保亭县水稻氮磷钾配方施肥研究

潘孝忠，谢良商，符传良，曾建华

（海南省农业科学院土壤肥料研发中心/海南省农作物遗传育种重点实验室，海南海口 571100）

为贯彻落实中央一号文件，2005年开始，农业部积极组织实施了测土配方施肥行动。测土配方施肥既是保护生态环境、实现资源高效利用的有效途径，也是促进广大农民优化化肥投入，减少化肥浪费，降低化肥需求，在一定程度上抑制化肥价格过快增长，节本增效和增产增收的重要手段，对建设资源节约型和环境友好型社会具有重要意义[1]。近几年，全国各地实施测土配方施肥试验[2-5]，提出了当地土壤不同肥力水平下水稻的氮、磷、钾肥推荐施用量。笔者通过在海南省保亭县实施“3414”水稻田间肥料效应试验，了解海南省保亭县土壤氮、磷、钾养分的限制程度，探明氮、磷、钾肥的施用对稻谷增产的贡献率及其交互作用，模拟稻谷产量与氮、磷、钾肥施用量之间的数学方程，为海南省保亭县测土配方施肥技术的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验设在海南省保亭县三道乡，土壤为河流冲积形成的水稻土，基本理化性状为：pH 5.27，有机质10.90 g/kg，碱解氮 51.30 mg/kg，速效磷（P2O5）5.40 mg/kg，速效钾（K2O）39.70 mg/kg。

供试水稻品种为神农326。供试肥料为尿素（中海石油化学股份有限公司生产，含N 46%）、过磷酸钙（广东湛江生产，含P2O516%）、氯化钾（加拿大产，含 K2O 60%）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计。试验采用“3414”最优回归设计，试验因素及水平编码见表1，随机区组排列，小区面积20 m2（5 m×4 m）。试验于2010年2月2日插秧，移植规格为20 cm×20 cm，每丛插1～2苗，各小区移植苗数均等，同时要注意适时补苗，5月15日收获。磷肥做基肥一次施用；氮肥按基肥30%、植后7 d 40%、植后40 d 30%比例施用；钾肥按基肥20%、植后7 d 30%、植后40 d 50%比例施用。收获前各处理定5点，每点随机定2株共10株取样考种，调查测定有效穗、穗粒数、结实率和千粒重等经济性状，小区产量采用单收单打测产。

1.2.2 推荐施肥量的确定方法。通过设定水稻产量为目标y，肥料用量为变量x，进行三元二次和一元二次肥料效应模型的拟合，计算最高产量时的氮、磷、钾肥施用量，再根据稻谷实际价格及肥料价格，计算最佳经济效益时的施肥量。综合考虑F值检验、R2值检验及其施肥量的合理性，最终确定水稻的推荐施肥量[6]。

1.2.3 数据分析。试验数据处理采用Excel 2003、SPSS 9.0进行统计分析，对水稻产量结构采用方差分析和多重比较（DUNCAN）的方法进行检验。

表1 试验各处理组合设计方案 kg/hm2

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对水稻产量构成因素的影响

由表2可知，不同施肥处理对水稻产量构成因素的影响不同。等量磷、钾肥基础上，施用氮肥较不施氮肥明显增加了有效穗和和穗粒数，其中以处理⑥最高，有效穗和穗粒数分别达182.55万/hm2和234.07粒，继续增施氮肥，反而降低了有效穗和穗粒数；结实率随着氮肥用量的增加而降低，氮肥对千粒重的影响没有明显的规律。等量氮、钾肥基础上，随着磷肥施用量的增加，水稻有效穗和穗粒数都呈先增加后下降的趋势，结实率随着磷肥施用量的增加而降低。等量氮、磷肥基础上，水稻有效穗和穗粒数随着钾肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势，钾肥对结实率的影响不明显。不同施肥处理对水稻千粒重影响小，处理⑧千粒重最高，达23.70 g，比处理⑨高3.50%。

以上分析可知，水稻有效穗和穗粒数随着氮、磷、钾肥料施用量的增加而增加，继续增加施用量则逐渐降低，结实率随着肥料施用量的增加而趋于减少，不同施肥处理对千粒重影响小，说明在水稻营养生长期和生殖生长期有足够的养分有利于分蘖成穗和提高穗粒数，但养分过高，植株生长较茂盛，分蘖过多，会降低有效穗和结实率。因此，通过配方施肥增加有效穗、穗粒数和结实率是取得水稻高产的有效途径[7]。

表2 不同施肥处理对水稻构成因素和产量的影响

2.2 不同施肥处理对水稻产量的影响

各处理经LSD法多重比较[7]，不同氮、磷、钾肥施用水平对水稻产量的影响达到极显著水平（P=0.007 6）（表2）。其中以不施肥处理的产量最低，处理⑥的产量最高，达8 289.90 kg/hm2，较不施肥处理①增产77.90%。处理③、⑥和11○产量比处理②分别增产40.98%、72.64%和52.60%，说明在P2、K2水平下，水稻的产量随着氮肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势，缺氮素相对产量为57.93%，增产显著。处理⑤、⑥和⑦产量比处理④分别增产14.83%、19.47%和 10.72%，说明在 N2、K2水平下，水稻的产量随着磷肥施用量的增加先增加再递减，缺磷素相对产量为83.70%，增产可以。处理⑨、⑥和⑩产量比处理⑧分别增产14.21%、22.45%和13.48%，说明在N2、P2水平下，水稻的产量随着钾肥施用量的增加先增加后递减，缺钾素相对产量为81.67%，增产一般。

以上分析可知，随着氮、磷、钾肥施用量的增加，水稻产量均表现为先增加后降低的趋势，氮素对水稻产量影响最大，不施氮肥严重减产，一旦有氮肥投入产量则显著提高，磷素对产量影响次之，钾素对产量影响较小。

2.3 水稻氮磷钾肥施用量优化

2.3.1 三元二次肥料效应模型。据表2，该试验拟合得到三元二次肥料效应方程为：y=306.617+17.230 x1+17.054x2+10.484x3+2.239x1x2+0.750x1x3-1.412 x2x3-1.308x12-3.359x22-0.591x32(x1、x2、x3分别代表氮、磷、钾肥用量)。对方程进行显著性检验，P=0.007 6，R2=0.958 5[9]。

经方程优化，得出在最高产量为7 977.75 kg/hm2时，氮、磷、钾肥施用量分别为 211.20、69.90、183.60 kg/hm2，此时氮、磷、钾养分配比为 1∶0.33∶0.87。在氮、磷、钾肥料及稻谷价格分别为 6.09、5.63、5.33、2.40元/kg的情况下，氮、磷、钾肥料施用量分别为169.95、78.75、75.45 kg/hm2时可获最佳经济产量为7 500.45 kg/hm2[9 ]，此时氮、磷、钾肥料配比为1︰0.46︰0.44。

2.3.2 一元二次肥料效应模型。采用降维法，将建立的回归方程中3个因素中的2个固定在2水平上，得到各因素的一元二次回归子模型（表3）。求3个单因素回归方程的极值点，得各方程获最高产量时氮、磷、钾肥施用量分别为 183.00、54.30、144.00 kg/hm2，此时氮、磷、钾肥料配比为 1︰0.30︰0.79。

综合上述分析，结合海南保亭水稻生产的实际，建议水稻生产中氮、磷、钾肥料施用量分别为150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此时氮、磷、钾养分配比以 1∶（0.40～0.50）∶（0.70～0.90）较合适。

表3 一元二次肥料效应模型

3 小结与讨论

（1）试验结果初步表明，水稻的有效穗和穗粒数随着氮、磷、钾肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势，结实率随着氮、磷肥施用量的增加而趋于减少，不同施肥处理对千粒重影响小。因此，通过配方施肥增加有效穗、穗粒数和结实率是取得水稻高产的有效途径。

（2）氮磷钾三要素中，氮素对水稻产量影响最大，磷素对产量影响次之，钾素对产量影响较小。多元回归方程分析表明，氮、磷、钾肥料施用量分别为211.20、69.90、183.60 kg/hm2时水稻产量最高。结合海南保亭水稻生产的实际，建议水稻生产中施用氮、磷、钾养分分别为 150～180、60～75、105～135 kg/hm2，此时氮、磷、钾养分配比以 1∶0.40 ～0.50∶0.70～0.90较合适。

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缺素区相对产量（%）=（无肥区或缺素区作物产量）/全肥区作物产量×100%。

一般相对产量＜50%时土壤有效养分为极低，50%～75%为低，75%～95%为中，95%～100%为高，＞100%为极高。