上杭縣低山丘陵地區黃泥田晚稻施肥效應

張明來

（福建省上杭縣土壤肥料技術站，福建上杭364200）

長期以來，中國普遍以較高的化肥投入來維持水稻高產，由此帶來的化肥效率下降引起了國內外廣泛關注。相比1978年，2013年的化肥施用量增加約5.4倍［1］，但作物產量相對于化肥過量投入響應不顯著［2］，直至2016年全國實施化肥減量增效措施，化肥施用量開始回落［3］。其中平衡施肥是水稻化肥減量增效的重要舉措［4］。因此，弄清楚平衡施肥如何影響水稻產量和化肥利用率，有利于水稻化肥減施增效。福建省上杭縣是農業大縣、產糧大縣，水稻是上杭縣主栽農作物。上杭縣稻田土壤為典型的低山丘陵黃泥田，面積達10 542 hm2，占全縣水稻面積的40.8%。但是當地水稻生產過程中習慣過量施用氮、磷、鉀肥，造成肥料利用率偏低。這不僅增加水稻生產的肥料成本，也增加了稻田面源污染的潛在風險。為改善這種習慣施肥狀況，2020年在上杭縣開展了晚稻氮、磷、鉀肥利用率試驗，旨在確定晚稻氮、磷、鉀肥的較佳施肥方案，為上杭縣的黃泥田土壤類型晚稻種植科學施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地點位于上杭縣官莊鄉回龍村，東經116°34′、北緯25°35′，海拔461 m；土壤類型為黃泥田，成土母質為沖積坡積物，土壤質地為中壤，前季作物為早稻。試驗前采集基礎土樣的主要養分 性狀如表1所示。

1.2 供試材料

供試肥料：尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%）。稻稈腐熟劑含有效活菌數≥0.5億，由廣西鴻生源環?？萍加邢薰咎峁?。水稻品種荃優822。

1.3 試驗設計

試驗設處理1無氮區（N0P2K2）、處理2無磷區（N2P0K2）、處理3無鉀區（N2P2K0）和處理4平衡施肥區（N2P2K2）等4個處理，3次重復，田間隨機排列，小區面積20 m2（5 m×4 m）。平衡施肥處理（N2P2K2）的施肥比例為N∶P2O5∶K2O＝1∶0.36∶0.82，各處理的設置和施肥量見表2。施肥方法：磷肥全部作基肥，氮鉀肥分基肥和插后10 d分蘗肥各占40%、穗肥20%。

表2 試驗各處理施肥量

1.4 小區布置

小區間筑小田埂25 cm（寬）×25 cm（高）。重復間留農事操作溝，溝寬0.5 m，用農膜入土包裹小田埂圍肥水，各小區對角設單獨進出水口，單排單灌。四周保留寬1.5 m做保護行。

1.5 農事操作

2020年7月19 日早稻收割，全喂式收割機粉碎稻草全量還田，每667m2撒施2.5 kg腐熟劑，淺水浸漚7 d；7月26日農扶拖拉機旋耕整地溶田，7月27—28日筑小田埂圍肥水；7月2日播種，7月29日施基肥，機插秧，每667m2栽植1.12萬叢，叢插2粒谷，專人插秧保證基本苗數和深度一致；8月8日噴施阿維菌素（所有病蟲害無人機防治）；8月9日施分蘗肥，其中氮肥40%、鉀肥40%；8月23日噴施三環唑；8月30日施穗肥，其中氮肥20%、鉀肥20%；9月11日噴施三環唑。11月5日實割測產，實割前各小區隨機取20叢調查有效穗數，采集5叢考察每穗粒數、結實率及千粒重。小區產量單收單計，各小區分別取2.5 kg濕谷晾曬干后計算曬干率，最后計算各小區干谷產量。

1.6 采樣與養分測定

試驗前采集基礎土樣，試驗結束后采集各小區土樣。每個采樣分點的取土深度和采樣量、上下層的比例保持一致，采樣深度為0～18 cm，梅花形多點混合，四分法取混合樣1 kg，剔除草根等雜物。風干后的土樣按分析項目要求分別研磨過篩，其中用于堿解氮、有效磷、速效鉀測定的土樣過2.0 mm篩，有機質測定的過0.25 mm篩，充分混勻后，裝入樣品瓶中備用。

采用電位法測定基礎土樣懸液的pH，重鉻酸鉀容量法—外加熱法測定土壤中有機質，堿解氮的測定采用堿解擴散法，全磷采用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法，有效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸氫鈉浸提—火焰光度法［5］。

植株養分含量的測定：收獲時取稻谷和稻草鮮樣各1 kg在105℃下殺青30 min，在75℃下48 h烘干至恒重，備用。樣品冷卻后用磨樣機磨碎，過0.5 mm篩，樣品制備量不少于100 g。經濃H2SO4和H2O2消煮，有機物被氧化分解，有機氮和磷轉化成銨鹽和磷酸鹽，鉀也全部釋出。消煮液經定溶后，用于全氮、全磷、全鉀含量的測定。全氮采用蒸餾滴定法測定，全磷采用鉬銻抗比色法測定，全鉀采用火焰光度法測定［6］。

1.7 數據分析

采用Excel2007和DPS7.5軟件進行數據處理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對晚稻產量構成因素的影響

表3結果顯示，不同施肥處理對晚稻產量構成因素的影響較大。與平衡施肥（N2P2K2）處理相比，無氮處理、無磷處理和無鉀處理株高分別降低9 cm、3 cm和1 cm，每667m2有效穗數分別減少3.5萬、1.8萬和0.5萬，每穗粒數分別減少32粒、18粒和13粒，結實率分別降低6個百分點、3個百分點和2個百分點，千粒重分別降低1.3 g、0.7 g和0.5 g。由此可見，缺氮、缺磷、缺鉀在一定程度上會降低上杭丘陵地區黃泥田晚稻的有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重。

表3 不同施肥處理對水稻農藝性狀的影響

2.2 不同施肥處理對水稻產量的影響

各施肥處理測產結果（表4）表明，產量最高的處理為平衡施肥（N2P2K2），其次為無鉀（N2P2K0），第3為無磷（N2P0K2），無氮（N0P2K2）處理產量最低。新復極差測驗統計分析結果顯示，平衡施肥處理、缺鉀處理、缺磷處理產量均與缺氮處理的差異達到極顯著水平，說明施用氮肥對提高水稻產量至關重要。平衡施肥、缺鉀、缺磷這3個處理的產量雖有所不同，但處理間的差異均不顯著，說明在供試土壤條件下施磷鉀肥對產量的影響不明顯。

表4 各處理晚稻實割稻谷和稻稈產量

2.3 不同施肥處理對晚稻經濟效益的影響

從不同施肥處理對晚稻經濟效益的計算結果（表5）看出，處理1、2、3、4稻谷產量和產值依次遞增，與平衡施肥（N2P2K2）處理相比，3個缺素處理肥料成本均有減少，處理1、2每667m2收益分別減少227元、25元，而處理3的每667m2收益最高，比處理4增收28元。

表5 各處理水稻收益比較

2.4 肥料利用率分析

2.4.1 氮肥利用率 植株氮素吸收及氮肥利用率（表6）結果表明，以水稻籽粒產量、稻稈產量以及植株全氮化驗結果數據和單位產量養分吸收量為參數，按“肥料利用率=（平衡施肥處理籽粒產量×籽粒氮素吸收量+平衡施肥處理秸稈產量×秸稈氮素吸收量-缺氮處理籽粒產量×籽粒氮素吸收量+缺氮處理秸稈產量×秸稈氮素吸收量）/氮肥施用量×100%”公式計算，得到氮肥利用率為40.09%。

表6 植株氮素吸收及氮肥利用率

2.4.2 磷肥利用率 植株磷素吸收及磷肥利用率結果顯示，以水稻籽粒產量、莖葉產量以及磷化驗結果數據和單位產量養分吸收量為依據，按“肥料利用率=（平衡施肥處理籽粒產量×籽粒磷素吸收量+平衡施肥處理秸稈產量×秸稈磷素吸收量-缺磷處理籽粒產量×籽粒吸收量+缺磷處理秸稈產量×秸稈磷素吸收量）/磷肥施用量×100%”公式計算，磷肥利用率結果為13.98%（表7）。

表7 植株磷素吸收及磷肥利用率

2.4.3 鉀肥利用率 根據水稻籽粒產量、莖葉產量以及植株全鉀化驗結果數據和單位產量養分吸收量計算鉀肥利用率（表8），按“鉀肥利用率=（平衡施肥處理籽粒產量×籽粒鉀素養分吸引量+平衡施肥處理秸稈產量×秸稈鉀素養分吸收量-缺鉀處理籽粒產量×籽粒鉀素吸收量+缺鉀處理秸稈產量×秸稈鉀素吸收量）/鉀肥施用量×100%” 計算，鉀肥利用率為44.26%。

表8 植株鉀素吸收及鉀肥利用率

3 結論與討論

相對于無氮或無磷或無鉀處理而言，上杭縣黃泥田晚稻平衡施肥處理均有較高的產量、有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重。在試驗條件下，三大營養元素的施肥效應為氮肥＞鉀肥＞磷肥，氮、磷、鉀肥利用率分別為40.09%、13.98%、44.26%。說明肥料利用率除磷肥外已達到較高水平。當然氣候環境因素對肥料利用率影響亦不可忽視，繼續提高肥料利用率需重視增加有機物質投入，如增施有機肥、種植綠肥等，推廣緩釋肥，不斷優化施肥結構和方式。

黃泥田是一種滲育型水稻土，廣泛分布于南方低山丘陵地區，土壤磷、鉀養分缺乏，屬于中低產田［7］。本試驗結果表明，平衡施肥（N2P2K2）處理條件下黃泥田的晚稻籽粒產量均不同程度高于不施氮、不施磷和不施鉀處理。同時，根據試驗前供試土壤理化性狀化驗結果，堿解氮、有效磷、速效鉀缺乏也會降低水稻每穗粒數、結實率、千粒重及有效穗數，進而影響水稻產量。在福建省閩侯縣灰泥田試驗也有類似發現，缺氮、缺磷、缺鉀處理比平衡施肥處理降低了水稻結實率、千粒重和有效穗等主要產量構成指標值［4］。研究結果顯示，N2P2K2處理氮、磷、鉀肥利用率分別為40%、14%和44%。根據《中國三大糧食作物肥料利用率研究報告》可知，中國水稻氮、磷、鉀利用率分別為35%、25%及41%。因此，試驗區平衡施肥處理黃泥田水稻氮、磷肥尤其是磷肥利用率偏低，說明磷肥利用率提升潛力大。這是由于黃泥田土壤屬于紅壤性水稻土，土壤磷易被鐵、鋁固定，形成難溶性磷酸鹽，造成作物磷利用率低［8］。在閩侯縣灰泥田水稻氮、磷、鉀肥利用率分別為39%、16%和46%，與供試黃泥田水稻接近［4］。然而，王飛等（2019）研究表明，等量施肥條件下黃泥田水稻氮肥利用率比灰泥田低5%［9］。這種矛盾的結論可能與供試水稻品種有關。同時，因本試驗水稻肥料利用率研究結果僅為開展1 a的試驗數據，尚不能精確反映上杭縣黃泥田的水稻肥料利用率，需要在上杭縣進行多年多點多品種水稻的田間試驗求證。