不同配方施肥对杂交稻养分利用效率和产量的影响

刘艳屏 何刚 高飞 胡国勇 张荣萍

1.四川省江油市农业农村局，四川 绵阳

2.台沃科技集团股份有限公司，四川 绵阳

3.西南科技大学生命科学院，四川 绵阳

水稻是我国的主要粮食作物，如何提高水稻产量，实现优质高产一直是水稻生产难题和研究热点。而肥料对粮食生产的贡献达40%，生产中长期大量施用化肥作为提高水稻产量的主要措施之一，造成农业面源污染加剧[1]，当前肥料利用率低，2020年，我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物化肥利用率40.2%，其中水稻氮肥利用率仅20%～30%。江油市常年种植水稻2.2 万hm2,水稻总施肥量高达1.65 万t，平均施肥量为50 kg/667 m2。因此，如何提高其水稻的产量和肥料的利用率显得尤为重要。

氮磷钾肥配施是保障水稻高产和提高肥料利用率的有效途径。研究表明，测土配方施肥比传统施肥，氮、磷、钾肥的利用率分别提高了15.3%、8.3%、9.1%[2]。在氮磷钾配比的基础上，逐年适当减少纯氮用量，产量不会降低，氮肥利用率小幅度提高测土配方施肥[3]。前人关于江油市水稻施肥管理研究主要集中在传统施用量基础上开展减量施肥，而关于基于田间实际肥料状况基础上结合新配方水稻专用肥料的研究还相对较薄弱，本试验基于台沃新培养水稻专用肥料开展测土配方施肥对水稻产量和肥料利用率的影响研究，旨为江油市水稻高产高效生产的最佳氮磷钾配方施肥，制定提高肥料利用率栽培技术提供一定的理论依据和生产参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地点位于四川省江油市永胜镇优质粮油现代农业园区维农农机专业合作社试验基地（104.77 °E，31.78 °N），年平均气温17 ℃，年降水量700～1 200 mm，属亚热带湿润季风气候，全年无霜期270 d。试验田土壤类型为该区域代表性紫色水稻土，土壤基础养分含量见表1。

表1 试验前土壤基础养分含量

1.2 供试品种：三系杂交稻深优粤禾丝苗

1.3 试验设计

试验于2022年在维农农机专业合作社试验基地进行。试验设5个配方施肥处理（表2）,即：T1:空白区,不施肥;T2:无氮区,不施氮肥,仅施用磷、钾肥;T3:无磷区,不施磷肥,仅施用氮、钾肥;T4:无钾区,不施钾肥,仅施用氮、磷肥，T5氮磷钾区,施用氮、磷、钾肥，T2、T3、T4 处理分别选用尿素（46.4%）、过磷酸钙（12）%、氯化钾（60%）等单质肥料，单质肥料施用量按照台沃牌水稻专用肥氮磷钾含量换算;T5处理选用四川台沃公司生产的“台沃牌”水稻专用肥（N 23%，P2O57%，K2O10%），按40 kg/667 m2的施用量进行施用。施肥方法采用底追一道清，即水稻移栽后7d 将各处理肥料一次性施入。每小区面积30 m2，3次重复,小区四周做田埂并覆膜，保证各小区单排单灌,避免串水串肥。

表2 试验处理

试验田前作为油菜，土质均匀。4月15日采用秧盘旱育秧，5月30日移栽，行距30 cm,穴距20 cm，每穴单株。其他田间管理按照当地高产管理方法进行。

1.4 测定项目和方法

1.4.1 土壤和植株样品采集与处理

按照《测土配方施肥技术规程》(NY/T2911)的有关规定进行土壤、茎叶和籽粒样品采集、处理。土壤样品检测：土壤样品的ph 值、有机质含量、全氮含量和有效磷含量，分别按照《土壤检测》（NY/T1121）进行测定按照《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》(NY/T889)测定土壤速效钾含量。植株样品检测：按照《植株全氮含量测定自动定氮仪法》(NY/T2419)分别测定各处理茎叶、籽粒全氮的含量;按照《植株全磷含量测定钼锑抗比色法》(NY/T2421)或采用钒钼黄比色法分别测定各处理茎叶、籽粒全磷的含量;按照《植株全钾含量测定火焰光度计法》(NY/T2420)分别测定各处理茎叶、籽粒全钾的含量。

1.4.2 考种测产

水稻成熟时，每小区按平均有效穗取10 株进行考种，每个小区单独收获测实产。

2 结果与分析

2.1 不同配方施肥对杂交稻产量及产量性状的影响

从表3 可以看出，不同配方施肥对水稻理论产量和实际产量影响极显著（F=348.20＊＊,F=234.31＊＊，P＜0.01）。参试品种理论产量和实际产量在各配方施肥处理下均表现为T5＞T3＞T4＞T2＞T1 处理。T5、T3、T4、T2 处理实际产量分别比T1 处理显著高29.89%、26.29%、22.22%、9.23%。说明，配方施肥均有利于增加水稻产量，以T5 处理增产效果最佳，T3处理次之。

表3 不同配方施肥对杂交稻产量及产量性状的影响

从产量构成因素看，不同配方施肥对水稻有效穗、每穗着粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重影响显著或极显著。有效穗在各不同配方施肥处理下表现为T4＞T5＞T3＞T2＞T1处理,与TI处理相比，T4、T5、T3、T2处理有效穗分别比T1 处理高27.97%、19.67%、18.85%、13.93%，差异均达显著水平。每穗着粒数在各配方施肥处理下均为T3＞T5＞T1＞T4＞T2 处理，除T2 较T1 处理显著降低9.60%外，其余处理与T1 处理差异均不显著。每穗实粒数在各配方施肥处理下均为T5＞T3＞T1＞T2＞T4 处理，除T5 与T4 处理差异显著外，其余处理间差异均不显著。结实率在T2 处理下最高，T5处理次之，前者高于T5处理，T4处理最低，T2、T5处理较T1处理显著高9.07%、6.01% ，其余与T1处理差异不显著。千粒重在各配方施肥处理下表现为T5＞T4＞T3＞T2＞T1 处理，除T5、T4 处理较T1 处理显著高4.47%、4.15%外，其余处理千粒重与T1 处理差异不显著。结果表明，T5处理更有利于提高水稻穗实粒数和千粒重达到增产，T4处理有利于提高有效穗达到增产，T3处理有利于提高每穗着粒数达到增产，T2 处理有利于提高有效穗、每穗着粒数和千粒重达到增产。

2.2 不同配方施肥下水稻产量和产量因素的相关分析

不同配方施肥下水稻产量和产量因素的相关分析可见（表4），各产量构成因素对产量的影响表现为：有效穗＞千粒重＞每穗着粒数＞每穗实粒数＞结实率。有效穗、千粒重与产量呈极显著正相关（ 相关系数R=0.74＊＊、R=0.54＊＊），而结实率与产量的相关性则呈负相关关系（相关系数R=-0.06）；有效穗与千粒重呈极显著正相关（相关系数R=-0.64＊＊），每穗着粒数与每穗实粒数呈极显著正相关（相关系数R=-0.89＊＊），其他性状之间都没有显著相关关系。表明，产量的主要影响因素为有效穗和千粒重。

表4 不同配方施肥下水稻产量和产量因素的相关分析

2.3 不同配方施肥对杂交稻植株养分含量的影响

从表5 可以看出，不同配方施肥对水稻茎叶和籽粒全氮、全磷、全钾的影响均极显著。各处理下植株全氮含量除T2 处理茎叶全氮含量略低于T1 处理外，其余处理均显著高于T1处理，T3、T5、T4处理的茎叶全氮含量较T1处理分别高270.84%、170.53%、71.53%，T3、T2、T4、T5 处理籽粒的全氮含量较T1 处理分别高38.05%、25.67%、20.45%、17.54%，说明，T3 配方处理更有利于水稻植株茎叶和籽粒氮的吸收。各配方施肥处理下茎叶全磷含量为T4＞T2＞T3＞T1＞T5，籽粒全磷含量为T3＞T2＞T4＞T1＞T5，与T1 处理相比，除T5较T1处理显著降低外，其余处理茎叶和籽粒全磷分别高16.52%～26.20%和9.18%～20.20%，说明，T4 和T2 处理更有利于茎叶全磷吸收，T3 和T2 处理更有利于籽粒全磷吸收。各配方施肥处理下除T2 籽粒全钾含量较T1略低，其余处理均显著高于T1，其中以T3 处理最高（增幅为178.27%、171.83%），T4 处理次之（增幅为130.36%、119.36%），后者高于T5 处理（增幅为127.23%、62.18%），说明T3处理更有利于水稻茎叶和籽粒全钾吸收。

表5 表5不同配方施肥对杂交稻植株养分含量的影响

3 结论与讨论

肥料大量施用一直是水稻生产中保障水稻高产的重要措施，而配方施肥能满足水稻生长发育对养分需求同时实现化肥“减量增效”。刘方华等提出水稻生长前期提供充足的氮肥有利于提高水稻有效穗数和穗粒数，而在生殖生长期加重钾肥和磷肥施用有利于提高水稻的经济产量。研究表明在现有的施氮量基础上，减施氮肥可以在不影响产量的同时有效避免氮肥的损失、提高氮素利用率[4-6]。杨波等认为水稻钾素积累总量随着施钾量的增加而增加，钾素稻谷生产效率逐渐下降，钾素农学利用效率无明显趋势[7]。龚金龙等认为随着水稻季磷肥用量的增加，水稻的有效穗、结实率、千粒重先增加，当磷肥用量达到一定用量后抑制水稻产量及产量构成因子[8]。本研究表明，不同配方施肥对水稻理论产量和实际产量影响极显著，有利于增加水稻产量，以T5 处理增产效果最佳，T3 处理次之。氮肥对有效穗数及产量的影响最大，磷肥和钾肥对粒重影响较大[9]。本研究相关分析表明不同配方施肥下有效穗、千粒重与产量呈极显著正相关。T5处理更有利于提高水稻有效穗和千粒重达到增产，T3和T4处理有利于提高有效穗达到增产，T2处理有利于提高有效穗、每穗着粒数和千粒重达到增产。配方施肥在减少施肥量的基础上，可有效提高肥料利用率[10-11]。本研究表明，T3 处理更有利于水稻植株茎叶和籽粒氮素和钾素的吸收，T4 和T2 处理更有利于茎叶全磷吸收，T3和T2处理更有利于籽粒全磷吸收。

综上可知，本试验区域水稻田适宜的施肥量为：纯N9.20 kg/667 m2,P2O2.8 kg/667 m2,K2O4.0 kg/667 m2。氮元素较磷、钾而言是当前地力状况下对水稻生长起决定性作用的营养元素。氮钾肥配施更有利于水稻植株茎叶和籽粒氮素和钾素及籽粒钾素的吸收，氮磷肥配施更有利于茎叶全磷吸收。