磷钾调控对冷浸田水稻产量和养分吸收的影响

徐祥玉， 张敏敏， 刘 晔， 袁家富， 熊又升*， 周平刚

(1 湖北省农业科学院植保土肥研究所， 湖北武汉 430064; 2 湖北省阳新县农业局， 湖北阳新 435200)

第二次土壤调查结果显示我国三分之二的耕地属于中低产田[1]，中低产田培肥改良在保证我国耕地面积不减少、粮食产量不降低方面至关重要。冷浸田是指长期受水浸渍，以“冷、烂、毒、瘦”为特征的水田，在中国土壤分类系统中归属于人为土纲人为水成土亚纲水稻土类。冷浸田是广泛分布在我国江南地区的低产水田的一个主要类型，全国约有346万公顷，占全国稻田面积的15.07%，占低产稻田面积的44.2%[2]。

上世纪五、六十年代我国曾经大规模进行过冷浸田的改良研究，也已有大量相关报道[3-5]。近年来我国在稻田施肥方面有大量研究报道，但主要集中在长期定位试验和高产稻田，对低产田关注甚少。冷浸田增产潜力巨大，对其进行改良是保证我国粮食安全的有效途径，因此对冷浸田施肥结构和模式进行研究具有现实意义。本研究以鄂东南低丘区冷浸田为研究对象，通过对冷浸田磷肥、钾肥施用量进行调控，明确冷浸田基本施肥量，以期为冷浸田的改良和提高粮食产量提供基础数据和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验设计

试验2011年设8个处理，2012和2013年增设习惯施肥处理，各处理及其施肥量详见表1。小区面积21 m2，每处理3次重复。氮肥为尿素，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾，锌肥选择大粒锌(Zn≥25%)，硅肥用大粒硅(SiO2%≥20%)，除习惯处理(FP)外，其他处理50%的氮、70%的磷、70%的钾作基肥，50%氮、30%磷、30%钾作拔节肥。2011年5月20日施肥，6月16日追肥，5月21日插秧，9月底收获；2012年5月4日施肥，5月20追肥，5月5日插秧，9月初收获；2013年6月14日施肥，7月6日追肥，6月15日插秧，10月初收获。各处理均按小区收获计产。

表1 试验设计

拔节前保持有水层，拔节后根据水稻生长需要进行不定期排水，土壤始终处于水分过饱和状态。水稻管理同正常大田。

1.3 测定项目与方法

于插秧前、分蘖期(仅2011年)、拔节期、收获期采集0—25 cm土层土样，分析土壤碱解氮、速效磷、速效钾；收获期每小区取5兜进行考种，并分析不同部位氮、磷、钾含量，所有指标均按照土壤农化分析[7]方法进行。肥料农学利用率的计算公式为：肥料农学利用率=(施肥区产量-无肥区产量)/(N+P2O5+K2O施用量)[8-10]。

试验数据采用Microsoft Excel 2010、SPSS 17.0和Sigmaplot 12.0软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 磷钾调控对水稻产量及其构成因素的影响

由表2可见，2011年与CK相比，施肥可极显著提高水稻产量，其中以NP2K、NPK+Zn和NPK2处理产量最高，比CK增加20%以上；NPK、NP1K、NPK1和NPK+Si 4个处理次之，比CK高14%左右。

表2 磷钾调控对水稻产量及构成因素的影响

图1 磷钾调控对冷浸稻田土壤速效养分变化的影响Fig.1 The change of soil available nutrients with the regulated phosphorus and potassium supply

虽然不同年份气候、水稻品种等均不相同，但3年的结果显示，施肥显著提高了冷浸田水稻产量，NPK处理比FP处理增产达到15%以上；在氮磷钾的基础上增施锌肥和增加钾肥施用量可显著提高水稻产量，增施磷肥和硅肥具有增产的趋势。说明保证磷肥用量、增施钾肥、配施锌肥对保证冷浸田水稻产量非常关键，增加磷肥和硅肥也有提高水稻产量的趋势，产量在年度之间的差异可能与气候或者插秧时间有关。

2.2 土壤养分含量变化趋势

2.3 植株养分含量及籽粒养分累积量

各处理植株养分浓度的差异在一定程度上能够反映植物对养分的吸收或利用效率，若高效吸收低效利用说明该处理的生产力较低。

2.3.2 茎秆 2011年所有施肥处理的茎秆氮含量显著高于CK(P<0.05)，但各施肥处理之间无差异；2012年茎秆氮含量CK显著高于NP1K、NP2K、NPK+Zn和NPK+Si处理；2013年NPK2则显著高于CK和NPK处理。2011年以NPK1处理的茎秆磷含量最高，显著高于CK；2012年则所有处理差异不显著；2013年则施肥处理明显或显著高于CK处理。茎秆钾含量2011年以NPK+Si处理最高，显著高于CK处理；2012年除FP处理外其他处理显著高于CK，其中以NPK2处理最高；2013年施肥处理明显或显著高于CK处理。

从以上结果可以看出，施肥对籽粒氮含量、茎秆氮含量均有显著影响，磷、钾肥则对籽粒磷、钾含量无明显影响，对茎秆磷、钾含量有明显影响，但除个别处理茎秆磷(NPK1处理)、钾含量(NPK+Si处理)显著高于CK外，其余处理虽然含量高于CK但没有达到显著水平。

由图2可以看出，3年的结果显示施肥处理籽粒氮累积量显著高于CK和FP处理(2012、2013年)；2011年各施肥处理之间无显著差异，2012年以FP(62.22 kg/hm2)、NPK(72.25 kg/hm2)两个处理明显低于其他施肥处理，其中NPK2处理最高(82.91 kg/hm2)，显著高于FP和NPK处理(P<0.05)；2013年与2012年结果相似，以NPK+Si处理最高(104.83 kg/hm2)，显著高于FP(24.77 kg/hm2)和NPK(70.71 kg/hm2)两个处理。

籽粒磷累积量的结果显示，2011年NP2K处理最高(15.49 kg/hm2)，显著高于CK(12.20 kg/hm2)和NPK(12.14 kg/hm2)处理；2012年所有施肥处理的籽粒磷累积量显著高于CK处理，其中NPK2处理最高(27.06 kg/hm2)，极显著高于CK(3.35 kg/hm2)，显著高于FP(14.85 kg/hm2)、NP1K(18.85 kg/hm2)、NP2K(17.31 kg/hm2)和NPK+Zn(18.33 kg/hm2)处理；2013年则除FP处理外所有施肥处理均显著或极显著高于CK处理，其中NP2K(28.58 kg/hm2)处理最高。

2011年度所有处理籽粒钾累积量没有明显差异；2012年所有施肥处理籽粒钾累积量显著或极显著高于CK，其中NPK2处理最高(27.12 kg/hm2)，极显著高于CK(3.08 kg/hm2)，显著高于FP(16.96 kg/hm2)、NP2K(19.04 kg/hm2)和NPK+Zn(19.00 kg/hm2)处理；2013年与2012年相似，施肥处理籽粒钾累积显著或极显著高于CK处理，其中NP2K处理最高(28.22 kg/hm2)，极显著高于CK(9.23 kg/hm2)、FP(18.11 kg/hm2)和NPK(19.86 kg/hm2)。

3 讨论与结论

表3 磷钾调控对水稻植株养分含量的影响(%)

图2 磷钾调控对籽粒养分累积的影响Fig.2 Effects of regulating phosphorus and potassium on accumulation of grain nutrients

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