不同施肥处理对潢川县水稻产量及化肥利用率的影响

芦 睿，孙 浩，程海涛，白天武，程路凯，吴晓娟，程秀洲

（1.潢川县农业技术推广中心，河南潢川 465150；2.潢川县黄寺岗镇农业农村服务中心，河南潢川 465150；3.潢川县谈店乡农业农村服务中心，河南潢川 465150）

潢川县地处河南省东南部，是全国首批商品粮生产基地县，全国粮食生产大县［1］，耕地面积10 万公顷，人口88.4 万。2020 年潢川县主要粮食种植面积9.73 万公顷，其中水稻面积7 万公顷，占粮食作物面积71.9%。水稻是潢川县面积最大的用肥作物，其施肥总量约为2.076 万吨（折纯）。2005 年以来，通过测土配方施肥技术的推广与应用，扭转了盲目施肥、过量施肥的习惯，取得了显著的社会、经济效益［2］。肥料利用率与气候、土壤条件、作物种类、作物生育期、肥料性质、施肥量、施肥方法等有密切关系［3］。2020 年按照《全国农技推广中心关于做好2020 年玉米、水稻化肥利用率田间试验工作的通知》（农技土肥水函〔2020〕8 号）的相关要求，潢川县根据土壤类型分别在黄寺岗镇油坊村、白术村布置了2 个水稻化肥利用率田间试验，通过田间试验准确掌握了适宜该地区的水稻测土配方施肥模式下的化肥利用率，为潢川县推广应用水稻化肥减量增效技术提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

两个试验点安排在潢川县黄寺岗镇油坊村（设点A：经度115.212 1、纬度32.160 191）和白术村（设点B：经度115.226 8、纬度32.120 163）。海拔分别为25.7 m 和33.4 m；土壤类型分别为潮两合土田和黄胶泥田［4］；土壤质地分别为中壤和黏壤［5］。种植制度均为单季水稻。试验点土壤基本性质见表1。

表1 试验点土壤基本情况

1.2 供试材料

1）供试作物为水稻，品种分别为梦两优华占和两优77；2）供试肥料：氮肥选用尿素，磷肥选用钙镁磷肥，钾肥选用进口氯化钾。

1.3 试验设计

试验设置4 个处理，每个处理设置3 次重复。试验在不施有机肥基础上进行，化肥施肥量按照前三年农户化肥施用量平均值设置，施肥方法按照配方施肥模式进行［6］。小区面积20 m2。施肥设计为：1）处理1 为无氮区（PK），即试验小区施用磷、钾肥，不施氮肥；2）处理2 为无磷区（NK），即试验小区施用氮、钾肥，不施磷肥；3）处理3为无钾区（NP），即试验小区施用氮、磷肥，不施钾肥；4）处理4为氮磷钾区（NPK），即试验小区施用氮、磷、钾肥。

1.4 施肥量

根据横川县目前施肥水平，氮磷钾区（NPK）施肥水平设置为N∶P2O5∶K2O=12∶5∶5（前三年农户化肥施用量平均值）。各处理小区施肥量见表2。

表2 不同处理小区施肥量 单位：g

1.5 施肥方法

100%磷、钾肥和70%的氮肥作基肥施用，整地前撒施；移栽返青后用20%氮肥追施分蘖肥；晒田复水后用10%氮肥追施穗肥。两个试验施肥完全一致。

1.6 化肥利用率计算

氮肥利用率=（全肥区作物地上部分氮吸收量-无氮区作物地上部分氮吸收量）/全肥区养分氮投入量×100%［7］；

磷肥利用率=（全肥区作物地上部分磷吸收量-无磷区作物地上部分磷吸收量）/全肥区养分磷投入量×100%［7］；

钾肥利用率=（全肥区作物地上部分钾吸收量-无钾区作物地上部分钾吸收量）/全肥区养分钾投入量×100%［7］。

其中，养分吸收量=籽粒产量×籽粒养分含量+茎叶产量×茎叶养分含量［7］。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理的水稻产量

从表3 看出，不同施肥处理对水稻产量的影响不同。试验点A：以全肥区产量最高，为568.06 kg/667 m²，比无氮区处理增产量220.0 kg/667 m²，增产率为63.21%；比无磷区处理增产量77.81 kg/667 m²，增产率为15.87%；比无钾区处理增产量69.14 kg/667 m²，增产率为13.86%。试验点B：也以全肥区产量最高，为584.51 kg/667 m²，比无氮区处理增产量224.0 kg/667 m²，增产率为62.13%；比无磷区处理增产量52.8 kg/667 m²，增产率为9.93%；比无钾区处理增产量31.9 kg/667 m²，增产率为5.77%。从以上2 个试验点分析得出，潢川县区域内氮肥对水稻的产量影响最大，磷肥次之，钾肥较小。

表3 不同施肥处理水稻产量

2.2 不同施肥处理的水稻肥料利用率

2.2.1 氮肥利用率

依据表4地上部分氮（N）养分吸收量，计算水稻氮肥利用率（REN），公式如下。

公式（1）中，UNPK为氮磷钾区（NPK）水稻植株吸氮量，Upk为无氮区（PK）水稻植株吸氮量，FN为氮肥投入量，其中水稻植株吸氮量为水稻籽粒吸氮量与茎叶吸氮量之和即地上部分吸氮（N）量。

油坊试验点（A）水稻氮肥利用率：

REN=（9.83-5.05）/12×100%=39.83%。

白术试验点（B）水稻氮肥利用率：

REN=（9.58-5.88）/12×100%=30.83%。

由以上计算结果可以看出，同一施肥量，试验点A 氮肥利用率大于试验点B，说明氮肥利用率与土壤基础地力养分含量大小有关。土壤含有机质、全氮量低则氮肥利用率较高［3］。

表4 不同处理地上部分养分氮吸收情况

2.2.2 磷肥利用率

依据表5 地上部分磷（P2O5）养分吸收量，计算水稻磷肥利用率（REP），公式如下。

公式（2）中，UNPK为氮磷钾区（NPK）水稻植株吸磷量，Upk为无磷区（NK）水稻植株吸磷量，FP为磷肥投入量，其中水稻植株吸磷量为水稻籽粒吸磷量与茎叶吸磷量之和即地上部分吸磷（P2O5）量。油坊试验点（A）水稻磷肥利用率：

REP=（5.64-4.22）/5×100%=28.4%。

白术试验点（B）水稻磷肥利用率：

REP=（5.77-4.74）/5×100%=20.6%。

由上述计算结果可以看出，同一施肥处理磷肥利用率试验点1高于试验点2，说明磷肥利用率与土壤有效磷含量、土壤质地有关。土壤速效磷含量低则磷肥利用率高；土壤黏重，施用的磷素养分易被吸附固定则磷肥利用率低。

表5 不同处理地上部分养分磷吸收情况

2.2.3 钾肥利用率

依据表6地上部分钾（K2O）养分吸收量，计算水稻钾肥利用率（REK），公式如下。

公式（3）中，UNPK为氮磷钾区（NPK）水稻植株吸钾量，UNp为无钾区（NP）水稻植株吸钾量，FK为钾肥投入量，其中水稻植株吸钾量为水稻籽粒吸钾量与茎叶吸钾量之和即地上部分吸钾（K2O）量。

油坊试验点（A）水稻钾肥利用率：

REK=（16.80-15.02）/5×100%=35.60%。

白术试验点（B）水稻钾肥利用率：

REK=（19.90-17.73）/5×100%=43.40%。

由上述计算结果可以看出，同一施肥处理钾肥利用率试验点A 低于试验点B，说明钾肥利用率与土壤质地、耕地类型有关。土壤质地为壤质或砂质，耕地类型为水田，施用的钾肥易渗漏流失，其肥料利用率低。

表6 不同处理地上部分养分钾吸收情况

3 结论

肥料利用率是衡量肥料是否合理施用的一项重要指标［9］。从本试验结果来看，1）潢川县内氮肥对水稻产量的影响最大，磷肥次之，钾肥较小。2）氮肥利用率与土壤基础养分含量即土壤有机质、全氮含量有关，有机质及全氮含量越低，氮肥利用率越高。3）磷肥利用率受土壤基础养分速效磷影响，速效磷越低，磷肥利用率越高；磷肥利用率同时也受土壤质地影响，土质越粘则磷肥养分固定越多，其利用率越低。4）钾肥利用率大小与土壤质地、农田种类相关，轻质土壤且耕地类型为水田则因钾养分易渗漏流失而利用率低。