免耕单季稻施肥技术研究

姜新有，周江明

(浙江省江山市农技推广中心，浙江 江山 324100)

20世纪40年代，随着阔叶杂草除草剂2，4-D的问世，现代免耕农业开始兴起。50年代进入我国，并因其有省工节本、减少水土流失及降低环境污染等优点，在水稻生产上得到快速发展。随即我国很多学者开展了免耕稻的施肥技术研究。钟干清［1］在晚稻上研究了不同施肥方式对免耕稻产量的影响，结果显示采用复合肥料及基肥∶分蘖肥∶穗肥∶粒肥分别占30∶30∶30∶10时产量和经济效益最高。吴建富等［2］通过研究连作免耕抛秧晚稻的氮钾施用技术，认为氮(N)、钾(K2O)肥用量分别为 150 kg·hm－2和 160 kg·hm－2时，免耕抛秧稻的效果最佳。阳小民［3］研究了缓释肥料对免耕直播水稻的影响，认为缓释肥料对单季稻两优培九有减少化肥流失、提高有效分蘖及产量的功效。周晓舟等［4］则研究了免耕稻测土配方施肥的增产效果;秦华东等［5］、梁东方等［6］研究了基肥中化肥的最佳比例等。然而在诸多免耕稻施肥技术研究中，对于氮、磷、钾系统性的优化施肥技术则鲜有报道，免耕稻精确、经济施肥并使免耕稻生产向超高产优质高效转变，是个值得深讨的问题。为此，以2个单季稻为材料，开展了免耕稻氮、磷、钾优化施肥技术研究，旨在为农业生产提供高产节本高效的施肥技术。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2008年在江山市长台镇华丰村(新二优6号)和贺村镇友爱村(两优培九)进行，土质壤土，其理化性状见表1。前茬为油菜。水稻供试品种为当前浙江省推广应用较为普遍的超级稻新二优6号和两优培九，前者属于多粒大粒型，后者为多穗型。肥料以尿素、过磷酸钙和氯化钾作为氮、磷、钾源。

1.2 处理设计

田间试验采用裂区设计，主区为氮和磷，副区为钾肥，均设3个水平。施纯氮(N)为75，150，225 kg·hm－2和 磷(P2O5)45，90，135 kg·hm－2，用N1、N2、N3和P1、P2、P3表 示;施钾(K2O)75，150，225 kg·hm－2，用 K1、K2、K3表示。重复3次，小区面积15 m2，主区各处理随机排列，副区各处理间也随机排列。各小区起埂隔离，埂上覆膜，实行单独排灌水。氮肥的基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为60∶20∶20;磷肥全部用作基肥;钾肥作基肥和表1供试土壤的理化性状穗肥各占50%。

表1 供试土壤的理化性状

2个水稻品种均在5月15－16日播种，6月1日移植，叶龄为3叶，本田移植密度为1.5万穴·hm－2，单本栽插，10月5日(新二优6号)和11日(两优培九)收割。田间管理除移植前用除草剂除草外，其他与常规移植管理相同。

1.3 测定项目与统计分析

水稻成熟收割前1 d取有代表性的植株进行考种，小区实收测产，并取部分样品分析水分折算干谷率。试验数据用 DPS统计分析和 Matlab7.0作图。

2 结果与分析

2.1 产量及产量构成因子

2个水稻品种的试验结果(表2和表3)表明，氮磷钾对免耕单季稻产量及其构成因子有显著的影响。氮肥对单季稻产量及其各产量因子影响均达到极显著水平，其中有效穗随着氮用量的增加而增加，N3最高，平均为216.0万·hm－2，分别比N2和N1增10.8%和32.7%;对穗粒数的影响呈单峰曲线关系，以N2最高，过低的氮肥影响了颖花的发育，造成颖花数量下降，过高的氮肥则因有效穗大幅度的增加而影响了颖花数。氮肥偏高不利于结实率和粒重的提高，过量的氮营养使水稻营养生长过旺，表现出贪青多病、养分转化效率低，使结实率和粒重均呈现下降趋势。氮肥对水稻产量的影响与穗粒数一样，以 N2最高，平均为8 518.8 kg·hm－2，显著高于N1和N3。表明免耕单季稻施氮要适量，过低使有效穗减少，产量下降。过高虽然提高了有效穗数，却使穗粒数、结实率、千粒重下降而减产。

表2 氮、磷、钾对免耕单季稻新二优6号产量及构成因子的影响

表3 氮、磷、钾对免耕单季稻两优培九产量和构成因子的影响

磷肥的增加能极显著提高免耕稻有效穗、穗粒数，这可能和施磷促进氮肥的吸收、增加颖花数有关，其中新二优6号有效穗和穗粒数随着磷用量的增加而增加，两优培九有效穗以P2处理最高。磷对结实率的影响在2个水稻品种中呈相反的关系，这可能和土壤中磷素含量的高低有关，种植两优培九的试验田土壤磷较缺泛，结实率随着施磷量的增加而提高，而种植新二优6号的试验田磷含量丰富，施入磷肥造成有效穗和颖花数过高，而结实率下降。千粒重对磷肥不甚敏感，影响较小。磷肥对产量的影响，主要表现在缺磷造成产量下降，过量施磷对产量也没有显著性影响。试验以P2产量最高，新二优6号和两优培九分别为8 257.1 kg·hm－2和 7 442.5 kg·hm－2，分 别 比 P1增2.3%和3.5%，与P3基本没差异。表明磷肥主要是通过影响有效穗、穗粒数而促进产量的形成。

钾肥对免耕单季稻有效穗的影响没有氮磷大，在低钾条件下(K1、K2)，有效穗没有显著性差异，但过量钾的施入使有效穗下降，这可能钾含量过高，对氮磷吸收产生拮抗作用，使水稻吸收氮磷量减少所致［7－12］;在缺钾田块(两优培九)，施钾对穗粒数无影响，但极显著影响结实率和产量，其中K2、K3处理的结实率和产量显著高于K1。而在不缺钾田块(新二优6号)，过量的钾因对氮磷拮抗造成穗粒数下降，对结实率和产量均无显著影响。由此表明，在缺钾田里，钾肥主要是通过影响有效穗、结实率而影响产量，但在钾含量丰富的田里，施钾无增产效果，说明要重视测土配方施肥技术的应用，减少因盲目施肥造成的化肥浪费。

2.2 产量回归模型

2.2.1 回归模型

以化肥施用量 N(x1)、P2O5(x2)和 K2O(x3)为自变量，以单季稻产量(y)为因变量进行二次多项式回归，得2个水稻品种与氮、磷、钾肥料之间的回归方程。新二优6号:

二优培九:

对该两效应方程进行F检验，P=0.000 1，回归关系均达极显著水平，说明该两方程能够很好的反映施肥量与产量之间的关系，对免耕单季稻产量有良好的预测作用。

进一步对各偏回归系数进行F检验(P=0.1)(表4)，除新二优6号方程中 x3、x32、x1x3、x2x3和二优培九方程中x3、x1x2、x1x3和x2x3系数不显著外，其他均达显著水平。因此，剔除不显著项后，2个拟合方程变为:

2.2.2 主因素分析

3种肥料对免耕单季稻产量的直接影响(表4)，其大小依次为氮、磷、钾。即氮肥的对水稻产量的影响最大，直接通径系数为6.17和6.25，表明氮肥施用量每提高1个标准单位，水稻产量将平均增加6.17和6.25个标准单位;磷肥的通径系数分别为1.31和1.16，对水稻产量的贡献低于氮肥;钾肥对水稻产量的作用最差，每提高一个标准单位，水稻产量仅平均增加0.34和0.67个标准单位，在当前钾肥价格较高的情况下，从经济效益来看，应适当减少钾肥的施用量。

2.2.3 单因子效应

将免耕单季稻回归模型中3个自变量中的任意2个固定在适宜值(中间水平)，也就是 N为150 kg·hm－2、P2O5为 90 kg·hm－2、K2O 为 150 kg·hm－2时，可以得到剩余1个自变量与目标函数的关系，即氮肥、磷肥、钾肥和免耕稻产量关系的单因子效应方程。新二优6号单因子效应方程为:

表4 水稻产量回归方程系数显著性的测验结果

同理，得到氮肥、磷肥、钾肥和两优培九产量的单因子效应方程为:

将各单因子效应方程用Matlab7.0软件绘成图(图1)，可直观看出，氮、磷、钾的产量单因子效应曲线均为开口向下的抛物线，在施肥量较少的情况下，施肥对水稻产量有促进作用，但超过一定施肥量后，产量反而随施肥量增加而下降。氮肥的抛物线上升和下降最为明显，其次为磷肥，钾肥的曲线较平缓，这也从另一方面说明了氮、磷、钾肥对水稻产量的影响度。在本试验条件范围内，各因子效应方程均存在最大值。

新二优6号:

两优培九:

结果表明，免耕单季稻在施肥过程中应该注意肥料的合理施用量，否则将会导致肥料的浪费和经济效益的降低。

图1 氮磷钾养分对单季稻产量的影响

2.2.4 互作效应分析

从表2和表3可看出，试验中氮肥与磷肥、氮肥与钾肥及磷肥与钾肥对单季稻产量的影响存在交互作用，其中新二优6号氮磷和两优培九氮磷、氮钾交互偏回归系数达显著水平以上。说明氮和磷、氮和钾交互效应对免耕稻产量产生显著影响，即在综合施肥条件下，产量的变化，不单纯是各因子单独效应的线性累加，还存在交互效应。分别将产量回归模型中一个因子固定在中间水平，即得另2个因子交互效应方程。新二优6号:

两优培九:y12=1 142.71+75.71 x1+22.63x2－0.23x12－0.093 x22－0.030x1x2;

对产量方程作图(图2－4)可知，各因子交互作用所形成的图是一个抛物面，产量先升高后降低，养分过高过低均不利于产量的提高，它们存在一个理想的互作区间。通过作产量等高线图可知，新二优6号产量大于9 100 kg·hm－2时，氮磷互作区间为 N 146.1～199.8 kg·hm－2、P2O545.0～135.0 kg·hm－2，氮钾互作区间为N 147.6～198.3 kg·hm－2、K2O75.0 ～225.0 kg·hm－2，磷钾互作区间为 P2O579.9～135.0 kg·hm－2、K2O75.0～1 90.1 kg·hm－2。同理，两优培九产量大于8 200 kg·hm－2时，氮磷互作区间为 N 148.5～168.2 kg·hm－2、P2O581.0 ～111.8 kg·hm－2，氮钾互作区间为 N 134.8～184.3 kg·hm－2、K2O 102.4～225.0 kg·hm－2，磷钾互作区间为 P2O561.1～134.0 kg·hm－2、K2O 103.8 ～225.0 kg·hm－2。

图2 氮磷互作对单季稻产量的影响

图3 氮钾互作对单季稻产量的影响

图4 磷钾互作对单季稻产量的影响

2.2.5 利用模型进行决策

统计分析表明，试验中新二优6号最高产量9 060.7 kg·hm－2时 N、P2O5、K2O的用量分别为167.3，96.0，130.8 kg·hm－2，两优培九最高产量为8 450.3 kg·hm－2时 N、P2O5、K2O 的用量分别为 162.2，95.4，168.7 kg·hm－2。利用计算机进行模拟试验，得出了本试验条件下免耕稻新二优6号产量超过9 100 kg·hm－2施肥范围应该 N 147.6 ～ 198.3 kg·hm－2、 P2O579.9 ～ 135 kg·hm－2、K2O 75 ～190.1 kg·hm－2，同理免耕稻两优培九产量超过8 200 kg·hm－2施肥范围应该 N 148.5 ～ 168.2 kg·hm－2、P2O581.0 ～ 111.8 kg·hm－2、K2O 103.8 ～ 225.0 kg·hm－2。建议免耕单季稻施氮量在150～180 kg·hm－2、施磷量在60～110 kg·hm－2、施钾量在 100 ～180 kg·hm－2之间，可根据土壤肥力情况及水稻品种适当增减。

3 小结与讨论

氮、磷、钾是作物生长发育不可缺少的营养元素，对水稻生长发育和产量形成有着显著的影响。试验结果显示，在免耕单季稻施肥上，氮、磷、钾肥对产量均有显著的影响，对产量的增产作用大小依次为氮肥＞磷肥＞钾肥，其中氮肥主要是通过影响有效穗、穗粒数、结实率、千粒重而促进产量的形成，磷肥主要是通过影响有效穗、穗粒数而促进产量的形成，钾肥主要是通过影响有效穗、结实率而促进产量的形成。它们的施用量对产量的影响符合肥料报酬递减率，因此实际栽培中要根据目标产量和地力情况进行平衡施肥，以达节本增效的目的。

试验通过模型优化，免耕稻新二优6号产量超过9 100 kg·hm－2施肥范围应该 N 147.6～198.3 kg·hm－2、P2O579.9 ～ 135 kg·hm－2、K2O 75 ～190.1 kg·hm－2;免耕稻两优培九产量超过8 200 kg·hm－2施 肥 范 围 应 该 N 148.5 ～ 168.2 kg·hm－2、P2O581.0 ～ 111.8 kg·hm－2、 K2O 103.8～225.0 kg·hm－2。面上推荐施氮量 150～180 kg·hm－2、施磷量60 ～110 kg·hm－2、施钾量100～180 kg·hm－2，这与常规翻种水稻提倡施用量 N 90.1～329.9 kg·hm－2、P2O560.1～139.9 kg·hm－2、K2O 105.0 ～ 179.1 kg·hm－2［7－8］并没有很大的差异。

本试验建立的免耕稻产量和施肥模型及由此得出的最佳施肥组合，都是在本试验栽培管理条件下获得的，它们受水稻品种特性、当地气候、土壤肥力及栽培措施等因子的制约，在生产上应用时应根据当地的实际进行调整，以达到最优化施肥。

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