“大配方、小调整”配方肥施肥模式对早稻生长及产量的影响

郑小东 ，，彭建伟 ，罗尊长 ，，张维乐 ，龚 蓉 ，王心星 ，荣湘民

（1.湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410128）

水稻是我国的主要粮食作物之一。在传统水稻施肥模式中，肥料使用不当，包括氮肥施用较多而磷、钾肥施用较少[1-2]，或者氮、磷、钾施用比例不当[3]等，进而引起水稻产量、品质下降以及日益严重的环境污染等一系列问题[4]。测土配方施肥是根据作物对土壤养分的需求规律、土壤养分的供应能力和肥料效应，进行经济合理地施用肥料[5]。测土配方施肥不仅提高了肥料的利用效率，减少了化肥的浪费以及因此带来的环境污染，而且对促进粮食生产的恢复性增长起到了重要作用。测土配方施肥技术的实施至今已近7年，覆盖了全国大多数地区，但各个地区的土壤环境、原有施肥措施、作物种类等不同，因此有必要对各个地区进行试验，确定促进当地粮食增产的最佳施肥配方[6]。湖南省是水稻生产大省，前期研究已经探索出适应湖南省水稻生产的大配方，小调整将在大配方的基础上通过田间试验来确定适合湖南省当地的施肥配方。该试验研究了不同配方肥用量对水稻生育性状、产量的影响，旨在探明配方肥在湖南省洞庭湖区域的应用效果，为湖南省测土配方施肥的发展提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及土壤理化性状

试验于2012年在湖南省湘阴县兴隆村进行，供试品种为常规稻湘早籼43号，供试土壤为第四纪红土母质发育的稻田土壤，其基本理化性状如下：全氮3.269 g/kg，全磷 0.69 g/kg，全钾 12.47 g/kg，有机质 36.12 g/kg，碱解氮 173.67 mg/kg，速效磷 11.89 mg/kg，pH 值 5.8。

1.2 试验设计

试验设计6个处理：T1（对照1）：不施肥；T2（对照2）：不施氮肥（五氧化二磷、氧化钾分别为3 kg/667m2、4 kg/667m2）；T3：农民习惯施肥（氮、五氧化二磷、氧化钾分别为 10、3、6 kg/667m2）；T4：大配方（氮、五氧化二磷、氧化钾分别为10、3、4 kg/667m2）；T5：小调整 1（氮、五氧化二磷、氧化钾分别为 9、3、3 kg/667m2）；T6：小调整 2（氮、五氧化二磷、氧化钾分别为9、4、4 kg/667m2）。供试肥料：配方肥（20-10-10）、尿素（含氮46%）、氯化钾（含K2O 60%）、钙镁磷肥（含P2O512%）。两对照处理面积各为15 m2，其他处理则为30 m2，每个处理3次重复。种植密度为16.7 cm×20 cm。基肥氮采用配方肥施用，如不够用尿素，追肥氮用尿素；磷肥全部用做基肥；钾肥不够部分于分蘖期用氯化钾补齐。处理3基肥、蘖肥氮比例为8∶2，其他处理基肥、蘖肥、穗肥为6∶3∶1。水稻生长期间水分管理采用浅水分蘖，有水抽穗，达到所需有效穗苗数的90%时开始晒田，其他时间为干湿交替，收获前一周脱水。

1.3 测定项目

水稻移栽后一段时间每隔6～7 d测一次株高及分蘖数（每个小区5次重复）；分别在分蘖期、灌浆期、黄熟期测各处理的叶绿素相对值（SPAD）（每个小区15次重复）；分别在不同时期（分蘖期、孕穗期、灌浆期）取样测定地上部不同部位的干物质累积量；在灌浆期测定不同部位叶鞘淀粉相对含量。其测定具体步骤如下：选取具有代表性的水稻10～20株，取样时间范围应在晴天上午9∶00至下午4∶00，取样后，取其叶鞘，从叶鞘与叶片相接的叶枕处开始，用大头针沿叶鞘脊自上而下划一条破口，用线捆住，浸泡在0.1%的碘-碘化钾溶液中，15～30 min后取出，用尺量出被染色部分的长度（A）及叶鞘总长度（B），求得“A/B”值，即为淀粉相对含量。在收获期进行实际测产，测定其秸秆生物量和稻谷产量。

1.4 数据处理

数据分析处理采用Excel和SPSS17.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同配比配方肥对水稻生长发育和形态建成的影响

2.1.1 不同配比配方肥对株高及分蘖动态变化的影响 在水稻生育早期，施肥多少会对水稻的形态建成产生影响。

第一，由图1可以看出，在水稻移栽后，不同施肥处理会不同程度地影响水稻的株高，表现为单质肥料处理（T3）、配方肥处理（T4～T6）的水稻株高大于不施肥处理（T1）和磷钾处理（T2），这种差异在水稻的整个生长期持续存在，并且逐渐增大。缺肥或少肥与单质肥料或配方肥处理之间的水稻株高相差较大，而缺肥与少肥、单质肥料与配方肥处理间的株高差异则较小。由此可以看出，肥料的有无是导致株高产生差异的主要因素，肥料种类对株高差距的影响不大。另一方面，配方肥处理（T4～T6）的肥料元素配比不同会导致水稻株高产生差异。在同等养分用量（N、P2O5、K2O 质量一致）处理下，配方肥处理的株高则高于单质肥料处理，这可能是由于不同肥料性质上的差异导致水稻吸收养分和代谢的不同，从而影响水稻基本的形态建成。

第二，水稻的分蘖情况与施肥水平有着较密切的关系。从图2中可以看出，缺肥或少肥与单质肥料或配方肥处理间的分蘖数相差较大，而缺肥与少肥、单质肥料与配方肥处理下的分蘖数相差不大，其差异变化趋势跟水稻株高相似。与株高相比，水稻的分蘖有其自身的特性。当水稻生长到一定时期后，分蘖数表现为下降的趋势，原有的分蘖会长成穗或者出现退化现象，这与水稻生长的环境条件（养分、空间、光照等）密切相关。因此，有效分蘖期过后，水稻分蘖数量的再增加不一定会增产甚至会起反作用。水稻有效分蘖期通常在移栽后一个月左右，如图2可以看出，5月15日的分蘖数与6月12日的相差不大，而6月12日的分蘖都长成了穗，可见有效分蘖与产量有着紧密的相关关系。

2.1.2 不同配比配方肥处理下水稻叶片SPAD值差异比较 SPAD值大小代表着植物相关部位叶绿素含量的高低。从图3中可以看出，分蘖期和灌浆期叶绿素含量较高，到了生长后期叶绿素含量呈现下降的趋势。在分蘖期阶段，单质肥料、配方肥处理下的水稻叶片叶绿素含量差异不显著，而到了灌浆期，出现显著性差异。

在所有处理中，不施肥处理（T1）、磷钾处理（T2）下的水稻叶绿素含量普遍较低且两者间的差异较小，由此说明氮对叶绿素形成的重要性。在灌浆期，T6处理的稻叶叶绿素含量与T3、T4呈现显著性差异，说明不同施肥水平在分蘖期之后会影响稻叶叶绿素含量。

2.1.3 不同配比配方肥对水稻地上部干物质累积的影响 施肥多少直接影响水稻各时期茎、叶干物质的积累，进而影响地上部总干物质积累。由图4可知，配方肥处理下的早稻不同部位干物质累积要明显高于缺肥或少肥处理，农民习惯施肥处理T3的水稻在分蘖期生物量累积略高于缺肥或少肥处理，到了孕穗期和灌浆期其生物量累积较快，仅次于配方肥处理。由此可见，配方肥与单质肥料性质和肥效上的差异。不同配方肥处理下早稻各部分生物量累积在分蘖期差异较小，到了后期逐渐出现差异，这主要是各处理中肥料养分含量存在差异的缘故。

伴随着水稻的生长，茎、叶干物质积累对水稻地上部生物量积累的贡献比不同。在分蘖期，叶重对地上部总生物量的累积占有较大的贡献比，之后则表现为下降的趋势，这是由于茎生长的缘故。

2.1.4 不同配比配方肥对水稻叶鞘中淀粉相对含量的影响 不同部位叶鞘淀粉相对含量对不同施肥处理的响应程度有所差异。从图5中可以看出，不同施肥水平对水稻最上叶鞘淀粉相对含量影响很小。而对于其他部位叶鞘来讲，表现为叶鞘淀粉相对含量与施肥量呈现一定的反比关系，从第二到最下叶鞘中，相对于单质肥料和配方肥处理，不施肥（T1）、磷钾处理（T2）下的水稻叶鞘淀粉相对含量较高。

2.2 不同配比配方肥对水稻产量及其构成因素的影

由表1可知，不同施肥处理会影响水稻的产量、秸秆重和谷草比。

第一，从产量来看，施肥处理（T3～T6）的产量结果均与无肥（T1）、少肥（T2）处理差异极显著，可见氮磷钾肥（特别是氮肥）对保证水稻产量的重要性。从表1中可以看出，在一定的肥料用量范围内，增施磷钾肥会提高水稻的产量。从T3和T4可以看出，当氮和磷肥充足的情况下，增施钾肥能够提高水稻产量。

表1 不同施肥处理下的水稻产量及其构成因素

T3与T4的产量较高，这是由于各自的产量构成因素都处于一个较高的水平。而单个产量构成因素较高其产量并不一定较高，如T1和T2，尽管千粒重和结实率很高，但总粒数、空粒数和有效穗数较低，从而导致产量偏低。另外，有效穗数少养分竞争相对较弱，而且总粒数和空粒数低也会更利于养分分配到稻粒中，因此尽管T1和T2分别是无肥和少肥，但千粒重和结实率相对较高。

第二，如表1所示，秸秆重与水稻产量相似，无肥和少肥处理（T1和T2）与农民习惯施肥和配方施肥处理差异呈现极显著差异。与水稻产量数据不同的是，T4处理下的秸秆重比T3处理的要大，并且T3～T6的秸秆重差异不显著。

第三，T3～T6处理的施肥水平谷草比差别不大，但与无肥或少肥处理有着极显著差异。笔者认为，谷草比在0.6左右为较正常的比值，而在0.77左右并不是正常的比值。

3 讨论

施肥多少在水稻生育期早期就会影响水稻的生长发育和形态建成[7]，而且这种差异在水稻的整个生长期持续存在，并逐渐增大，最终对产量产生影响。

（1）在水稻整个生育期阶段，株高一直保持增加的趋势。尽管株高与水稻产量间没有直接关系，但良好的形态建成是高产的基础。试验结果表明，无肥或者少肥会导致水稻矮化。

（2）与水稻株高相似，分蘖数也会随着施肥的多少在整个生长期有所表现，但也有所不同，到了分蘖盛期后，水稻分蘖数会出现下降的趋势。试验结果表明，分蘖盛期时的分蘖数与水稻产量有着密切的关系，而随后增加的分蘖多为无效分蘖，不但没有增产反而浪费了养分。

（3）SPAD值代表着叶片叶绿素含量的多少[8]。研究结果表明，无肥或少肥处理的水稻叶片SPAD值与正常施肥水平处理（T3～T6）的差异极显著。在分蘖期，正常处理之间的叶绿素含量差异不显著，而到了灌浆期则开始出现差异。从养分角度来看，由于施肥的原因，水稻前期不缺养分，但因各处理养分总量和植物生长速度的差异，使得土壤剩余养分出现差异，导致植物吸收的养分不同，从而叶绿素含量也出现显著差异。

（4）施肥多少直接影响水稻不同部位生物量的积累，配方肥处理下的早稻不同部位干物质累积要明显高于缺肥或少肥处理。不同部位生物量累积有所差异，但对肥料的响应程度是相似的，表现为当植物缺少养分时各部位生物量积累有所减少。

（5）叶鞘中淀粉的积累是水稻应对养分胁迫的一种适应性反应[9-10]。除了第一叶鞘，其他部位叶鞘淀粉相对含量与水稻施肥水平有着一定的联系。试验表明，当水稻缺肥或少肥时，其叶鞘淀粉相对含量会增大，并且不同部位叶鞘淀粉相对含量有所差异。当水稻缺少养分时，叶鞘内的淀粉相对含量有增加的趋势。结果还表明，第二、第三叶鞘的淀粉相对含量趋势相似，而最上叶鞘和最下叶鞘差异明显，这是由于不同部位叶鞘所处环境的差异以及营养元素自身特性所引起的。氮磷钾在植物体内为可移动性元素，当植物缺少营养时，会优先向所需要的部位移动，这就是最上叶鞘淀粉含量差异不明显的原因。而最下叶鞘组织代谢水平较低，甚至出现组织黄化现象，相对淀粉含量差异则较明显。

4 结论

良好的生长发育和形态建成是水稻高产的基础，这与充足的养分供应是密不可分的。不同施肥处理会影响水稻的生长发育和形态建成，包括株高、分蘖数、叶绿素含量、叶鞘淀粉相对含量以及各部位生物累积量等，并影响水稻的产量构成因素从而导致产量差异。从整体上讲，在所有配方肥处理中，大配方模式处理的产量最高；而农民习惯施肥处理下的产量却高于大配方处理，其主要原因是养分含量（特别是钾）相对较高。因此笔者建议，在湖南省洞庭湖区域将大配方模式处理中的钾适当提高，具有较好的增产前景。

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