不同水稻土条件下“湘珠牌”水稻专用肥在早稻上的施用效果

张杨珠,肖志鹏,吴名宇,姚 莉,周卫军

(湖南农业大学资源环境学院,长沙 410128)

水稻是湖南第一大作物。自1949年以来,湖南省水稻年播种面积和稻谷总产一直位居全国第一,特别是双季稻生产保持稳步发展,其面积位居全国第一,单产保持前3名[1]。由此可见,水稻生产对于湖南省乃至全国的粮食安全均具有非常重要的意义[2,3]。

施肥是作物增产的重要技术措施之一,在各种技术措施中,其增产贡献率最大。科学的施肥技术应该是根据特定土壤的供肥能力以及特定作物的需肥特性与增产潜力来确定需肥量、肥料种类、施用方法和时期的综合技术体系,是协调土壤供肥与作物需肥之间矛盾的重要技术措施[3,4]。随着人们对身体健康和生活质量的日益关注,对农产品产量和质量的要求也在不断提高,要求农业生产向着高产、低耗、优质、高效的方向发展,对作物施肥技术也提出了更高的要求[4～10]。作物专用配方肥是根据某一作物的需肥规律专门配制生产的含有作物所需的多种大、中、微量营养成分的新型肥料,是实现作物优质高产,生态环境健康,提高肥料利用率,减少养分淋失的有效途径[11～16]。“湘珠牌”水稻专用肥是20世纪80年代后期湖南农业大学与湘珠化工股份有限责任公司合作开发的作物专用肥。进入21世纪后,在原来产品的基础上,对“湘珠牌”水稻专用肥的生产配方进行了优化,并于2007年在湖南省 8种主要成土母质发育的水稻土上布置早稻田间小区试验,探讨新研制的“湘珠牌”水稻专用肥的肥效,以期为“湘珠牌”水稻专用肥的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

供试土壤为湖南省 8种主要成土母质发育的水稻土,它们是宁乡县的河沙泥和红黄泥、醴陵市的麻沙泥、湘潭县的紫泥田、株洲县的黄泥田、祁阳县的灰泥田、祁东县的紫砂泥和南县的紫潮泥。其基本成土条件和肥力性状见表 1。

表 1 供试土壤的基本理化性质

1.2 供试作物

供试作物均为本地区主栽水稻品种,其中,醴陵为威优 227,南县为 T优 207,宁乡县河沙泥上为岳优9113,红黄泥上为两优363,祁阳为淮两优 527,株洲县为威优 46,祁东为金优 207,湘潭为 T优 207。

1.3 施肥处理

在每个试验点上设置4个处理。处理1:空白对照;处理2:施用单质肥料,分别用尿素、磷铵和氯化钾作肥源;处理3:施用洋丰牌复合肥(15-15-15),以磷为基准计算肥料量,不足养分以尿素和氯化钾补充;处理4:施用“湘珠”牌水稻专用肥(12-5-8),以氮和磷为基准计算肥料量,不足养分以磷酸二铵和氯化钾补充。每个处理3次重复,随机区组排列,小区面积为5 m×6 m=30 m2。处理 2、3、4的养分施用量一致,其中N,P2O5,K2O用量分别为每公顷150,75,150 kg。所有肥料作基肥于插秧前一次施入。

1.4 测定项目

于试验前采集每个试验田耕层混合样,早稻收获后采集每个试验不同处理耕层混合土样,分析测定土壤各种有效养分的含量。水稻生长期间,于水稻栽插后的第 5天开始,每隔3 d观测水稻的分蘖数、株高等生长发育指标;收获前采集每小区水稻5株,考察经济性状,并采样测定稻草和稻谷的养分含量,根据施肥处理和无肥处理的产量和稻谷、稻草的养分含量计算不同处理水稻的养分吸收量,以无肥处理水稻的养分吸收量为土壤供肥量,计算肥料养分的利用率。

1.5 测定方法

供试土壤的主要肥力指标按以下方法进行测定分析:土壤水分:烘干法;有机质:重铬酸钾容量法—外加热法;全氮:凯氏蒸馏法;全磷:NaOH熔融—— 钼锑抗比色法;全钾:NaOH熔融——火焰光度法;有效氮:1.0 mol/L NaOH水解——碱解扩散法;有效磷:0.5 mol/L NaHCO3提取——钼锑抗比色法;速效钾:N H4OAc浸提—— 火焰光度法;缓效钾:1.0 mol/L热HNO3浸提——火焰光度法。

植株样品测定方法:全氮:硫酸-加速剂消煮——凯氏蒸馏法;全磷:硫酸-加速剂消煮——钼锑抗比色法;全钾硫酸-加速剂消煮——火焰光度法。

2 结果与分析

2.1 供试土壤的地力产量与施肥处理的增产效应

由表2可知,施肥对水稻都有明显的增产效果。不同土壤条件下各施肥处理 (处理 2、3、4)的产量都与处理 1(CK)的产量达到极显著差异。不同施肥处理之间也存在着一定的差异,但不同土壤条件下差异不同:8种土壤条件下各处理的水稻产量均以处理 4最高,其中,醴陵的麻沙泥处理 4与处理 2差异达极显著水平。株洲县的黄泥田、祁东县的紫砂泥田和南县的紫潮泥处理4与处理2差异达显著水平。醴陵的麻沙泥和湘潭的紫泥田处理4与处理3差异也达显著水平。其他各土壤条件下处理2、3、4之间产量差异未达显著水平。8个点的平均产量也以处理4最高,处理1最低。就不同处理的增产效果而言,处理 4比处理 1平均增产 2 887 kg/hm2,平均增幅达到75.52%,比处理2平均增产495 kg/hm2,增幅达到 7.96%,比处理 3平均增产 323 kg/hm2,增幅为 5.05%。由此可以看出,湘珠牌水稻专用配方肥(处理4)由于实施了科学配方和加工,肥料中养分含量适中,配比合理,并能缓慢释放,能较好地满足水稻生育对养分的需求,所以,施用后增产效果最好。洋丰牌复合肥虽然其 N、P养分含量高,为优质肥料,但因其养分含量与水稻对养分的需求比例不合适,还要另外添加不同数量的其它同养分,加之价格昂贵,虽然产量与湘珠牌水稻专用配方肥相差不大,但其经济效益肯定要比湘珠牌水稻专用配方肥处理差。

表2 各试验点不同处理的稻谷产量(kg/hm2)

2.2 不同处理对水稻经济性状的影响

由表 3可知,在黄泥田条件下,3个施肥处理与不施肥相比,株高、有效穗数、每穗粒数和实粒数均增加,其中株高和有效穗数均以湘珠牌专用肥处理最高,而每穗粒数和实粒数则以洋丰牌复合肥处理最高,结实率以不施肥处理最高,但理论产量由高到低依次分别是湘珠牌专用肥、洋丰牌复合肥、单质肥和不施肥处理,与实际产量结果一致。

表 3 黄泥田条件下不同处理水稻的经济性状考察结果(株洲)

表 4结果表明,在麻沙泥条件下,湘珠牌水稻专用肥处理水稻有效穗数和每穗实粒数均显著高于其它处理,其它经济性状也与高浓度复合肥处理不相上下,而明显高于单质肥和不施肥处理,因而其理论产量也明显高于其它各处理,与黄泥田上的试验结果基本一致,也与实际产量结果一致。

表 4 麻沙泥条件下不同处理水稻的经济性状(醴陵)

表 5结果表明,无论在河沙田条件下,还是在红黄 泥田条件下,湘珠牌水稻专用肥处理的有效穗数和每穗的总粒数与实粒数均显著高于其他 2个施肥处理,其他指标也稍好于其他 2个施肥处理或与之相当,因而理论产量也以湘珠牌水稻专用肥处理最高,显著高于其他施肥处理。

由表6可知,在灰泥田条件下,湘珠肥处理主要是增加了水稻株高和有效穗数,其他经济性状与其他施肥处理相当,因而各处理水稻的理论产量也以湘珠牌水稻专用肥处理最高,与上述结果一致。

以上结果说明,湘珠牌水稻专用肥由于养分配比合理和有效性高,且具有缓释性,较好地满足了水稻的营养需求,从而促进了水稻的生长发育,普遍增加水稻的株高、有效穗数与每穗实粒数,从而使水稻增产。

表 5 河沙田和红黄泥条件下不同处理水稻的经济性状(宁乡)

表 6 灰泥田条件下不同处理水稻的经济性状(祁阳)

2.3 水稻对养分的吸收及对肥料养分的利用率

从表 7可以看出,不同处理水稻对氮的吸收量除紫泥田上以高浓度复合肥处理最高、紫潮泥上高浓度复合肥与湘珠牌水稻专用肥处理相当外,其他土壤条件下都以湘珠牌水稻专用肥处理最高,8个试验点处理 4水稻的平均吸氮量也以湘珠牌水稻专用肥处理最高。不同处理水稻对磷的吸收量除紫潮泥和灰泥田外,其他土壤条件下也都以湘珠牌水稻专用肥处理最高,8个试验点不同处理水稻的平均吸磷量也以湘珠牌水稻专用肥处理最高。不同处理水稻对钾的吸收量除紫潮泥和紫泥田外,其他土壤条件下也都以湘珠牌水稻专用肥处理最高,8个试验点不同处理水稻的平均吸钾量也以湘珠牌水稻专用肥处理最高。由此可见,湘珠牌水稻专用肥处理水稻对肥料的氮、磷、钾利用率均为最高,比单质肥处理分别提高 6.8%,4.5%和10.7%,比高浓度复合肥处理分别提高4.6%,2.0%和6.3%。由此可见,湘珠牌水稻专用肥由于优化了其养分配方,不仅依据水稻对养分的需求规律合理配置了 N,P,K等大量养分,还通过添加养分载体的方式补充了硅、钙、镁等中量养分和铁、锰、铜、锌等微量养分,较好地满足了水稻的营养需求。另外,由于湘珠牌水稻专用肥中的养分载体具有一定的养分缓释作用,能较好地满足水稻的吸肥规律,不仅使水稻增产,还提高了水稻对肥料养分的利用率。

2.4 不同处理对土壤有效养分的影响

由表8可以看出,在不同水稻土条件下,各施肥处理对早稻收获后土壤不同有效养分的影响不同。总的来说,无论在哪一种土壤条件下,试验后土壤速效钾含量除麻沙泥上升外均较试验前下降,其中以红黄泥下降最明显,其次是河沙泥;土壤碱解氮含量也是大部分下降,其中灰泥田、河沙泥、麻沙泥和红黄泥普遍下降明显;而土壤有效磷含量普遍上升,尤以高浓度复合肥处理上升幅度最大,仅个别土壤条件下无肥对照和湘珠牌水稻专用肥处理土壤有效磷含量下降。就不同处理而言,大部分土壤条件下,试验后以无肥处理土壤有效养分含量最低,其次是湘珠水稻专用肥处理,以高浓度复合肥处理最高,其原因可能与湘珠水稻专用肥具有一定的缓释性,又能满足水稻的营养需求,因而对作物的有效性高,被水稻吸收的比例较高。以上结果也可以作为确定不同土壤条件下水稻施肥方案以及分区确定水稻专用肥配方的参考依据。例如,在供试土壤条件下,目前可以适当降低磷肥的施用量,在麻沙泥条件下,可以适当降低钾肥施用量,而在其他土壤条件下则应视土壤供钾能力适当增加钾肥施用量,大部分土壤条件下均应适当增加氮肥施用量。

表7 不同处理水稻对肥料养分的吸收量及利用率

3 结 论

(1)供试土壤条件下各施肥处理对水稻都有明显增产效果,但不同土壤条件与不同施肥处理之间均存在一定差异。各供试土壤条件下均以湘珠牌水稻专用配方肥处理水稻产量最高,8个点的水稻平均产量也以湘珠牌水稻专用肥处理最高。湘珠牌水稻专用肥处理比无肥处理平均增产 75.5%,比单质肥处理增产7.96%,比高浓度复合肥处理增产5.05%。其增产的主要机理是湘珠牌水稻专用肥养分配比合理和有效性高,且具有缓释性,较好地满足了水稻的营养需求,促进了水稻的生长发育,能普遍增加水稻的株高、有效穗数、每穗实粒数与结实率。

(2)除个别试验点外,水稻对氮、磷、钾的吸收量以及对肥料养分的利用率均以湘珠牌水稻专用肥处理最高,8个试验点水稻对氮、磷、钾的平均吸收量和对肥料养分的平均利用率也以湘珠牌水稻专用肥处理最高。湘珠牌水稻专用肥处理水稻对肥料的氮、磷、钾利用率比单质肥处理分别提高6.8%,4.5%和10.7%,比高浓度复合肥处理分别提高 4.6%,2.0%和 6.3%。

(3)供试土壤条件下,试验后土壤碱解氮和速效钾含量均较试验前下降,而土壤有效磷含量普遍上升,仅个别土壤条件下无肥处理和湘珠牌水稻专用肥处理土壤有效磷含量下降。在供试土壤条件下,目前可以适当降低磷肥的施用量,在麻沙泥条件下,可以适当降低钾肥施用量,而在其他土壤条件下则应视土壤供钾能力适当增加钾肥施用量,大部分土壤条件下均应适当增加氮肥施用量。

表 8 试验后各处理土壤有效NPK含量(mg/kg)

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