氮、磷、钾肥不同施用量对水稻产量的影响研究

郑运章　邸云飞　胡宏祥

摘 要：采用“3414”试验设计，在大田试验条件下研究了氮、磷、钾肥对水稻产量的影响，并探讨了各种肥料间的互作效应。结果表明，氮、磷、钾肥的施用均可以显著提高水稻产量，且各种肥料配比的增产效果显著优于任一肥料配施。氮、磷、钾肥两两互作对水稻产量均有极显著的影响，当肥料用量处于低中水平时，互作效应均表现为协同促进作用，肥料用量超过一定水平后则表现为拮抗作用。对水稻氮、磷、钾养分吸收影响最大的交互作用分别是氮钾、氮磷和磷钾互作。总体来看，肥料对水稻生长的影响是多方面的，肥料用量及配比应在综合考虑水稻产量及肥料利用率的基础上确定。

关键词：水稻；氮磷钾肥；互作效应；产量

中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）07-77-05

水稻产量受品种、环境条件和遗传特性的综合影响，在诸多环境因子中，其中肥料是重要影响因素之一。氮、磷、钾是水稻正常生长的三大必需营养元素，三者之间存在复杂的交互作用。近年来，由于高产品种推广及肥料大量施用，稻谷产量大幅度提升[1]，肥料利用率呈现出下降趋势[2]，对环境也造成一定的污染。因此，如何通过合理调整氮、磷、钾肥用量及配比来实现水稻产量及肥料利用率的同步提高是目前急需解决的问题。

长期以来，国内外在施肥对水稻产量、养分吸收利用及品质的影响方面进行了大量研究。其中，氮肥方面开展的研究相对较多，如张洪程[3]等、徐春梅[4]等和刘代银[5]等就不同氮肥用量对水稻产量及吸氮特性的影响进行了探讨，发现产量及氮肥利用率均随施氮量的增加呈先增加后下降的趋势。黄进宝[4]等和Ohnishi[6]等则着重研究了不同土壤及氮肥管理条件下氮肥的吸收利用率、农学利用率及生理利用率。磷肥方面的研究较少，且大多没有对产量及肥料利用率进行综合研究。如郭再华[7]等只分析了供磷水平对水稻生长及磷素吸收的影响；郝虎林[8]等只分析了施磷对糙米品质的影响。钾肥方面，王强盛[9]等以2个品种为材料分析了钾肥用量对水稻产量及钾素积累利用的影响，发现在一定范围内增施钾肥可以提高产量，改善碾米、外观及蒸煮食味品质，并能提高钾肥的生理效率和农艺效率。氮、磷、钾肥配施方面的文献较多，并探讨了施肥对水稻产量或肥料利用率的影响[10-12]。总体来看，关于施肥对水稻产量及肥料综合利用的影响研究主要集中在氮肥方面，在磷、钾肥方面的研究较少，涉及氮磷钾交互作用的研究也较缺乏。因此，很难为水稻的优质高产制定合理的施肥配比。

自2005年启动“测土配方施肥”项目以来，全国几乎所有种植水稻的农业县均布置了“3414”肥料试验，且已有大量研究成果发表。不过，大部分研究都集中在氮、磷、钾肥的产量效应及推荐施肥方面[13-15]，极少涉及氮、磷、钾肥间的互作效应。为此，通过布置“3414”田间试验研究了氮、磷、钾肥对水稻产量及肥料相互作用的影响。探讨了氮、磷、钾肥互作对产量及养分相互作用的影响，旨在为高产水稻的合理施肥提供理论基础，同时为“3414”试验数据的归纳总结提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料 试验在安徽省大圹圩农场开展，此农场地处皖东高邮湖畔西岸，离天长市区11km、距历史名城扬州市66km、南京市100km。农场土地集中连片，条田排列整齐，无工业污染源，水稻生产水源独立，有自然的防护隔离网，利于水稻防杂保纯。供试水稻为皖稻68，试验小区长8.4m，宽2.4m，面积20.16m2，收获时每小区都去端行，实际小区计产面积12.6m2。试验于2013年5月27日播种，秧盘旱育秧，6月17日移栽，7月15日和7月26日分2次搁田，10月25日收割。化除及防病治虫等管理措施同其它大田管理，试验过程中基本上无草害和病虫危害。

1.2 试验设计 试验设计采用二次回归最优设计中的“3414”方案，设氮、磷、钾3个因素，各因素设个4水平，共14个处理。分别为：（1）N0P0K0；（2）N0P2K2；（3）N1P2K2；（4）N2P0K2；（5）N2P1K2；（6）N2P2K2；（7）N2P3K2；（8）N2P2K0；（9）N2P2K1；（10）N2P2K3；（11）N3P2K2；（12）N1P1K2；（13）N1P2K1；（14）N2P1K1。其中N0、N1、N2、N3表示氮肥（折合尿素计算）的用量为0、8、16、24kg/667m2；P0、P1、P2、P3表示氮肥（折合P2O5计算）的用量为0、2.4、4.8、7.2kg/667m2；K0、K1、K2、K3表示氮肥（折合K2O计算）的用量为0、3.75、7.5、11.25kg/667m2。

氮肥用尿素（含N 46%），含磷肥用过磷酸钙（含P2O5 12%），含钾肥用氯化钾含（含K2O 60%）。其中氮肥40%作基肥，30%作促蘖肥，30%作拔节孕穗肥，磷、钾肥全部作基肥。试验小区计产面积12.6m2，重复3次，随机区组排列。田间管理按照常规栽培技术要求进行。

2 结果与分析

2.1 在任意2种变量相同水平下，单一变量对水稻产量的影响

2.1.1 在P2K2水平为基础的氮肥效应 由图1可以看出，各施肥处理的稻田稻谷产量均高于对照（N0P0K0），在P2K2的基础上，氮肥使用量的增加使水稻产量实现先上升后略下降的趋势。由此可见，随着氮肥的大量施用可以使水稻产量增加，达到一定用量后对水稻的生长产生了一定的抑制作用，也可以说增加了水稻秸秆的生长，从而导致水稻产量的下降。同时，肥料的大量施用也对环境造成了一定的污染，对河流、地下水及饮用水等造成了污染，也加重了经济负担，造成了不必要的经济损失。所以，合理的施用肥料就变成了必要的研究，通过有效的研究可以充分证实最合理的施肥技术。

2.2.2 在以P2水平为基础的氮、磷二元二次肥效应 由图5可以看出，各施肥处理的水稻产量均高于对照处理（N0P0K0），在P2处理的基础上，随着N、K肥料的施用，水稻的产量表现出先增加后略微下降的趋势，试验处理N1P2K1和N2P2K1的产量分别为493.47kg/667m2和568.43kg/667m2，相互之间的产量相差非常明显，产量的上升趋势较为显著，方差分析（表5）显示具有明显的差异性；试验处理N2P2K3和N3P2K2的产量分别为554.2kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之间的产量具有明显的下降趋势，同时，方差分析（表5）却没有明显的差异性；试验处理N1P2K1和N3P2K2的产量分别493.47kg/667m2和533.42kg/667m2，结果显示氮、钾肥施肥量增加能够使产量上升，而2个处理的产量均低于处理N2P2K2的574.25kg/667m2。这表明随着氮肥的大量施用会对产量产生一定的负效应，但是氮肥对产量的增加具有显著的增产效应。试验处理N1P2K1产量明显比N3P2K2的少，所以，在试验处理过程中氮肥的增产效应明显大于钾肥。endprint

2.2.3在以K2水平为基础的氮、磷二元二次肥效应 由图6可以看出，各施肥处理的水稻产量均高于对照处理（N0P0K0），在K2处理的基础上，随着N、P肥料的施用，水稻的产量表现出先增加后略微下降的的趋势，试验处理N1P1K2和N2P2K2的产量分别为561.82kg/667m2和574.25kg/667m2，相互之间的产量相差不是非常明显，但具有一定的上升趋势，方差分析（表6）表明处理间具有明显的差异性；试验处理N2P3K2和N3P2K2的产量分别为552.03kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之间的产量具有明显的下降趋势，同时，方差分析（表6）也显示没有明显的差异性；试验处理N1P1K2和N2P3K2的产量分别为524.51kg/667m2和552.03kg/667m2，结果显示增加氮、磷肥施肥量能够使产量上升，而2个处理的产量均低于处理N2P2K2的574.25kg/667m2。这表明随着磷肥的大量施用会对产量产生一定的负效应，但是试验处理N1P1K2的产量明显比N2P3K2增加得多，可以表明在试验处理过程中氮肥的增产效应明显大于磷肥。

通过上述的论述可以明显看出，氮、磷、钾及其交互作用对水稻产量的影响均到达极显著水平。对水稻产量来说，单因子的影响为N>K>P；双因素互作的影响为NK>PK>NP。表明肥料用量单位是影响水稻产量的主导因子，磷肥主效应的影响虽然相对较低，但是磷肥与另外2种肥料的互作效应较高。

3 小结和讨论

（1）大量研究表明，氮、磷、钾肥的互作对作物产量具有显著影响[17]，且氮磷、氮钾和磷钾的互作效应各不相同。本研究发现当钾水平较低时，氮水平太高会导致水稻减产，而当钾水平较高时，氮水平在一定范围内越高产量越高。王峰等[18]通过对玉米的研究发现磷、钾肥的交互作用并不明显，钾肥对磷肥只是起辅助作用，磷水平较高时增施钾肥对产量影响不大。在本试验条件下，N、P、K肥配合施用对水稻产量有显著影响，氮肥仍是影响产量的主要因子。NK肥、PK肥有正交互效应，而NP肥交互效应不明显。P、K单因素效应不显著，这可能与本试验地P、K含量水平较高有关。随着施N量的增加，增施P、K肥产量虽有所增加但不显著，单施N、P、K特别是过量施用，都不利于产量的提高。

（2）本试验过程中，水稻分蘖期遇连续阴雨天气，气温偏低，光照较往年少，后期灌浆遇低温，因此，此次试验并不能代表常年水平。

（3）大圹圩农场磷肥用的是磷酸二胺，此次试验磷肥用的是过磷酸钙，若在今后的配方配肥过程中，用此次试验所得的过磷酸钙的P2O5利用率来计算磷酸二铵用量值得商榷。

参考文献

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[6]Ohnishi M，Horie T.Homma K.et a1.Nitrogen management and cultivar effects on rice yield and nitrogen use efficiency in Northeast Thailand[J].Field Crops Res，1999，64：109-120.

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[8]郭冉华，贺屯源，徐才国.磷水平对不同磷效率水稻乍长及磷、锌养分吸收的影响[J].中国水稻科学，2005，19（4）：355-360.

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[15]尹雪红，庄海，哈新芳.水稻“3414”平衡施肥试验研究[J].宁夏农林科技，2007（4）：28-29.

[16]刘国顺，陈义强，乇芳，等.氮磷钾肥及水分因子对烤烟叶片叶黄素的综合影响[J].作物学报，2008，34（4）：690-699.

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[18]王峰，王顺霞，王占军，等.不同施肥水平与组合对玉米生产性能的影响研究[J].干旱区资源与环境，2005，19（4）：167-171.

（责编：施婷婷）endprint

2.2.3在以K2水平为基础的氮、磷二元二次肥效应 由图6可以看出，各施肥处理的水稻产量均高于对照处理（N0P0K0），在K2处理的基础上，随着N、P肥料的施用，水稻的产量表现出先增加后略微下降的的趋势，试验处理N1P1K2和N2P2K2的产量分别为561.82kg/667m2和574.25kg/667m2，相互之间的产量相差不是非常明显，但具有一定的上升趋势，方差分析（表6）表明处理间具有明显的差异性；试验处理N2P3K2和N3P2K2的产量分别为552.03kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之间的产量具有明显的下降趋势，同时，方差分析（表6）也显示没有明显的差异性；试验处理N1P1K2和N2P3K2的产量分别为524.51kg/667m2和552.03kg/667m2，结果显示增加氮、磷肥施肥量能够使产量上升，而2个处理的产量均低于处理N2P2K2的574.25kg/667m2。这表明随着磷肥的大量施用会对产量产生一定的负效应，但是试验处理N1P1K2的产量明显比N2P3K2增加得多，可以表明在试验处理过程中氮肥的增产效应明显大于磷肥。

通过上述的论述可以明显看出，氮、磷、钾及其交互作用对水稻产量的影响均到达极显著水平。对水稻产量来说，单因子的影响为N>K>P；双因素互作的影响为NK>PK>NP。表明肥料用量单位是影响水稻产量的主导因子，磷肥主效应的影响虽然相对较低，但是磷肥与另外2种肥料的互作效应较高。

3 小结和讨论

（1）大量研究表明，氮、磷、钾肥的互作对作物产量具有显著影响[17]，且氮磷、氮钾和磷钾的互作效应各不相同。本研究发现当钾水平较低时，氮水平太高会导致水稻减产，而当钾水平较高时，氮水平在一定范围内越高产量越高。王峰等[18]通过对玉米的研究发现磷、钾肥的交互作用并不明显，钾肥对磷肥只是起辅助作用，磷水平较高时增施钾肥对产量影响不大。在本试验条件下，N、P、K肥配合施用对水稻产量有显著影响，氮肥仍是影响产量的主要因子。NK肥、PK肥有正交互效应，而NP肥交互效应不明显。P、K单因素效应不显著，这可能与本试验地P、K含量水平较高有关。随着施N量的增加，增施P、K肥产量虽有所增加但不显著，单施N、P、K特别是过量施用，都不利于产量的提高。

（2）本试验过程中，水稻分蘖期遇连续阴雨天气，气温偏低，光照较往年少，后期灌浆遇低温，因此，此次试验并不能代表常年水平。

（3）大圹圩农场磷肥用的是磷酸二胺，此次试验磷肥用的是过磷酸钙，若在今后的配方配肥过程中，用此次试验所得的过磷酸钙的P2O5利用率来计算磷酸二铵用量值得商榷。

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[18]王峰，王顺霞，王占军，等.不同施肥水平与组合对玉米生产性能的影响研究[J].干旱区资源与环境，2005，19（4）：167-171.

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2.2.3在以K2水平为基础的氮、磷二元二次肥效应 由图6可以看出，各施肥处理的水稻产量均高于对照处理（N0P0K0），在K2处理的基础上，随着N、P肥料的施用，水稻的产量表现出先增加后略微下降的的趋势，试验处理N1P1K2和N2P2K2的产量分别为561.82kg/667m2和574.25kg/667m2，相互之间的产量相差不是非常明显，但具有一定的上升趋势，方差分析（表6）表明处理间具有明显的差异性；试验处理N2P3K2和N3P2K2的产量分别为552.03kg/667m2和533.42kg/667m2，相互之间的产量具有明显的下降趋势，同时，方差分析（表6）也显示没有明显的差异性；试验处理N1P1K2和N2P3K2的产量分别为524.51kg/667m2和552.03kg/667m2，结果显示增加氮、磷肥施肥量能够使产量上升，而2个处理的产量均低于处理N2P2K2的574.25kg/667m2。这表明随着磷肥的大量施用会对产量产生一定的负效应，但是试验处理N1P1K2的产量明显比N2P3K2增加得多，可以表明在试验处理过程中氮肥的增产效应明显大于磷肥。

通过上述的论述可以明显看出，氮、磷、钾及其交互作用对水稻产量的影响均到达极显著水平。对水稻产量来说，单因子的影响为N>K>P；双因素互作的影响为NK>PK>NP。表明肥料用量单位是影响水稻产量的主导因子，磷肥主效应的影响虽然相对较低，但是磷肥与另外2种肥料的互作效应较高。

3 小结和讨论

（1）大量研究表明，氮、磷、钾肥的互作对作物产量具有显著影响[17]，且氮磷、氮钾和磷钾的互作效应各不相同。本研究发现当钾水平较低时，氮水平太高会导致水稻减产，而当钾水平较高时，氮水平在一定范围内越高产量越高。王峰等[18]通过对玉米的研究发现磷、钾肥的交互作用并不明显，钾肥对磷肥只是起辅助作用，磷水平较高时增施钾肥对产量影响不大。在本试验条件下，N、P、K肥配合施用对水稻产量有显著影响，氮肥仍是影响产量的主要因子。NK肥、PK肥有正交互效应，而NP肥交互效应不明显。P、K单因素效应不显著，这可能与本试验地P、K含量水平较高有关。随着施N量的增加，增施P、K肥产量虽有所增加但不显著，单施N、P、K特别是过量施用，都不利于产量的提高。

（2）本试验过程中，水稻分蘖期遇连续阴雨天气，气温偏低，光照较往年少，后期灌浆遇低温，因此，此次试验并不能代表常年水平。

（3）大圹圩农场磷肥用的是磷酸二胺，此次试验磷肥用的是过磷酸钙，若在今后的配方配肥过程中，用此次试验所得的过磷酸钙的P2O5利用率来计算磷酸二铵用量值得商榷。

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[10]李成亮，何园球，王艳玲，等.氮磷钾肥对红壤区水稻增产效应的影响[J].中国水稻科学，2007，21（2）：179-184.

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