皖南山区冷浸田水稻养分管理现状、问题与对策

张祥明，王文军，洪国胜，凌国宏

（1安徽省农业科学院土壤肥料研究所，合肥230031；2安徽省黄山市农业技术推广培训中心，安徽黄山245000；3安徽省歙县农业技术推广中心，安徽歙县245200）



皖南山区冷浸田水稻养分管理现状、问题与对策

张祥明1，王文军1，洪国胜2，凌国宏3

（1安徽省农业科学院土壤肥料研究所，合肥230031；2安徽省黄山市农业技术推广培训中心，安徽黄山245000；3安徽省歙县农业技术推广中心，安徽歙县245200）

摘 要：针对皖南山区冷浸田农户水稻养分管理中存在的主要问题，合理调控该区氮肥用量，合理调配磷钾等养分的施用，达到提高作物产量和肥料利用率的目的。通过农户调查的方法研究皖南山区冷浸田水稻养分管理现状与存在的主要问题，根据冷浸田特征和水稻养分吸收规律调控养分，研制冷浸田专用配方肥，并通过示范试验。调查结果表明，农户间施肥量差异大，过量与不足现象并存；养分施用不平衡、偏施氮肥的现象比较普遍；氮肥施用时期不合理，与水稻生长发育需求不同步；没有考虑环境养分供应与水稻养分动态需求特征。研制的专用配方肥能提高作物的产量。示范试验结果表明，冷浸田水稻专用肥处理均获得了最高产量，比农民习惯增产23.08%～32.39%，有很稳定的增产效果；增施白云石比水稻专用肥产量增加8.95%。皖南山区冷浸田水稻养分管理不合理是限制水稻产量提高的主要原因。合理调控冷浸田氮肥用量和氮肥的运筹方式，调配其他养分的施用，可以明显提高水稻产量。

关键词：皖南冷浸田；水稻；施肥调查；养分管理；问题与对策

0　引言

随着人口增长和耕地减少，中国粮食问题成为人们关注的焦点，如何充分利用珍贵的耕地资源、提高耕地质量和耕地的综合生产能力。水稻是中国主要的粮食作物，水稻生产占粮食总产量的35.8%（2012年统计年鉴）[1]，水稻总产量的稳定对保障中国粮食安全有重大的意义。合理调控氮、磷、钾肥是水稻高产的重要措施[2-4]，通过合理的作物与资源管理，不需要过高的水肥投入，也可以使作物生产力和土壤生产力得到协同发展[5]。目前皖南山区冷浸田水稻因品种众多，农民仅凭经验施肥，盲目性较大等施肥中存在的问题。

冷浸田是指长期受水浸渍，造成冷、烂、毒、瘦为主要特征的一类水田[6-7]。主要分布在山区丘陵谷地、平原湖沼低洼地，以及山塘、水库堤坝的下部等区域。其主要特征是土壤发生层内长期遭到地下水浸渍，土壤水分处于饱和状态，还原作用强，土壤中有机质含量高但品质差，大量还原态铁和硫存在，易造成水稻僵苗、根系变黑、腐烂等问题，不利于作物生长[8-9]。一般非冷浸田水稻单产已经达到9000 kg/hm2以上，而冷浸田上的水稻单位面积单产仅有5250～6300 kg/hm2，这意味着冷浸田蕴藏着巨大的增产潜力[11]，若采取合理综合治理技术，改良其土壤不良属性，提高肥力水平，发挥冷浸田巨大的增产潜力，这对保障粮食安全，以及增加农民收入有着重要的现实意义。据调查，皖南山区冷浸田面积14.6万hm2，大多种植一季水稻，近年来关于冷浸田治理技术以及水稻养分管理的相关研究已有很多报道[12-14]，但缺乏对冷浸田水稻施肥现状的调查和评价，从而限制了对有关冷浸田水稻科学施肥技术应用潜力和限制因子的分析。为此，本研究从冷浸田水稻养分管理入手，结合冷浸田改良技术，于2009年和2011年对皖南山区冷浸田水稻施肥现状进行了大样本的农户调查，掌握皖南山区冷浸田肥料在水稻的投入现状，揭示当前冷浸田水稻生产中施肥问题和施肥技术需求，通过课题组多年水稻施肥工作的积累和有关冷浸田综合治理技术研究工作，提出相应的解决对策。根据冷浸田特征特性和水稻养分吸收规律调控养分[15-17]，研制冷浸田专用配方肥，并通过示范试验，为皖南山区冷浸田综合治理的养分资源宏观管理和研究提供依据。

1　材料与方法

1.1调查方法

农户抽样调查主要对皖南山区冷浸田水稻农民习惯施肥进行调查。抽取的县（区、市）包括贵池、宁国、黟县、绩溪和歙县。在调查的县（区市）分别随机选取3个乡（镇），每个乡（镇）2个村，每村10个农户，调查的乡镇以山区为主，若抽到乡镇和村冷浸田面积较少的相应调换到面积较大的乡镇和村。在各县土肥站或乡镇农技站技术人员的帮助下，走访随机抽取的农户，并问询、调查、填写调查表。调查的内容冷浸田地块基本情况包括水稻种植前茬作物种类、地块面积、水稻品种、产量等；施肥情况包括肥料种类、施肥量、养分比例等。化肥由实物量折算为纯养分，专用肥按实际调查的结果计算，其他化肥按标准含量折算。

1.2试验设计

试验于2011年在安徽省歙县冷浸田核心示范区3块田进行，试验地前茬为冬闲田。土壤为残积坡积物母质发育的青泥田，土壤剖面为A-P-G，潜育层厚度大于30 cm，出现层位高。供试土壤养分状况：pH 5.31～ 5.54，有机质25.10～25.99g/kg，碱解氮142.9～152.5mg/kg，有效磷3.60～5.81 mg/kg，速效钾36.30～70.36 mg/kg。

试验设4个处理，处理设计如下：（1）不施肥处理。（2）习惯施肥：施纯N 161 kg/hm2（79%基肥、21%作分蘖肥），P2O545 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2。（3）专用肥配方Ⅰ：水稻专用肥配方为20-12-13，施用量为375kg/hm2，120 kg/hm2尿素作分蘖肥，75 kg/hm2尿素和45 kg/hm2氯化钾作穗肥为纯N 150 kg/hm2，合计总养分量为N 161 kg/hm2，P2O545 kg/hm2、K2O 75.8 kg/hm2；氮肥运筹方式：46%基肥、34%分蘖肥、20%穗肥；钾肥运筹：64%基肥、36%穗肥。（4）专用肥配方Ⅰ：在集成技术Ⅰ的基础上增施60目白云石750 kg/hm2。水稻种植密度1.5万穴，小区面积为60 m2(10×6 m)，不设重复。各小区间筑高30 cm，宽40 cm的田埂，并用塑料薄膜包埂，以防止肥水流失及相互渗漏，试验区外围再加筑一条田埂，以保证各小区可单独排灌。水稻品种为‘D优202’，试验秧苗为湿润育秧，秧龄32天，于2011年5月28日移栽，2本栽插，栽培密度各小区均为15万穴/hm2。基肥移栽前（5月27日）施用，分蘖肥返青活棵时（6月5日）施用，穗肥于幼穗分化初期（7月9日）施用。其他管理同大田。

2　结果与分析

2.1皖南山区冷浸田水稻养分管理的现状及存在问题

2.1.1施肥总量和农民施肥的氮磷钾比例 对皖南山区冷浸田的水稻生产中的施肥现状进行了大样本(n= 290)的农户调查结果表明（表1、表2），在皖南山区冷浸田水稻生产中肥料投入量过量与不足并存和农户间变异大的现象，例如贵池区肥料总用量平均达到309.8±240.1 kg/hm2，绩溪县肥料总用量平均达到211.1±10.0 kg/hm2。氮磷钾施用量＜150 kg占调查农户10.59%，150～240 kg占调查农户48.82%，240～330 kg占调查农户24.12%，＞330 kg占调查农户16.47%。从农户水稻氮磷钾肥施用的比例情况来看，农民N、P、K养分施用不平衡，偏施氮肥的现象比较普遍，而磷钾肥的施用量则相对较少。因此，通过合理的推荐技术指导当前皖南山区冷浸田水稻生产中的合理施肥量确定和调整氮磷钾的施肥比例非常关键。

2.1.2农户间水稻氮磷钾养分施用量变异大 调查结果表明：不同农户氮肥的施用量范围为30.4～369.2 N kg/hm2，平均为146 N kg/hm2；根据在皖南山区冷浸田的田间试验研究结果，在目前农民产量水平下约6500～7500kg/hm2，氮肥的合理用量范围约为150～195 N kg/hm2。尽管调查农户的平均施氮量与研究表明的合理施氮量相当，但农户间的变异很大，氮肥过量与不足并存（表2），22.9%的调查农户施氮过量，仅15.88%在合理的范围内，而61.18%施用量不足。因此可以看出，氮肥用量不足是限制皖南山区水稻产量提高的主要原因。

农民磷肥施用量的变异也较大，施用范围0～90 P2O5kg/hm2，仍然存在施用不足或过量问题。根据在皖南山区冷浸田的田间试验研究结果，在目前农民产量水平下约6500～7500 kg/hm2，磷肥的合理用量范围约为45～75 P2O5kg/hm2。而在磷肥施用的观念方面，几乎所有的农民凭经验，没有根据冷浸田磷素的释放特点和水旱轮作稻季磷有效性进行合理施用。

在调查的农户中有9.41%的农户未施用化学钾肥，施用范围0～108 P2O5kg/hm2，平均施用量为45.2 K2O kg/hm2，钾主要以复合肥施用，作为基肥施用，单独施用钾肥的很少。根据在皖南山区冷浸田的田间试验研究结果，在目前农民产量水平下约6500～7500 kg/hm2，钾肥的合理用量范围约为75～105 K2O kg/hm2。因此冷浸田钾肥的主要存在施用不足的问题，也是限制水稻产量进一步提高的主要限制因子之一。

表1　皖南冷浸田水稻施肥总量和施肥比例

表2　皖南冷浸田水稻施肥不同肥力及产量的施肥总量和施肥比例

表3　皖南冷浸田水稻施肥不同肥力及产量的氮肥运筹方式

表4　皖南山区冷浸田水稻化肥养分投入

总之，在皖南山区冷浸田水稻栽培体系中，从肥料（包括化肥和有机肥）的施用量上来看，在农户间表现出较大的差异，氮磷钾施肥不足是限制水稻产量提高的主要原因。

2.1.3农民施肥中氮肥水稻生育期分配 调查结果表明，农民的氮肥施用时期不合理，没有考虑水稻生长发育规律和对氮素的需求规律。农民氮肥施用普遍存在前重后轻的现象，所调查农户中的68.8%，氮肥分2次施用，第1次作为基肥在水稻移栽前施用，第2次作为追肥在水稻移栽后的7～10天后施用。研究表明：水稻的氮素吸收高峰出现在幼穗分化期，此时氮素的吸收速率也达到最大。这样，农民习惯施氮下的氮肥的供应很难作到与作物氮素需求同步。适宜的施肥时期、特别是氮肥施用时期的选择非常重要；而另一方面，农民又存在着简化施肥的迫切需求。

2.2皖南山区冷浸田水稻施肥存在的问题与对策

2.2.1存在的问题 由调查结果可以看出，目前皖南山区冷浸田水稻施肥上存在的主要问题有：农户间施肥量差异大，过量与不足现象并存；养分施用不平衡、氮肥不足，磷、钾肥用量偏低，氮磷钾养分间比例不协调的现象比较普遍；施肥模式单一，氮肥运筹等施肥技术与冷浸田的特征特性不相适应，氮肥施用时期不合理，与水稻生长发育需求不同步；没有考虑环境养分供应与水稻养分动态需求特征，缺少高产条件下现行推广品种的养分吸收规律；水稻施肥的盲目性和随意性很大，缺少必要的冷浸田施肥技术规程，肥料利用率低。

表5　皖南山区冷浸田水稻氮肥用量及运筹方式

2.2.2调整肥料施用结构 对黄山地区冷浸田159个土样分析结果表明，冷浸田土壤有效磷含量4.75±0.6mg/kg，速效钾含量64.98±4.3 mg/kg，属低等磷肥力和中等钾肥力。微量元素Mn在潜育层中的含量都比较低，而在潜育层的下一层则有富集现象。有效态Cu、Zn、B。的含量都比较低，尤其是Zn和Cu，有的土层中只有痕量。冷浸田长期处于嫌气条件下，硫化氢、亚铁、甲烷和有机酸等有害物质多。全剖面为青灰色，弱度到强度亚铁反应，从上向下递增。冷浸田潜在养分含量较高，但矿质养分含量低。冷浸田中全N含量较高，主要是由于冷浸田的障碍因素影响有机态氮的矿化。今年水稻生长后期由于干旱，部分水稻后期出现贪青现象，也说明降潜促进了土壤养分的释放。由于水冷土温低，速效养分缺乏，施肥见效慢、效果差，返青、分蘖慢，水稻拔节期后期随着温度的升高，加速水稻的分蘖，冷浸田长期渍水，无效分蘖无法控制，养分大量消耗。加速潜育性水稻土中有机氮的分蘖期矿化，是改良潜育性水稻土的重要着眼点之一。因此，施肥应根据土壤肥力和土壤的特点，具体为合理控制氮肥用量，适量增加磷钾肥用量，对微量元素肥料采取因缺补施技术。

2.2.3氮、钾肥分期施用技术 水稻对不同养分的最大需求时期不同。在水稻分蘖期要求早生快发，但冷浸田由于土水温低，只有增加氮肥来提高水稻植株的含氮量来提高分蘖的速度，需要较多的氮素营养以形成强大的叶片群体，提高其养分的累积量，而水稻拔节孕穗期的发育对钾素的需求量较大[4]。所以在水稻的实际生产中，应根据不同生育时期水稻对氮钾的需求性实行氮钾肥分期施用技术。具体的基追比例应根据土壤肥力状况来定。

2.3适应简化、标准化需求，开发冷浸田水稻专用肥料

为了适应冷浸田水稻栽培的需求，皖南山区冷浸田土壤有效磷含量4.75±0.6 mg/kg，速效钾含量64.98± 4.3mg/kg，属低等磷肥力和中等钾肥力。皖南山区冷浸田水稻目标产量为8250kg/hm2，N吸收量为180kg/hm2，P2O5吸收量为60 kg/hm2，K2O吸收量为150 kg/hm2。根据前期研究结果和冷浸田土壤养分释放特点，磷肥推荐用量为45 kg/hm2，钾肥推荐用量为75 kg/hm2（考虑秸秆还田），根据水稻基肥中的N:P2O5:K2O比例，冷水田水稻专用肥配方为20-12-13，建议水稻专用肥施用量为375 kg/hm2，120 kg/hm2尿素作分蘖肥，75 kg/hm2尿素和45 kg/hm2氯化钾作穗肥。烂泥田水稻专用肥配方为18-12-15，建议水稻专用肥施用量为375 kg/hm2，120 kg/hm2尿素作分蘖肥，75 kg/hm2尿素和30 kg/hm2氯化钾作穗肥。当前冷浸田水稻施肥的最大科技需求是加强区域冷浸田水稻施肥技术研究与应用，研究建立大的生态区域的施肥技术模式，促进区域范围内平均施肥量趋于合理，缩小农户间的差异变性。

表6是2011年在皖南山区布置的冷浸田水稻专用肥的水稻试验结果，结果表明，冷浸田水稻专用肥处理均获得了最高产量，比农民习惯增产23.08%～32.39%，有很稳定的增产效果；增施白云石比专用肥配方1产量增加8.95%。产量与有效穗数、实粒数、结实率、千粒重的相关系数分别为0.9047**、0.9545**、0.5939、0.4345，说明水稻专用肥能显著提高水稻的有效穗和实粒数，因此可能说明通过往年科研成果物化的冷浸田水稻专用肥能稳定增加水稻产量，冷浸田水稻专用肥是物化现有技术，向农户推广合理施肥技术的一种最行之有效的方法。

3　讨论与结论

上述结果表明，调查地区皖南山区冷浸田水稻施肥农户间施肥量差异大，过量与不足现象并存；养分施用不平衡、氮肥不足，磷、钾肥用量偏低，氮磷钾养分间比例不协调的现象比较普遍等水稻养分管理不合理的现象，因此，寻求更好地解决养分投入、作物生产和环境风险之间尖锐矛盾的途径是提高水稻产量的关键。

表6　皖南山区冷浸田综合治理集成技术对水稻产量影响

根据不同养分资源的特征确定管理策略：氮由于容易移动，采取实时实地精确监控的策略，使氮的供应与作物需求同步[18-20]。针对当前农民的习惯，氮肥用量在控制总量的前提下，根据山区冷浸田水稻前期生长土水温低，分蘖期遇暴雨，水稻孕穗期遇秋旱的特点，调整基追比例，氮肥前移，适当加大基肥用量，减少穗肥的施用比例；根据磷钾易在土壤中累积的特点，采取恒量监控的策略，即根据土壤速效磷、钾测试和养分平衡进行恒量监控，每隔3～5年测定1次，根据田间实际情况进行调整，将土壤速效磷、钾含量持续调控在作物高产的临界水平[21]。

综合利用各种养分资源：增施作物秸秆、饼肥、人畜粪尿等各种有机养分，提倡种植绿肥，一是减少对化学肥料的过度依赖，提高养分利用效率，减少环境风险[19-21]。二是可降低冷浸田的有毒物质，增加有效穗的数量，提高水稻产量。皖南山区冷浸田水稻养分管理通过适宜氮肥用量以及氮肥前移等养分优化管理措施可以增加籽粒产量。结果表明，冷浸田水稻专用肥处理均获得了最高产量，比农民习惯增产23.08%～ 32.39%，增施白云石比施专用肥产量增加8.95%。

根据冷浸田的特征特性，综合高产高效养分管理技术，在山区冷浸田的一个长期定位试验中，水稻有机无机调理剂消减有毒物质的同时，提高了水稻产量和系统生产力。总之，冷浸田集成技术的应用是实现冷浸田高产、资源高效和环境友好的必要条件。

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Rice Nutrient Management in Cold Water Paddy Field: A Case of Southern Mountainous Area in Anhui

Zhang Xiangming1,Wang Wenjun1,Hong Guosheng2,Ling Guohong3
(1Soil and Fertilizer Institute of Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031,Anhui,China;2Huangshan Agriculture Technology and Popularization Center,Huangshan 245000,Anhui,China;3She Agriculture Technology and Popularization Center,Shexian 245200,Anhui,China)

Abstract:Aimed at the main problems in farmers’rice nutrient management in cold water paddy field in southern mountainous area in Anhui,the authors carried out the study on increasing crop yield and fertilizer utilization rate through reasonable regulation of nitrogen fertilizer and rational application of phosphorus, potassium and other nutrients.The status of rice nutrient management and the main problems in cold water paddy field were studied by using the method of household survey.The nutrients were regulated according to the cold water paddy field characteristics and rice nutrient absorption law.A special formula fertilizer for cold water paddy field was developed and proved by the demonstration experiment.The survey results showed that the difference of fertilization was obvious among farmers,and the excess and deficiency of fertilizer application coexisted at the same time.The unbalanced nutrient application and the highlight of nitrogen fertilizer application were common phenomena in the region.The nitrogen fertilizer application time was not reasonable and out of sync with rice growth and development.There was no comprehensive consideration of the environmental nutrient supply and rice nutrient dynamic demand characteristics.The special formula fertilizercould increase the crop yield.According to the demonstration experiment results,the cold water paddy field had the highest rice yield under the special formula fertilizer treatment,increased by 23.08%-32.39%in comparing with that under farmers’habit of production,the yield increasing effect was stable.The increasing application of dolomite could increase rice yield by 8.95%in comparing with that under the special formula fertilizer treatment.Unreasonable rice nutrient management was the main reason for limiting rice yield increase in cold water paddy field in southern mountainous area in Anhui.Reasonable fertilization and management of nitrogen with rational application of other nutrients could significantly improve the rice yield.

Key words:Cold Water Paddy Field in Southern Mountainous Area in Anhui;Rice;Fertilization Investigation; Nutrient Management;Problems and Countermeasures

中图分类号：S147

文献标志码：A论文编号：casb15080036

基金项目：安徽省农科院学科建设项目“水稻超高产生产体系中养分调控技术研究”(15A1021)；公益性行业（农业）科研专项“皖南山区冷浸田综合治理技术集成研究与示范”(201003059-07)。

第一作者简介：张祥明，男，1964年出生，副研究员，研究生，研究方向为作物栽培和持续农业。

通信地址：230031合肥市农科南路40号，Tel：0551-65149152，E-mail：xiangmzhang@sohu.com。

收稿日期：2015-08-08，修回日期：2015-12-18。