长江流域中稻施肥增产效应及其影响因素

王姣琳，黄晓萌，王博博，徐新朋，丁文成，杨兰芳，仇少君，赵士诚，何萍

1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081；2.湖北大学资源环境学院，武汉 430062；3.华中农业大学资源与环境学院，武汉 430064

水稻是我国主要粮食作物之一［1］，截至2020 年，我国的年水稻种植面积达3 000 万hm2，占粮食总种植面积的25.9%［2］。长江流域由于其得天独厚的自然条件，是我国重要的粮食生产基地，其水稻播种面积达到了1 204.1 万hm2［3］。施肥是保证作物产量和提高质量的有效方式之一［4］，其对粮食增产的贡献率超过50%［5］。然而，在生产中农民为了追求高产普遍存在着过量施肥的现象，不仅浪费肥料，降低肥料利用率，还造成环境污染，从而进一步影响粮食产量的提高［6］。施肥量过高是我国肥料利用率低的主要原因之一。有研究表明，2002―2015 年我国水稻的过量施肥程度达43.5%，而长江中下游地区已成为我国仅次于华南地区的第二大水稻过量施肥程度地区［7-8］。因此，研究长江流域中稻的施肥增产效应及其影响因素对保持水稻高产和提高水稻品质至关重要，可对减少肥料损失和提高肥料利用率等提供科学依据。

土壤基础肥力水平是影响肥料利用率高低的基本因子［9］，通常基础地力水平较高的土壤其作物产量也较高［10-11］。然而，随着施肥量的不断增加，养分在土壤中不断累积到一定程度后施肥增产效应便不再增加且不断降低。梁涛等［12］研究表明，在相同的氮、磷和钾肥施用水平下，随着基础地力水平的提高，水稻的肥料利用率分别下降了6.9%、4.5%和3.1%。以往的研究多基于某个地区，且多关注施肥对水稻产量和肥料利用率的影响，而不同地区的施肥增产效应存在较大差异，缺乏大尺度上的系统分析。因此，需根据已有的大量田间试验数据对肥料的增产效应及其影响因素进行定量的综合分析。Meta分析作为一种定量综合分析方法，可以对独立的同一研究主题的多个研究结果的综合效应及影响因素等进行系统地定量分析［13-14］。因此，本研究通过Meta 分析方法定量研究长江流域中稻产量的增产效应及其影响因素，以期为优化长江流域水稻的施肥量、提高水稻产量、提高肥料利用率从而减轻环境污染提供数据支撑和科学参考。

1 数据与方法

1.1 数据来源

本研究数据来源于我国长江流域水稻主产区在2000―2017 年间水稻田间试验，包括国际植物营养研究所开展的水稻田间试验，以及在此时间段内发表在中国知网文献数据库以“水稻”“水稻+产量”及“水稻+肥料利用率”等为主要关键词检索所得到的文献。根据研究目的，基于以下标准对检索文献进行筛选：（1）研究区域为长江流域中稻种植区；（2）同一研究中需具有不同施肥处理包括优化施肥、减素处理以及不施肥处理等；（3）具有各处理产量数据的平均值及其相应的标准差；（4）试验具有土壤基础养分指标。通过筛选共获得2 637 组数据（样本量）。

1.2 数据处理

以优化施肥即获得最高产量时的施肥量为基准对各试验的施肥量进行划分，氮、磷和钾肥分别分成5 个水平，即在优化施肥量基础上各增减100%、减50%、增50%和增100%，本研究中氮、磷和钾肥的平均施肥量分别为（191.2±53.3）、（82.4±30.8）和（114.8±47.7）kg/hm2。氮肥、磷肥和钾肥水平从低到高分别用N0、N1、N2、N3、N4，P0、P1、P2、P3、P4和K0、K1、K2、K3、K4表示。

在分析土壤地力水平下不同施肥水平增产效应时，采用空白处理即不施肥处理的水稻产量表征，其平均产量为5.7 t/hm2，且分布范围在2.7～9.8 t/hm2，总体变异系数为21.1%。依据产量数据分布情况，将土壤基础地力产量划分为4 个等级，分别为＜5.0 t/hm2，5.1～6.0 t/hm2，6.1～7.0 t/hm2和＞7.0 t/hm2。4 个基础地力水平的样本量分别占总样本量的32.9%（n=548）、29.2%（n=486）、30.5%（n=355）和23.6%（n=275）。

1.3 效应值计算

分别建立水稻施肥量、产量、土壤理化性质等指标的数据库，根据研究目的，选取反应比［15-16］（response ratio，R）作为效应值，反应比计算公式：

其中，数字1 和2 分别表示施用和不施用某种养分处理，Sd为标准偏差，n为样本数量。采用open-MEE 软件分析各组数据的效应值，并将效应值转化为增长率以加深对结果的理解：

1.4 模型选择

由于不同试验研究间管理措施、土壤状况、气候条件、肥料品种等存在差异，选取随机效应模型计算综合效应值。其样本综合效应值描述性统计分析如表1所示。

1.5 数据分析

依据总体效应值的95%置信区间判别不同条件下施肥产量效应是否显著，95%置信区间均大于0为显著正效应，包括0 为无显著影响，小于0 为显著负效应。

Meta 分析的发表偏倚检验采用Rosenthal’s 失安全系数（fail-safe number，Nfs）检验整个数据的发表性偏倚，若Nfs＞5n+10（n为样本量），则认为结果可信［17］，其检验结果见表1。

表1 样本量描述性统计Table 1 Descriptive statistics of sample size

本研究综合考虑了长江流域的施肥水平、基础地力水平、土壤理化性质和种植区域的差异。氮肥施肥水平按照N1、N2、N3 和N4 处理与N0 处理进行对比和分析，磷肥和钾肥的分析同氮。根据试验地的数据情况，将土壤pH 划分为≤6.0、6.0～7.0 和＞7.0，土壤有机质划分为≤20.0、20.0～30.0 和＞30.0 g/kg，全氮划分为≤1.0、1.0～2.0 和＞2.0 g/kg，全磷划分为≤0.3、0.3～0.9 和＞0.9 g/kg，全钾划分为≤13.0、13.0～20.0 和＞20.0 g/kg，碱解氮划分为≤100.0、100.0～150.0 和＞150.0 mg/kg，速效磷划分为≤9.0、9.0～20.0 和＞20.0 mg/kg，速效钾划分为≤70.0、70.0～120.0 和＞120.0 mg/kg 等水平。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量水平下水稻施肥的增产效应

图1显示在长江流域施用氮、磷和钾肥对中稻生产具有显著增产效应，尤其是氮肥和钾肥，其各施肥水平下均具有显著的增产效应。氮肥在水稻的增产中占主导作用（Qt=86 833.43，df=1 106，P＜0.001），综合效应值lnR为0.301，增产率为35.1%；其次为钾肥的增产效应（Qt=24 611.83，df=784，P＜0.001），其lnR为0.112，增产率为11.9%；磷肥的增产效应最小（Qt=21 035.44，df=744，P＜0.001），综合效应值lnR为0.103，增产率为10.9%。对其氮、磷和钾肥增产效应进行发表性偏倚检验，结果显示，其失安全系数（Nfs）分别为68 247 007、3 219 682 和5055 579，5n+10 分别为5 545、3 735 和3 935，均远大于5n+10（n取值见表1），说明具有可靠的综合效应值。

然而，各施肥水平下的增产效应存在一定差异（图1）。（1）施氮增产效应。随着氮肥用量的增加，其增产效应呈先增加后降低的趋势，其中在N2 施肥水平下显示出最高增产效应，其综合效应值为0.322，相应的增产率为38.0%。N1、N3 和N4 施肥水平的综合效应值分别为0.230、0.318和0.284，对应的增产率分别为25.9%、37.4%和32.8%。（2）施磷增产效应。随着施磷量的增加，施肥增产效应呈现先增加后下降的趋势，在P2水平表现出最大的增产效应，其综合效应值为0.126，对应的增产率为13.4%；而较低的增产效应在P1 和P4 水平，其综合效应值分别为0.082 和0.062，增产率分别为8.6%和6.4%，表明施磷量过低或过高均不利于产量的增加。（3）施钾增产效应。其增产趋势与磷肥一致，最高的增产效应在K2 水平，其综合效应值和增产率分别为0.124 和13.2%；其次为K3水平，其综合效应值和增产率分别为0.112 和11.9%，K2 和K3 水平的增产效应无显著差异；K4 水平的综合效应值最低，为0.073，增产率仅为7.6%；K1 水平的综合效应值为0.086，增产率为9.0%。施用氮、磷和钾肥的增产效应结果表明氮肥仍然在长江流域中稻增产中发挥主导作用。

图1 不同施肥处理下水稻施用氮（A）、磷（B）和钾（C）肥的增产效应Fig.1 Effects of rice yield increase to nitrogen（A），phosphorus（B）and potassium（C）fertilizer application under different treatments

2.2 不同基础地力水平下水稻氮、磷和钾肥的增产效应

不同基础地力水平下中稻施用氮（QM=151.563，df=3，P＜0.001）、磷（QM=50.967，df=3，P＜0.001）和钾肥（QM=83.516，df=3，P＜0.001）具有显著的增产效应。然而不同基础地力水平之间的增产效应存在差异（图2）。（1）施氮增产效应。随着地力水平升高，水稻施氮的增产效应降低，其4 个基础地力水平由低到高的综合效应值分别为0.378、0.295、0.241 和0.193，对应的增产率分别为45.9%、34.3%、27.3%和21.3%。（2）施磷增产效应。增产趋势与施用氮肥一致，基础地力水平由低到高的综合效应值分别为0.141、0.104、0.08 和0.077，对应的增产率分别为15.1%、11.0%、8.3%和8.0%。（3）施钾增产效应。4 个基础地力水平由低到高的综合效应值分别为0.157、0.108、0.069 和0.073，对应的增产率为17.0%、11.4%、7.1%和7.6%。分析2000―2006、2007―2011 和2012―2017 年3 个时间段的氮磷钾肥增产效应得出，施用氮肥增产效应分别为34.9%、35.1%和35.1%，施用磷肥增产效应分别为11.1%、11.1%和10.6%，施用钾肥增产效应分别为14.5%、10.7%和12.2%，其中氮肥增产效应无显著差异，但磷肥和钾肥增产效应呈降低趋势。

图2 不同基础地力水平下水稻施用氮（A）、磷（B）和钾（C）肥的增产效应Fig.2 Effects of rice yield increase to nitrogen（A），phosphorus（B）and potassium（C）fertilizer application under different soil fertility level

2.3 不同种植区域水稻氮、磷和钾肥的增产效应

流域内的9 个省市中稻施用氮（QM=213.605，df=8，P＜0.001）、磷（QM=67.202，df=8，P＜0.001，上海市除外）和钾肥（QM=68.180，df=8，P＜0.001）均具有显著增产效应。但不同省市之间增产效应具有较大差异（图3）。（1）施氮增产效应。9个省市中上海市的综合效应值最高，为0.364，其增产率为43.9%；重庆市的综合效应值最低，为0.184，其增产率为20.2%；其余各省的效应值和增产率范围分别为0.209～0.363 和23.2%～43.8%。长江流域不同省市之间上海市的施氮增产变异系数最大，为87%；江苏省最小，为35%；其余省市施用氮肥增产的变异系数在40%～50%。（2）施磷增产效应。9 个省市中上海市的施磷增产效应不显著，其增产率仅为0.6%。其余各省施磷具有显著增产效应，其中重庆市增产效应最高，其综合效应值为0.152，增产率为16.4%；增产效应第二高的为湖北省，综合效应值和增产率为0.131 和14.0%，另外安徽省和贵州省的增产效应值分别0.122 和0.117，增产率分别为13.0% 和12.4%；其余各省的施磷增产效应为0.064～0.089，增产率为6.6%～9.3%。长江流域不同省市之间施磷的增产变异系数以云南省最大，为120%；以上海市的增产变异系数最小，为65%；其余省市的增产变异系数在69%～82%。（3）施钾增产效应。9 个省市中重庆市的增产效应最高，其综合效应值为0.149，增产率为16.1%；其次为贵州省和安徽省，分别为0.135和0.136，对应的增产率分别为14.5%和14.6%；湖北省和江苏省的施钾增产率保持在10%以上；其余省份的施钾增产率范围为6.4%～8.0%。长江流域不同省市之间施钾的增产变异系数以云南省最大，为91%；其余省市变异系数在61%～84%。

图3 不同种植区域水稻施用氮（A）、磷（B）和钾（C）肥的增产效应Fig.3 Effects of rice yield increase to nitrogen（A），phosphorus（B）and potassium（C）fertilizer application under different planting areas

2.4 不同土壤pH 和有机质含量条件下水稻氮、磷和钾肥的增产效应

不同土壤pH 条件下，水稻施用氮（QM=31.485，df=2，P＜0.001）、磷（QM=17.479，df=2，P＜0.001）和钾肥（QM=19.165，df=2，P＜0.001）均具有显著正效应（图4），但不同土壤pH 条件下的增产效应具有显著差异。就施氮而言，水稻在pH＞7 的条件下施氮增产效应最好，其综合效应值和增产率分别为0.329和39.0%，且增产率随着pH升高而升高。施磷和施钾的增产效应趋势均表现为先升高而后降低，在弱酸性（pH 6.0～7.0）条件下施磷和施钾增产效应最好，其综合效应值分别为0.132 和0.149，增产率分别为14.1%和15.7%，施磷和施钾的增产效应均在碱性条件下最差，其综合效应值分别为0.071 和0.079。增产率分别为7.4%和8.2%。

不同土壤有机质含量条件下，施用氮（QM=58.614，df=2，P＜0.001）和钾肥（QM=10.165，df=2，P=0.006）对水稻增产效应具有显著差异，而施用磷肥（QM=3.443，df=2，P=0.179）无显著影响（图4）。就施氮而言，有机质含量在≤20.0、20.0～30.0 和＞30.0 g/kg 时，其综合效应值分别为0.360、0.313 和0.258，对应的增产率分别为44.3%、36.8% 和29.4%；其增产效应随着土壤有机质的增加呈降低趋势。就施磷而言，有机质含量在≤20.0、20.0～30.0和＞30.0 g/kg 时，其综合效应值分别为0.088、0.101和0.109，对应的增产率分别为9.2%、10.6% 和11.5%；其增产效应随着土壤有机质含量的增加而增加。就施钾而言，其增产效应呈先增加后降低趋势，土壤有机质含量在20.0～30.0 g/kg 时，综合效应值最高，为0.131，增产率为14.0%。

图4 不同土壤pH和有机质含量下水稻氮、磷和钾肥的增产效应Fig.4 Effects of rice yield increase to nitrogen（A），phosphorus（B）and potassium（C）fertilizer application under different pH and soil organic matter

2.5 不同土壤理化性质条件下水稻氮、磷和钾肥的增产效应

不同土壤理化性质下水稻施用氮、磷和钾肥的增产效应如图5 所示。土壤全氮不同水平下水稻的增产呈显著正效应（QM=22.329，df=2，P＜0.001），其中以在土壤全氮≤1.0 g/kg 水平下水稻的施氮增产效应最大，其综合效应值为0.328，增产率为38.8%。其施氮增产效应随着全氮含量的增加而降低。土壤全磷（QM=5.332，df=2，P=0.070）和全钾（QM=5.324，df=2，P=0.070）各水平间水稻施氮增产效应均不显著，但全磷含量在0.3～0.9 g/kg、全钾在13.0～20.0 g/kg 获得的施氮增产效应最大，其综合效应值分别为0.282 和0.276，对应的增产率分别为32.6%和31.8%。水稻施氮增产效应与土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量呈负相关关系，但各土壤碱解氮（QM=4.962，df=2，P=0.084）水平间水稻施氮增产效应不显著，而土壤速效磷（QM=10.635，df=2，P=0.005）和速效钾（QM=7.820，df=2，P=0.020）各含量水平间水稻的增产效应具有显著差异，其中碱解氮含量≤100.0 mg/kg，速效磷含量≤9.0 mg/kg 和速效钾含量≤70.0 mg/kg 下施氮的增产效应最高，其效应值分别为0.302、0.332 和0.330，对应的增产率分别为35.3%、39.4%和39.1%。

图5 不同土壤理化性质条件下水稻氮（A、B）、磷（C、D）和钾（E、F）肥的增产效应Fig.5 Effects of rice yield increase to nitrogen（A，B），phosphorus（C，D）and potassium（E，F）fertilizer application under different soil physical and chemical properties

就施磷增产效应而言，不同土壤全氮（QM=1.550，df=2，P=0.461）含量对水稻施磷增产效应影响不显著，且土壤全氮含量在超过1.0 g/kg后增产效应趋于平缓。不同土壤全磷（QM=0.946，df=2，P=0.623）含量对水稻施磷增产效应无显著差异，但其增产趋势随着土壤全磷含量的增加而下降。而土壤全钾（QM=4.808，df=2，P=0.009）含量对水稻施磷增产效应具有显著影响，增产效应随着土壤全钾含量的增加而增加，在＞20.0 g/kg 时施磷增产效应最高，为0.176，对应增产率为19.2%；土壤碱解氮（QM=5.503，df=2，P=0.064）含量对水稻施磷增产无显著影响，但其增产效应随着碱解氮含量的增加而增加，在碱解氮含量＞150.0 mg/kg 时获得最大的增产效应，其综合效应值为0.135，增产率为14.5%。土壤速效磷（QM=18.127，df=2，P＜0.001）含量对水稻施磷增产具有显著影响，速效磷含量在＜9.0 mg/kg时增产效应最高，其综合效应值为0.129，增产率为13.8%。土壤速效钾（QM=0.707，df=2，P=0.701 2）含量对水稻施磷增产无显著影响。

就施钾的增产效应而言，土壤全氮（QM=1.990，df=2，P=0.370）、全磷（QM=0.646，df=2，P=0.724）和全钾（QM=0.384，df=2，P=0.825）含量对水稻施钾增产效应无显著影响。但水稻施钾在不同土壤全氮含量水平下均为正效应，全氮含量在1.0～2.0 g/kg 时的增产效应最高，综合效应值和增产率分别为0.117 和12.4%。另外在全磷＞0.3 g/kg 和全钾＞13 g/kg 含量水平下，水稻施钾增产效应不显著。不同土壤碱解氮（QM=4.848，df=2，P=0.089）、速效磷（QM=1.710，df=2，P=0.425）和速效钾（QM=1.099，df=2，P=0.577）含量对水稻施钾增产无显著影响，但均具有正效应，土壤碱解氮在＞150.0 mg/kg 时施钾的增产效应最高，其效应值和增产率分别为0.133 和14.2%，其增产趋势随着土壤碱解氮含量的增加而增加。土壤速效磷在含量≤9.0 mg/kg时增产效应最好，其综合效应值和增产率分别为0.11 和11.6%。水稻施钾效应与土壤速效钾含量呈负相关关系，在土壤速效钾含量≤70 mg/kg 时，获得最大的增产效应，其综合效应值和增产率分别为0.112和11.9%。

3 讨 论

通过施肥为作物提供充足养分，是保持粮食增产和保障粮食安全的重要措施之一［18-19］，截至2020年，我国化肥消费量达5 251.0 万t，较2019 年减施了2.8%［3］。本研究结果显示，在长江流域中稻种植区施用氮、磷和钾肥均可显著提高其产量，其增产率分别达到了35.1%、10.9%和11.9%。施用氮肥的增产率远高于磷肥和钾肥，可见，氮素仍是水稻增产的主要养分限制因子。闫湘等［20］研究结果显示，南方水稻施用氮、磷和钾肥的增产率分别为23.3%、8.8%和11.8%，本研究得到的增产率要高些。本研究中长江流域水稻平均氮、磷和钾肥的优化用量分别为191.2、82.4和114.8 kg/hm2；而闫湘等［20］在南方稻区的研究结果为192、86 和140 kg/hm2；与之对比，本研究中氮肥和磷肥用量相当，钾肥有所降低。说明随着管理措施的不断加强，优化施肥措施可提高水稻的增产效应。王伟妮等［21-23］的研究表明，施用氮、磷和钾肥中稻产量可显著提高27.5%、11.3%和9.6%，相比而言，本研究中施氮的增产效应较高，施磷和钾肥的增产效应较为接近。廖育林等［24］的研究表明施用钾肥可显著提高水稻产量9.1%～17.2%，这与本研究中11.9%的钾肥增产效应接近。

虽然施肥能够显著提高作物产量［21-24］，但长期高施肥量下会出现土壤养分累积，进而导致施肥增产效应降低。本研究发现，在所有样本中，氮、磷和钾肥的增产效应分别有1.1%、29.3%和28.3%，施肥增产效应低于5%。与此同时，施肥增产效应受诸多因素影响，如土壤基础地力影响着作物对肥料养分的吸收［25-26］，进而影响产量。在一定条件下，基础地力水平越高，施肥后的产量也越高，且其产量稳定性越强［10］，而此时在土壤养分含量较低的情况下，其施肥增产效应就越高。随着秸秆还田、有机替代和测土配方施肥等农业措施的不断实施，土壤肥力得到提升，使得磷肥和钾肥的增产效应呈降低趋势。在本研究中，长江流域中稻在不同土壤基础地力水平下施用氮、磷和钾肥均具有显著差异。施肥增产效应与基础地力水平呈负相关关系，这与曾祥明等［27］的研究结果基本一致，高地力稻田土壤施肥增产潜力小，反之亦然。而即使在同一地力水平下，由于土壤养分含量的差异也会导致不同养分的增产效应存在差异，因此，应通过土壤基础地力的合理培育和提升来提高作物的产量。

长江流域各省市水稻施肥均具有显著的增产效应（上海市磷肥增产效应除外），但存在一定差异。施氮的增产效应以上海市最高，重庆市施磷和施钾的增产效应均为最高。整个长江流域的水稻种植范围大，而流域内的各省市间气候条件、水文状况、土壤类型及其性质不同以及各地农民种植习惯的差异等因素均会导致施肥增产效应差异较大。如云贵高原地区的云南省、贵州省、四川省以及重庆市部分地区，其水土流失和土壤侵蚀相对严重，土壤肥力相对较低［28］。但需要注意的是施用某种养分的增产效应高并不代表整个地区的地力水平低，因为影响作物增产的因素有很多，如气候水文、土壤类型及其性质以及当地种植习惯等。本研究中的上海市水稻施氮增产效应较高，重庆市施磷和施钾的增产效应高，则是因为其不施用某种养分的产量最低且土壤养分含量较低，如本研究所分析数据中重庆市的土壤速效磷和速效钾含量要低于其他省市，分别为（15.6±6.1）和（74.8±32.2）mg/kg。因此，应结合不同种植区域和种植制度，合理制定施肥方案，如前人研究提出的“大配方、小调整”的区域施肥方案［29］。

然而，在养分管理过程中，需要考虑土壤的理化性质以达到肥料的最大化利用，因为不同土壤理化性质对水稻的肥料增产效应具有显著影响。如不同土壤pH 范围间长江流域水稻施用氮、磷和钾肥的增产效应均具有显著差异（P＜0.001）。土壤pH 是调节土壤中微生物群落结构和物质间化学转化过程的重要因素，能改变硝化作用反应基质（氨）的平衡浓度，直接影响硝化作用的效率、作物对养分的吸收，进而影响作物产量［30-32］。本研究中水稻施用氮肥在碱性（pH 7.0～8.3）土壤条件下增产效应最好，施用磷和钾肥在弱酸性（pH 6.0～7.0）土壤条件下获得最大增产效应。除施肥以外，土壤养分来源的另一重要途径来自土壤有机质［33-35］。本研究中，不同土壤有机质含量对水稻施氮的增产效应具有显著影响，且增产效应与有机质含量呈负相关关系，表明土壤肥力越高，施肥的增产效应相对越低。而不同有机质含量对水稻施磷的增产效应无显著影响。不同土壤有机质含量对水稻施钾的增产具有显著影响，其增产效应随着有机质含量增加呈先升高后降低趋势，这与土壤速效钾含量有关，速效钾含量越低其施钾增产效应越高，如有机质水平从低到高的土壤速效钾含量分别为（99.6±48.6）、（93.3±31.6）和（115.7±57.89）mg/kg，而有机质含量20.0～30.0 g/kg 时施用钾肥的增产效应最高。此外，本研究中水稻施氮增产效应与土壤全氮、碱解氮、速效磷和速效钾等的含量均呈负相关关系，表明这些土壤基础养分含量越高，其施氮增产效应越低［36］。而本研究中土壤全钾含量对水稻施磷增产效应具有显著影响，则是由于数据量偏少且个别数值变异较大，应加大次方面数据的收集。在等量养分投入下，合理调控肥料用量对产量提高至关重要。长江流域中稻种植需要结合施肥对产量的影响因素，综合考虑其种植区域土壤理化性状进行优化施肥，减少肥料损失，从而有效提高水稻产量。