2O5) fertilizer, and potassium (K2O) fertilizer were 40.27%, 27.67%, and 41.35%, respectively. The average rice yield under formula fertilization (N2P2K2) was the highest, with 504.01 kg×mu?1. The length of the effective panicle was the highest (25.91 cm), the number of deflated grains was the lowest (29 grains), the heavy quality of the rice stalk (41.84 g), the weight of the rice stalk (42.75 g), the seed setting rate (83.99%), the contents of nitrogen, phosphorus, potassium, and calcium in rice stalk and nitrogen and potassium in rice were the highest. The data proved that the application of soil testing and formula fertilization technology could effectively improve the utilization rate of nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizer in rice and promote the growth and development of rice, which was a vital guarantee for the output value of rice in Haikou, Hainan Province.

formula fertilizer; rice; yield; nutrient absorption; fertilizer utilization rate

S512.1

A

10.12008/j.issn.1009-2196.2023.09.001

2023-01-28；

2023-02-28

海南省2022年農業(yè)資源及生態(tài)保護補助資金項目（No.瓊財農【2022】361號）；海口市2022年農藥化肥減量補助項目（No.海農【2022】302號）；海南省省屬科研院所技術開發(fā)專項（No.KYYS-2019-05）。

吳晨光（1969—），男，學士，中級農藝師，主要研究方向為農技推廣與植物保護，E-mail：1950592553@qq.com。

（責任編輯 龍婭麗）