不同施肥管理模式对水稻产量和肥料效率影响初探

2017-07-18王颖

辽宁农业科学 2017年3期

关键词：铁岭县磷肥钾肥

王颖

（1．沈阳农业大学，辽宁沈阳 110866； 2．辽宁省土壤肥料总站，辽宁沈阳 110034）

不同施肥管理模式对水稻产量和肥料效率影响初探

王颖1，2

（1．沈阳农业大学，辽宁沈阳 110866； 2．辽宁省土壤肥料总站，辽宁沈阳 110034）

近年在促进作物增产和保障农产品有效供给的同时，化肥的过量使用也带来了肥料利用率较低等一些问题，其原因很复杂，既有体制机制和经营方式的问题，也有基础条件和技术方法的问题，同时也与我国仍处于从传统农业向现代农业转型发展的实际息息相关。因此，通过对不同施肥管理方式下（机械施肥、新型经营主体、缓控释肥料应用）的水稻产量和肥料利用情况的研究，从而进一步摸清化肥机械施肥技术，集约化经营管理模式，及缓释肥料应用等不同施肥管理模式对水稻增产和肥料高效利用等方面的影响。

不同施肥管理；水稻；肥料利用率；农学效率

传统农业主要是靠施用农家肥来补充和平衡土壤养分，随着科技的进步和化肥工业的发展，化肥广泛应用于农业生产，成为现代农业的重要特征。在促进作物增产保障农产品有效供给的同时，化肥的过量使用也带来了一些问题，如生产成本的增加、农业环境的污染、耕地退化等。现在我国3大粮食作物氮肥、磷肥和钾肥当季平均利用率分别为33%、24%、42%，虽有所提高，但增速缓慢，还处于较低水平。化肥过量使用的原因很复杂，既有体制机制和经营方式的问题，也有基础条件和技术方法的问题，与我国仍处于从传统农业向现代农业转型发展的实际息息相关。因此，农业部与2015年在全国范围内开展了“到2020年化肥使用量零增长行动”，按照“一控两减三基本”的要求，以保障国家粮食安全和重要农产品有效供给为目标，以耕地质量保护与提升为基础，牢固树立“增产施肥、经济施肥、环保施肥”理念，深入推进科学施肥，广泛应用有机肥，减少不合理化肥投入，走高产高效、节本增效、优质环保的可持续发展之路。该行动的一个重要目标就是提高化肥利用率，力争每年化肥利用率提高1个百分点以上，到2020年达到40%以上。主要的技术方式为深入推进测土配方施肥、切实改进施肥管理模式、大力推广新型肥料等。文中主要针对不同施肥管理模式下的肥料利用率研究工作，主要设置了水稻的机械施肥、新型经营主体、缓控释肥料应用等不同施肥管理模式与常规施肥管理模式下肥料利用率的比对试验。从而摸清化肥机械深施、机械追肥、种肥同播等技术，土地流转集约化经营等模式，缓释肥料等高效新型肥料的应用，在减少养分挥发和流失，提高肥料利用率方面的成效，为推进农机农艺农机融合，整体构建适合我省的水稻绿色增产模式，肥料高效控施推广模式提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验前在全省范围内开展各地种植作物品种的调查，通过调查合理安排试验地点，选择了3个县12个试验点，分别安排机械施肥、新型经营主体、缓控释肥料与常规施肥等施肥管理模式下的肥料利用率试验。其中，铁岭县设置2个地点（铁岭县1、铁岭县2），分别为2个常规施肥试验点（铁岭县1-1、铁岭县2-1）和2个机械施肥试验点（铁岭县1-2、铁岭县2-2）；铁岭县辽中区设置2个地点（辽中区1、辽中区2），分别为2个常规施肥试验点（辽中区1-1、辽中区2-1）和2个新兴经营主体试验点（辽中区1-3、辽中区2-3）；东港市设置2个地点（东港市、东港市2），分别为2个常规施肥试验点（东港市1-1、东港市2-1）和2个机械施肥试验点（东港市1-4、东港市2-4）。试验点布置和土样养分状况详见表1。

1.2 试验设计

试验处理：采用对比试验，无重复设计，小区随机排列，试验设4个处理。

处理1：氮磷钾区（NPK）处理2：无氮区（PK）处理3：无磷区（NK）处理4：无钾区（NP）

小区面积20 m2以上，小区间要有明显的边界分隔。除施肥，各小区其他田间管理措施相同。

施肥管理方法如下：

常规施肥采用当地农民习惯施肥管理模式，一般采用速效氮肥、人工作业，散户管理，机械化程度和管理水平较低；机械施肥指常规施肥品种和施肥量的基础上配合机械深施；缓控释肥料施肥指与常规施肥量保持一致，采用一定比例的缓控释氮素，进行一次性施肥，根据生长状况可适当施用分蘖肥；新型经营主体指常规施肥品种和施肥量的基础上，采用当地农业合作社的集约化统一种植管理模式（统一种植、统一施肥、统一田间管理、统一收获等），管理水平较高。不同施肥管理模式的施肥量与当地常规施肥保持一致。

供试肥料为尿素（45%）、磷酸二铵（64%）、过磷酸钙（16%）、硫酸钾（50%）、氯化钾（60%）、脲甲醛氮肥（45%，释放期约为90 d）表2。

1.3 测试项目及方法

根据《测土配方施肥技术规范》（2011年修订版）要求进行土壤、植株样品采集、检测。采集0～20 cm耕层土样，并检测土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量。收割前采集考种样品。小区试验中各小区单打单收，秸秆量和籽粒量按实际计产。每个处理秸秆和籽粒各2kg，进行初步处理，烘干后检测秸秆和籽粒N养分含量。

土壤pH的测定：采用水土比为2．5∶1浸提，pH计法；

土壤有机质的测定：采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法；

土壤全氮的测定：采用凯氏蒸馏法；

土壤有效磷的测定：采用0．5 mol／L NaHCO3—钼锑抗比色法；

土壤速效钾的测定：采用1．0mol／L NH4OAC—火焰光度计法（鲍士旦，1981年）；

植物全氮的测定：采用蒸馏滴定法测定；

植物全磷的测定：采用钒钼黄或钼锑抗比色法（分光光度法）测定；

植物全钾的测定：采用原子吸收分光光度计法测定。

1.4 统计分析方法

试验数据采用Microsoft Excel 2013、SPSS19．0进行计算及作图。涉及的参数与计算公式如下：

（1）增产量DY＝不同施肥管理模式区产量－常规施肥区产量

（2）增产率＝增产量／对照区产量×100%（3）相对产量RY＝（缺素区产量／全肥区产量）×100%

（4）农学效率AE＝肥料增产量／肥料施用量×100%

（5）农学效率提高DAE＝不同施肥管理模式农学效率－常规施肥农学效率

（6）肥料利用率RE＝（施肥区作物养分吸收量－缺素区作物养分吸收量）／肥料施用量× 100%

（7）肥料利用率提高DRE＝不同施肥管理模式肥料利用率－常规施肥肥料利用率

2 结果与分析

2.1 不同施肥管理模式对水稻产量的影响

将各试验点的水稻产量、相对产量和不同施肥管理模式下水稻增产情况进行统计，结果见表3。从同一试验点不同施肥处理统计数据可见，各点处理1（NPK）产量均高于其他处理，无论从各个试验点的情况还是平均值来看，产量高低依次为处理1（NPK）＞处理4（NP）＞处理3（NK）＞处理2（PK），可见试验地区氮肥对产量的影响最大，其次是磷肥，钾肥的影响最小。从12个试验点全肥区产量平均值9 604 kg／hm2，不同施肥管理模式区较常规施肥区水稻产量有所提升，增产量为255．5～358 kg／hm2，增产率为3．1%～4．2%，其中，机械施肥较常规施肥增产303 kg／hm2，增产率为3．65%；新型经营主体增产308 kg／hm2，增产率为3．94%；施用缓控释肥料增产305 kg／hm2，增产率为3．48%。可见，改进施肥管理模式对增产可以起到积极的促进作用，在3种施肥管理模式中，新型经营主体方式增产幅度略高于其他两种施肥管理模式，表明土地集约化经营后，统一的农化服务模式可以有效地促进农业增产。

2.2 不同施肥管理模式对肥料利用率的影响

不同施肥管理模式下水稻肥料利用率情况见表4。氮肥的肥料利用率为26．7%～40．2%，磷肥的肥料利用率为19．0%～27．6%，钾肥的肥料利用率为41．5%～58．7%，从12个试验点平均值来看，氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率为分别为33．4%、24．0%、52．1%。，不同施肥管理模式区较常规施肥区水稻氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率分别提升6．3%、2．6%、4．1%。

表1 试验点基本情况Table 1 Sites of zhe test

表2 不同处理的施肥量Table 2 fertilizing quantity of different treatments

不同施肥管理模式下下水稻肥料利用率平均值进行比较，结果见表5。氮肥、磷肥的农学效率组建差异显著，钾肥肥料利用率组间差异不显著。根据组内分析结果，机械施肥、新型经营主体、缓控释肥料较相应常规施肥的氮肥和磷肥肥料利用率差异显著，氮肥利用率分别提高了4．5%、 5．3%、9．2%，磷肥利用率分别提高了3．4%、1．8%、2．6%，机械施肥、缓控释肥料较相应常规施肥的钾肥利用率差异显著，分别提高了3．1%、7．6%，可见，仅新型经营主体形式对钾肥利用率的提升作用不显著，其他施肥管理模式方式对各种肥料利用率提升有着一定积极作用。

表3 水稻产量情况统计Table 3 The increase of production under different fertilization modes

表4 水稻肥料利用率统计Table 4 Utilization rate of fertilizer in rice

表5 不同施肥管理模式较常规施肥的肥料利用率情况比较Table 5 The comparison of fertilizer using efficiency from different fertilization modes

3 小结与讨论

3.1 每个试验点各施肥处理对产量的影响较为一致，产量高低依次为处理1（NPK）＞处理4（NP）＞处理3（NK）＞处理2（PK），可见试验地区氮肥对产量的影响最大，其次是磷肥，钾肥的影响最小。不同施肥管理模式区较常规施肥区水稻产量有所提升，增产量为255．5～358 kg／hm2，增产率为3．1%～4．2%，可见，改进施肥管理模式对增产可以起到积极的促进作用，其中，新型经营主体方式增产效果最好，表明土地集约化经营后，统一的农化服务模式可以有效地提高农业增产。

3.2 同一试验点不同施肥管理模式的肥料利用率均较常规施肥管理模式提高，从12个试验点平均值来看，氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率分别为33．4%、24．0%、52．1%。，不同施肥管理模式区较常规施肥区水稻氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率分别提升6．3%、2．6%、4．1%。通过显著性分析，机械施肥、缓控释肥料较对氮肥、磷肥、钾肥的利用率均有所提升，新型经营主体对氮肥和磷肥的提升有一定作用。可见，改进施肥管理模式对提高肥料利用率起到较大积极作用。

综上，3种施肥管理模式对水稻增产和肥料利用率提升起到一定作用，不同施肥管理模式对产量的增产影响有一定差异，与常规施肥处理水平有一定关系，当常规施肥的施肥水平和管理水平较高时，其他施肥管理模式的增产效果则不明显，其中，新型经营主体对增产效果最为明显，机械施肥、缓控释肥料对肥料利用率提升更为有效。可见，新型经营主体采取集约化经营、统一的栽培管理措施可有效提升作物的生产能力，机械施肥、缓控释肥料应用，分别在化肥深施和养分控释两个途径提升了作物对肥料养分的吸收利用，从而再次说明在土壤养分和施肥一定的情况下，改善作物综合管理措施可有效提升作物增产和养分资源利用空间，在强调农业可持续发展的社会背景下，应进一步深入研究，加大推广。

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