水稻测土配方施肥“3414”试验

黄永斌 孙兰英 黄 英 李忠芹

(江苏方强农场集团有限公司，江苏 大丰 224165)

当前，在农作物施肥管理上，仍存在很大的盲目性，主要表现在“重视氮磷肥，忽视钾肥和微肥”，偏施、滥施现象比较普遍，氮磷钾肥比例不合理，导致土壤板结、通透性差，严重影响农作物产量和品质。测土配方施肥是改变传统施肥习惯，提高肥料利用率，实现科学测、配、施和节本增收的一项重大创新技术。为加快测土配方施肥技术在水稻生产上的推广与应用，通过本试验找出了水稻产量与氮、磷、钾肥施用量之间的回归关系，明确水稻取得高产的最佳施肥量，旨在为指导当地农业生产科学合理用肥、提高水稻种植的经济效益和减少化肥对环境的污染提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

按第二次土壤普查命名盐土类-潮盐土亚类-壤性潮盐土属，土壤质地为壤土，土壤结构为粒状，耕层厚度为25cm。

1.2 供试品种

镇稻99。

1.3 供试肥料

氮以尿素为氮源，含纯N为46%；磷以普通过磷酸钙合格品为磷源，含 P2O5为12%； 钾以硫酸钾为钾源，含K2O为50%。

1.4 试验设计

试验采用“3414”完全实施方案设计，即设氮、磷、钾3个因素4个水平，即：0水平指不施肥，2水平指当地最佳施肥量；1水平(指施肥不足)=2水平×0.5；3水平(指施肥过量)=2水平×1.5。共14个处理，设3次重复，随机区组排列，具体见表1。

表1 “3414”试验方案处理

1.5 试验方法

1)田间小区布局：小区长6m，宽4.8m，小区面积28.8m2，小区间隔0.5m，区组间间隔0.8m，四周留有保护行和走道(走道宽0.8m)，小区间筑小埂分隔并用塑料薄膜包履，各小区单排单灌、避免串排串灌， 5月18日播种，6月11日用洋马VP-8型栽秧机栽插，叶龄3叶1心，行距30cm、株距12cm、每小区栽种16行、每行50穴、每小区栽800穴。

6月8日机械旋耕平整，6月11日移栽，6月22日化学除草一次，7月5日田间轻度发生灰飞虱、稻蓟马；8月20、26日、9月4、10日防病治虫各一次，其他管理同大田生产。

2) 试验地施肥情况：磷肥作为基肥一次性施入；钾肥70%基施、30%作为促花肥在叶龄余数3.5时追施；氮肥的42%作为基肥与磷钾肥混合后施入，28%作为分蘖肥在移栽后10d追施，促花肥、保花肥各15%，分别在叶龄余数3.5、1.2时追施。

1.6 调查内容

水稻主要生育阶段定点观测群体茎蘖消长，成熟期去除边际效应，割方、脱粒、风干、风选后计产，计产面积为300穴。成熟后收获前每区按每穴调查平均成穗，随机取有代表性的5穴，调查株高、有效穗数、每穗颖花和千粒重。

1.7 统计分析

利用EXCEL对试验数据进行计算处理。对水稻产量结果进行方差分析，当处理间差异显著时，用新复极差法(SSR)进行检验。对氮、磷、钾肥不同施肥水平的产量数据分别进行单因素方差分析，用最小显著差数法(LSD)进行检验。通过一元二次肥料效应模型 ，计算最高产量时的氮、磷、钾肥料用量；再根据稻谷价格及肥料价格，计算最佳经济效益时的施肥量。

2 试验结果与分析

2.1 氮、磷、钾肥施用量对水稻经济性状的影响

1)株高。从表2可以看出，株高以N3P2K2最高 ，较其它各处理株高增加极显著，N2P1K2、 N2P1K1、 N2P0K2、 N2P2K0株高较(除N3P2K2处理外)其它各处理增加显著，N0P0K0株高最矮。K2P2水平下，不同氮肥水平处理的株高差异极显著，且株高随施氮量的增加呈增加趋势，其中N3水平下最高，N3、N2水平间差异不显著。N2K2水平下，不同磷肥水平处理的株高差异极显著， P1水平下最高，与P0水平差异不显著。N2P2水平下，施用钾肥能够极显著降低株高，增强植株抗倒性。

2)有效穗。从表2可以看出，有效穗以N2P1K2最高 ，较(除N3P2K2处理外)其它各处理增加达极显著，N2P0K2、 N2P2K2、 N2P1K1、 N2P2K3有效穗较高，N0P0K0有效穗最低。K2P2水平下，不同氮肥水平处理的有效穗差异极显著，且有效穗随施氮量的增加呈增加趋势，其中N3水平下最高，较N1、N2水平增加极显著，而N1、N2水平间差异不显著，施氮处理有效穗极显著高于无氮处理。N2K2水平下，不同磷肥水平处理的有效穗差异极显著，有效穗随施磷量的增加呈先增加后减少趋势 ，P1水平下最高，P2、P3水平有效穗最低，二者差异不显著，较P1、P0减少极显著。N2P2水平下，施用钾肥能够显著增加有效穗，以K1水平下最高。

3) 颖花。从表2可以看出，颖花以N1P1K2最高 ，较其它各处理颖花增加极显著，N1P2K1、 N2P3K2、 N2P2K1次之，颖花以N0P0K0、 N2P1K2、 N2P0K2较低。K2P2水平下，不同氮肥水平处理的颖花差异不显著，且颖花随施氮量的增加呈先增加后降低趋势，其中N2水平下最高。N2K2水平下，不同磷肥水平处理的颖花差异极显著，且颖花随施磷量的增加呈增加趋势，说明施用磷肥能够极显著提高每穗颖花。N2P2水平下，施用钾肥能够显著提高每穗颖花，以K1水平下最高。

表2 不同施肥处理对水稻经济性状的影响

同列小写、大写字母不同，分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

4) 结实率。从表2可以看出，结实率以N1P2K1最高，较其余处理结实率增加极显著，N2P1K2、 N2P0K2次之，较(除N1P2K1处理外)其它各处理增加极显著，结实率以N2P1K2较低。K2P2水平下，不同氮肥水平处理的结实率差异极显著，且颖花随施氮量的增加呈先增加后降低趋势，其中N2、 N1水平下较高，N0水平下最低，说明施用氮肥能够极显著提高结实率。N2K2水平下，不同磷肥水平处理的结实率差异极显著，P1、P0、P2均较P3结实率增加极显著，说明过多施用磷肥反而引起结实率下降。N2P2水平下，施用钾肥能够提高结实率，以K2水平下最高，K1、K3次之。

5) 千粒重。从表2可以看出，千粒重以N1P2K2、N1P2K2较高，较其余处理增加极显著，以N3P2K2、 N2P2K2、 N2P3K2、N2P2K3较低。K2P2水平下，不同氮肥水平处理的千粒重差异极显著，且千粒重随施氮量的增加呈先增加后降低趋势，其中N1水平下最高，较余三处理增加极显著，说明过量施用氮肥反而引起千粒重下降。N2K2水平下，不同磷肥水平处理的千粒重差异不显著，且千粒重随施磷量的增加呈降低趋势。N2P2水平下，不同钾肥水平处理的千粒重差异极显著，且千粒重随施钾量的增加呈先增加后降低趋势，其中K1水平下最高，较余三处理增加极显著，说明过量施用钾肥反而引起千粒重下降。

2.2 氮、磷、钾肥施用量对水稻产量的影响

从表3可以看出，在K2P2水平下，不同氮肥水平处理的产量差异极显著，且产量随施氮量的增加呈先增加后降低趋势，其中N1水平下产量最高，与N2水平差异不显著，较N3水平增加极显著。N2K2水平下，不同磷肥水平处理的产量差异极显著，其中P1产量最高，与P2水平差异不显著；P3水平下产量最低，与P0水平差异不显著。N2P2水平下，施用钾肥能够极显著增加产量，且水稻产量随施钾量的增加而增加，但施用钾肥处理的3个水平产量差异不显著，均较K0水平增加显著。

所有处理的产量均极显著高于对照N0P0K0，N2P1K2处理产量最高，但与N1P2K2、N2P2K3、N2P2K2和N1P1K2处理差异不显著，说明水稻的最佳施肥组合应参考N、P、K等综合因素。

2.3 氮、磷、钾肥的产量效应与经济效应

从表4可以看出，施用氮、磷、钾肥后产量均有所增加。其中，氮肥平均增产率最大，钾肥次之，磷肥最小，说明氮肥对水稻生产影响最大，钾肥次之，磷肥影响最小。3种肥料的产投比和偏生产力均随施肥量的增加而呈降低趋势。等量磷、钾水平下， 低氮水平(10kg/667m2)的产量和纯增收入最高，增产量达179.26kg/667m2，纯增收入422.15元/667m2，偏生产力(PFP)、农学利用率(AE)均最高，分别为13.79kg/kg、5.53kg/kg；等量氮、钾水平下，低磷水平 (4kg/667m2) 的产量和经济效益最好，增产量18.51 kg/667m2，纯增收入20.13元/667m2；等量氮、磷水平下，高钾水平 (30kg/667m2)的产量最高，但三种钾素水平经济效益均较差。

表3 不同施肥处理对水稻产量的影响

同列小写、大写字母不同，分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

表4 不同施肥处理对水稻产量效应与经济效应的影响

计算价格：N为4.39元/kg， P2O5为7.00元/ kg， K2O为7.40元/kg，稻谷2.60元/kg；偏生产力(PFP) =施肥区产量/施肥量；AE (农学利用率) = (施肥区产量一对照区产量)/施肥量。

2.4 氮磷钾肥的互作效应

2.4.1不同磷钾肥用量对氮肥效果的影响

从图1可以看出，磷肥施用量一定(8kg/667m2)时，随钾肥施用量的增加，低氮和中氮处理的产量均有所增加，分别增产27.20kg/667m2和6.30kg/667m2，分别增产5.45%和1.23%，说明磷肥施用量一定(8kg/667m2)时，随钾肥施用量的增加，有利于氮肥效果的发挥。

图1 不同磷钾肥用量对氮肥效果的影响

钾肥用量一定(20kg/667m2)时，随磷肥施用量的增加，低氮处理的产量有所增加，增产1.35%；中氮处理的产量有所降低，减产1.47%，说明钾肥用量一定(20kg/667m2)时，低氮水平下，随磷肥施用量的增加，有利于氮肥效果的发挥；中氮水平下，随磷肥施用量的增加，抑制氮肥效果的发挥。在低磷中钾水平时，低氮和高氮处理的产量均高于其它处理，说明在低磷中钾施肥水平下最有利于氮肥效果的发挥。

2.4.2不同氮钾肥用量对磷肥效果的影响

从图2可以看出，钾肥用量(20kg/667m2)一定时，随氮肥施用量的增加，低磷处理的产量有所增加，增产量为23.42kg/667m2，增产4.65%；中磷处理的产量有所降低，减产0.09%，说明钾肥用量一定(20kg/667m2)时，低磷水平下，随氮肥施用量的增加，有利于磷肥效果的发挥；中磷水平下，随氮肥施用量的增加，抑制磷肥效果的发挥。

氮肥用量(20kg/667m2)一定时，随钾肥用量的增加，产量分别增加19.45kg/667m2和5.67kg/667m2，分别增产3.83%和1.10%。可见，氮肥用量(20kg/667m2)一定时，随钾肥施用量的增加，有利于磷肥效果的发挥，中氮中钾水平时的产量均高于其他处理，说明中氮中钾水平有利于磷肥效果的发挥。

图2 不同氮钾肥用量对磷肥效果的影响

2.4.3不同氮磷肥用量对钾肥效果的影响

从图3可以看出，磷肥用量一定(8kg/667m2)时，低钾水平的中氮处理较低氮处理产量增加27.20kg/667m2，增产5.45%，中钾水平的中氮处理较低氮处理产量减少4.91kg/667m2，减幅0.09%。说明磷肥用量一定(8kg/667m2)时，低钾水平下，随氮肥施用量的增加，有利于钾肥效果的发挥；中钾水平下，随氮肥施用量的增加，抑制钾肥效果的发挥。

氮肥用量一定(20kg/667m2)时，随磷肥施用量的增加，低钾水平的中磷处理较低磷处理产量增加6.04kg/667m2，增产1.19%，中钾水平的中磷处理较低磷处理产量减少7.74kg/667m2，减幅1.47%。说明氮肥用量一定(20kg/667m2)时，低钾水平下，随磷肥施用量的增加，有利于钾肥效果的发挥；中钾水平下，随磷肥施用量的增加，抑制钾肥效果的发挥。

图3 不同氮磷肥用量对钾肥效果的影响

2.5 肥料效应模型与推荐施肥量

拟合模型属于典型的三元二次肥料效应模型，其肥料效应方程为：y=314.68+11.58x1+14.53x2+7.0x3-0.454x12-1.104 x22-0.125 x32+0.497x1x2+0.127x1x3-0.587x2x3, (y，x1，x2，x3分别表示产量，N，P2O5，K2O)，由该肥料效应模型可以得出，最高产量的N、P2O5、K2O 施肥量分别为18.42kg/667m2、2.08kg/667m2和32.58kg/667m2， 最高产量为544.16kg/667m2；N、P2O5、K2O最佳经济施肥量分别为15.71kg/667m2、6.28kg/667m2和9.86kg/667m2，此时产量为521.59kg/667m2，虽然较最高产量减少了4.15%，但经济效益却增加了5.87%。因此认为，最佳施肥量N为15.71kg/667m2、P2O5为6.28kg/667m2和K2O为 9.86kg/667m2，N:P2O5:K2O=1:0.40:0.63。

3 结论与讨论

1) 随施氮量的增加株高增高，有效穗随施氮量的增加呈增加趋势，颖花随施氮量的增加呈先增加后降低趋势，施用氮肥能够极显著提高结实率，千粒重随施氮量的增加呈先增加后降低趋势，过量施用氮肥反而引起千粒重下降；低P水平株高最高，有效穗随施磷量的增加呈先增加后减少趋势 ，施用磷肥能够极显著提高每穗颖花，过量施用磷肥反而引起结实率下降，千粒重随施磷量的增加呈降低趋势；施用钾肥能够极显著降低株高，增强植株抗倒性，显著增加有效穗(K1水平下最高)，显著提高每穗颖花(K1水平下最高)，提高结实率，(K2水平下最高)，千粒重随施钾量的增加呈先增加后降低趋势(K1水平下最高)，过量施用钾肥反而引起千粒重下降。

N2P1K2、N1P2K2、N2P2K3、N2P2K2和N1P1K2水平的综合经济性状优于其它水平，产量三要素协调，产量水平高。3种肥料中，氮肥的增产效果最大，钾肥次之，磷肥最小。低氮低磷水平下的水稻产量和经济效益均最高，高钾水平的产量最高但经济效益差。

2) 对3种肥料的互作效应进行分析发现：磷肥施用量一定(8kg/667m2)时，随钾肥施用量的增加，有利于氮肥效果的发挥；钾肥用量一定(20kg/667m2)时，低氮水平下，随磷肥施用量的增加，有利于氮肥效果的发挥，中氮水平下，随磷肥施用量的增加，抑制氮肥效果的发挥；钾肥用量一定(20kg/667m2)时，低磷水平下，随氮肥施用量的增加，有利于磷肥效果的发挥；中磷水平下，随氮肥施用量的增加，抑制磷肥效果的发挥；氮肥用量(20kg/667m2)一定时，随钾肥施用量的增加，有利于磷肥效果的发挥；磷肥用量一定(8kg/667m2)时，低钾水平下，随氮肥施用量的增加，有利于钾肥效果的发挥；中钾水平下，随氮肥施用量的增加，抑制钾肥效果的发挥；氮肥用量一定(20kg/667m2)时，低钾水平下，随磷肥施用量的增加，有利于钾肥效果的发挥；中钾水平下，随磷肥施用量的增加，抑制钾肥效果的发挥。

3)通过对水稻肥料效应“3414”试验进行函数分析后，发现水稻产量与氮、磷、钾肥施用量之间具有显著的回归关系。得到该地块种植水稻最佳施肥量N为15.71kg/667m2、P2O5为6.28kg/667m2、K2O为9.86kg/667m2，三要素比例N∶P2O5∶K2O=1∶0.40∶0.63，化肥投入185.89元/667m2，产量521.59kg/667m2，产值1170.24元/667m2，投入产出比为1∶6.29；最大施肥量产量N为18.42kg/667m2、P2O5为2.08kg/667m2和K2O为 32.58kg/667m2，N∶P2O5:K2O=1∶0.11∶1.77，化肥投入309.51元/667m2，产量544.16kg/667m2，产值1105.31元/544.16kg/667m2，投入产出比为1∶3.58。