测土配方施肥对水稻生长发育及产量形成的影响

罗 刚，孙明亮，薛城洋，徐 曙，陈开平，卢丽娟

（江苏省农垦农业发展股份有限公司新洋分公司，江苏射阳224314）

水稻是我国主要的粮食作物之一，也是单位面积产量最高的粮食作物。我国水稻以27%的种植面积贡献了38%的粮食作物总产[1]，全国有超过60%的人口以水稻为主食。我国以世界18.5%的水稻种植面积产出了世界近28%的稻谷总量[2]，遥居世界首位，不仅为我国农民增收，还为我国乃至世界的粮食安全和生态安全作出重大贡献。水稻栽培技术的创新和进步是水稻产量提高的重要推力之一，而肥料的施用也是水稻栽培技术体系内的重要环节之一。据联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，简称FAO）统计，肥料对世界粮食增产的贡献率超过40%，对我国农作物的贡献率为40.8%[3]。自20 世纪80 年代以来，随着肥料投入的逐年增加，增产幅度却逐年降低，肥料的报酬率骤减[4]。在此背景下，测土配方施肥技术应运而生，该技术通过现有检测手段，对耕地土壤进行全方位检测，包括土壤中有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、多种矿质元素含量及pH 值等，再根据不同土质条件、相关作物的产量潜力和养分综合管理要求，优化氮、磷、钾等养分配比，有效促进大量元素与微量元素配合，调节和解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾，最终实现增产增收[5-6]。但在当前技术水平、服务质量、小户经营等条件的限制下，该技术推广速度缓慢。本试验在前人研究基础上，根据当地土壤养分状况，通过减氮增施磷钾的方法，探明其对当地主栽水稻品种分蘖发生、叶面积指数、产量等性状的影响，为当地测土配方施肥技术的推广提供一定的数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地设在江苏省农垦农业发展股份有限公司新洋分公司新星生产区2 大队N8 号田（120.28°E、33.68°N，16 008 m2）、新西生产区27 大队S4 号田（120.29°E、33.64°N，80 040 m2）。前茬作物为小麦，土壤类型为沙壤土，肥力中等，地势平坦，排灌方便。

1.2 试验材料

供试水稻品种南粳5718，由江苏神农大丰种业科技有限公司提供。2019 年6 月19 日移栽，密度为2.5 万穴/667 m2，基本苗11.9 万株/667 m2。糯稻99-25，由安徽天丰种业有限公司提供。2019 年6 月10 日移栽，密度为2.1 万穴/667 m2，基本苗9.7 万株/667 m2。

供试肥料：尿素（N 质量分数≥46.4%），购自山西兰花科技创业股份有限公司；复合肥（N、P2O5、K2O 质量分数均为15%），购自江苏中东化肥股份有限公司；二铵（N 质量分数为18%，P2O5为46%），购自瓮福（集团）有限责任公司。

1.3 试验方法

2 大队N8 号田为南粳5718 肥料试验，N8E 8 004 m2为测土配方，N8W 8 004 m2为常规施肥；27大队S4 号田为糯稻99-25 的肥料试验，S4E 40 020 m2为测土配方，S4W 40 020 m2为常规施肥。

表1 测土配方施肥试验设计kg/667 m2

1.4 调查内容和方法

1.4.1 茎蘖动态定点调查。移栽后详细调查基本苗，每隔7 d 调查叶龄和茎蘖数（主茎和分蘖的总和）。

1.4.2 叶面积调查。抽穗期详细调查水稻植株各部位叶片的叶面积，有效分蘖的叶片为有效叶，其最上3 张叶片为高效叶，并计算叶面积指数。计算公式：叶面积=待测叶叶长×待测叶叶宽×校正系数0.75；叶面积指数=地上部总叶面积/土地面积。

1.4.3 产量调查。成熟期详细调查穗粒结构，并割方测产。单穴库容量=单穴总颖花量×饱粒千粒质量。

1.5 数据处理与分析

以Excel 2010 进行数据处理及图表绘制，用t-检验进行组间比较。

2 结果与分析

2.1 测土配方施肥对水稻茎蘖动态的影响

由图1 可知，南粳5718 测土配方施肥处理的茎蘖数从分蘖初期便高于常规处理，并一直保持优势，其中测土配方处理的高峰苗较常规处理增加8.02%，至8 月21 日，测土配方处理的有效茎蘖数较常规处理增加5.26%。

由图2 可知，糯稻99-25 测土配方施肥处理的茎蘖动态与南粳5718 几乎保持一致，测土配方施肥处理的水稻茎蘖数均高于常规施肥处理，其中测土配方施肥处理的高峰苗较常规施肥处理增加10.12%，至8 月21 日，测土配方施肥处理的水稻有效茎蘖数较常规处理增加4.32%。

图2 测土配方施肥对糯稻99-25 茎蘖动态的影响

2.2 测土配方施肥对糯稻99-25 源库的影响

由表2 可知，糯稻99-25 测土配方施肥处理水稻在抽穗期的高效叶面积、有效叶面积、叶面积指数和库容量均高于常规施肥处理，增幅分别为16.61%、19.51%、19.47%、10.78%。t- 检验显示处理间库容量的差异达显著水平（P＜0.05），高效叶面积、有效叶面积和叶面积指数的差异均未达显著水平。

表2 测土配方施肥对糯稻99-25 源库的影响

2.3 测土配方施肥对水稻产量及其构成因素的影响

由表3 可知，南粳5718 测土配方施肥处理的理论产量和实际产量均高于常规施肥处理，增幅分别为10.44%、5.34%。在产量构成因素方面，测土配方施肥处理的穗数、穗粒数、千粒质量均高于常规施肥处理，增幅分别为4.89%、0.09%、5.55%，测土配方处理的结实率低于常规施肥处理，降幅0.32%。t检验表明，测土配方处理和常规施肥处理间理论产量达极显著差异（P＜0.01），实际产量达显著差异（P＜0.05），千粒质量达显著差异（P＜0.05），穗数、穗粒数、结实率的差异均未达显著水平。

表3 测土配方施肥对南粳5718 产量及其构成因素的影响

由表4 可知，糯稻99-25 测土配方处理的理论产量和实际产量均高于常规施肥处理，增幅分别为8.21%、2.50%。在产量构成因素方面，测土配方处理的穗数、穗粒数、结实率、千粒质量均高于常规施肥处理，增幅分别为2.34%、1.63%、0.02%、3.97%。t-检验表明，测土配方处理和常规施肥处理间千粒质量达极显著差异（P＜0.01），实际产量达显著差异（P＜0.05），理论产量、穗数、穗粒数、结实率的差异均未达显著水平。

表4 测土配方施肥对糯稻99-25 产量及构成因素的影响

2.4 测土配方施肥对水稻经济效益的影响

由表5 可知，从产量来看，南粳5718 和糯稻99-25 的测土配方处理较常规施肥处理分别增加73.33、63.33 kg/667 m2，收入分别增加175.99、202.66元/667 m2。在肥料成本和额外农机成本上，南粳5718 和糯稻99-25 的测土配方处理较常规处理分别增加33.33、16.64 元/667 m2。扣除成本，南粳5718 和糯稻99-25 的测土配方处理较常规处理的净效益分别为142.66、186.02 元/667 m2。

表5 测土配方施肥对2 种水稻经济效益的影响

3 结论

4 讨论

在茎蘖动态方面，测土配方施肥处理对南粳5718 和糯稻99-25 的影响差异较小，其茎蘖数从分蘖初期至有效分蘖终止期均高于常规施肥处理，并最终提高穗数4.89%。

叶面积指数和单位面积库容量是衡量作物源库数量与质量的重要指标。测土配方施肥处理在抽穗期的叶面积指数、库容量分别较常规施肥处理增幅19.47%、10.78%，为高产打下了良好的基础。

在产量方面，测土配方施肥处理的理论产量和实际产量分别较常规施肥处理增幅8.21%、2.50%。从产量构成因素来看，测土配方施肥处理促进产量增加的主要途径是提高了穗数（2.34%）和千粒质量（3.97%），对穗粒数和结实率的影响不大。

测土配方施肥技术规范自2000 年提出，2005年开始全面推广[7-8]，经过了20 年的发展，已在全国各地处处开花[9]。江苏省研制的“测土配方施肥专家系统”已覆盖全省行政区域，通过触按相应按钮，便可以实现对应的功能，还可以选择地点，放大或缩小地图，屏幕上便会显示该地区的卫星照片，点击某块条田后，便会自动弹出施肥方案推荐卡，从推荐卡中可以清楚地看出，土壤中相关养分含量、目标产量及对应的施肥方案，还可以通过调整目标产量来选用不同的施肥方案。当前，还可以通过短信、手机APP、微信公众号来获取这些信息。

本试验表明，前期减氮增施磷钾肥，能够促进水稻分蘖，保证其穗数优势，能够显著提高叶面积指数，大大增强植株的光合作用能力，以此提高千粒质量，并在产量各因素的综合作用下，显著提高产量，最终实现增收。

致谢：

感谢江苏省农垦农业发展股份有限公司现代农业研究院专家于洪喜对本地区土壤进行统一检测并提供详细的土壤养分数据，特别感谢江苏省盐城农垦农业科学研究所专家王升指导配置本研究的测土配方方案，并感谢江苏省农垦农业发展股份有限公司东辛分公司在试验设计和过程中提供的帮助。