氮磷钾肥对鄂东南双季稻产量及肥料利用率的影响

2015-01-06 10:04宋红志彭相荣周秀芳周志华雷利云李艳君王振周洁明日李小坤
湖北农业科学 2014年12期
关键词:肥料利用率经济效应晚稻

宋红志+彭相荣+周秀芳+周志华+雷利云+李艳君+王振+周洁+明日+李小坤

摘要:通过“3414”田间肥效试验研究了氮、磷、钾肥施用量在早稻、晚稻之间的合理配比及对产量和养分吸收利用的影响。结果表明,早稻增施钾肥、晚稻增施氮肥增产效应明显,早稻施K2O 112.5 kg/hm2和晚稻施纯N 247.5 kg/hm2时可分别获得最高产量,分别为5 974 kg/hm2和8 627 kg/hm2,增产率分别为10.9%和29.3%。早稻的肥料利用率结果显示,在不同施氮水平下,早稻施纯N 165.0 kg/hm2时的氮肥贡献率和氮肥农学利用率最高,分别为13.8%和4.9 kg/kg;在不同施磷水平下,施P2O5 30.0 kg/hm2时的磷肥贡献率和磷肥农学利用率最高,分别为5.9%和11.5 kg/kg;在不同施钾水平下,施K2O 112.5 kg/hm2和37.5 kg/hm2时的钾肥贡献率和钾肥农学利用率分别达到最高,为9.9%和7.9 kg/kg。晚稻的肥料利用率结果显示,在不同氮水平下,晚稻施纯N 247.5 kg/hm2时的氮肥贡献率最高,为22.7%,施纯N 165.0 kg/hm2时的氮肥农学利用率最高,为9.9 kg/kg;在不同施磷水平下,施P2O5 60.0 kg/hm2时的磷肥贡献率最高,为7.1%,施P2O5 30.0 kg/hm2时的磷肥农学利用率最高,为11.7 kg/kg;在不同施钾水平下,施钾75.0 kg/hm2时钾肥贡献率和钾肥农学利用率最高,分别为9.9%和11.0 kg/kg。

关键词:早稻;晚稻;产量;经济效应;肥料利用率

中图分类号:S147.22;S511.4+2        文献标识码:A        文章编号:0439-8114(2014)12-2771-05

Effects of Nitrogen, Phosphorus and Potassium on Yield and Fertilizer Use Efficiency of Double-Rice in Southeastern Hubei

SONG Hong-zhi1, PENG Xiang-rong1, ZHOU Xiu-fang1,ZHOU Zhi-hua1, LEI Li-yun1, LI Yan-jun1,

WANG Zhen1, ZHOU Jie1, MING Ri2,LI Xiao-kun2

(1.Wuxue Agricultural Bureau of Hubei Province, Wuxue 435400, Hubei, China;

2. College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation of Middle and Lower Reaches of Yangtse River, Ministry of Agriculture, Wuhan 430070, China)

Abstract: To study the effects of nitrogen, phosphorus and potassium on yield and fertilizer use efficiency of double-rice in southeast Hubei,“3414” fertilizer experiment was conducted in Wuxue county, Hubei province. The results showed that when 112.5 kg/hm2 K2O was used for early rice, effect of potassium fertilizer on yield was good and the yield and rate of growth were 5 974 kg/hm2 and 10.9%, respectively. For the second rice, using 247.5 kg/hm2 N was good and the yield and the rate of growth were 8 627 kg/hm2, 29.3%. The fertilizer use efficiency showed that for the early season rice, applying 165.0 kg/hm2 N led to higher fertilizer contribution rate and agronomic efficiency than other levels of N use, which were 13.8% and 4.9 kg/kg, respectively. Using 30.0 kg/hm2 P2O5 detained higher fertilizer contribution rate and agronomic efficiency than other levels of P2O5 use and the value were 5.9% and 11.5 kg/kg, respectively. Applying K2O of 112.5 kg/hm2 and 37.5 kg/hm2 could obtain higher fertilizer contribution rate and agronomic efficiency with 9.9% and 7.9 kg/kg. For the second rice, applying 247.5 kg/hm2 N led to high fertilizer contribution rate of 22.7% while applying 165.0.0 kg/hm2 obtained agronomic efficiency of 9.9 kg/kg. Using 60.0 kg/hm2 P2O5 obtained high fertilizer contribution rate of 7.1% and the agronomic efficiency of 11.7 kg/kg better than that of using 30.0 kg/hm2 P2O5. Applying 75.0 kg/hm2 K2O obtained fertilizer contribution rate and agronomic efficiency of 9.9% and 11.0 kg/kg higher than other levels of K2O.endprint

Key words: early season rice; second rice; yield; economic effect; fertilizer use efficiency

湖北省是中国的水稻主产区之一,水稻产量占全省粮食生产总量的70%[1]。肥料在水稻生产中起着重要作用,而肥料利用率普遍较低一直是限制水稻产量和农民收入进一步提高的因素之一。科学指导施用氮、磷、钾肥,提高肥料利用效率,通过平衡施肥,促进水稻增产、农民增收,是水稻养分管理研究的重点之一。鉴于研究双季水稻施肥效果、经济效应及其肥料利用效率的研究较少[2],于2012年在湖北省武穴市水稻主产区设置了早、晚两季水稻“3414”肥料效应试验,并分析研究不同氮、磷、钾水平对早、晚稻生长稻谷产量和经济效益的影响。通过肥料利用率的分析明确不同施肥量对双季稻产量和肥料利用率的影响,为水稻生产中的养分管理提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  供试材料

试验在湖北省武穴市大金镇周干村进行,供试土壤为水稻土,前茬作物为油菜。供试土壤pH 4.9,有机质为33.4 g/kg,全氮为1.8 g/kg,碱解氮为131.7 mg/kg,有效磷为16.0 mg/kg,速效钾为137.7 mg/kg。

供试品种:早稻品种为两优302,晚稻品种为丰源优299。

1.2  试验设计

试验利用“3414”田间肥效试验设计方案[3],共设14个处理,分别为N0P0K0(1)、 N0P2K2(2)、N1P2K2(3)、N2P0K2(4)、N2P1K2(5)、N2P2K2(6)、N2P3K2(7)、N2P2K0(8)、N2P2K1(9)、N2P2K3(10)、N3P2K2(11)、N1P1K2(12)、N1P2K1(13)、N2P1K1(14)。其中,N0、N1、N2、N3分别表示氮肥(纯N)用量为0.0、82.5、165.0、247.5  kg/hm2,P0、P1、P2、P3分别表示磷肥(P2O5)用量为 0.0、30.0、60.0、90.0 kg/hm2,K0、K1、K2、K3分别表示钾肥(K2O)用量为 0.0、37.5、75.0、112.5 kg/hm2。早稻与晚稻施肥量相同。

供试氮、磷、钾肥分别用尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P2O5 12%)、氯化钾(含K2O 60%)。其中氮肥50%作基肥,50%作追肥(分蘖肥25%、穗肥25%);磷肥全部用作基肥;钾肥70%作基肥,30%作穗肥。每个处理3次重复,随机排列,小区面积为20 m2。

早稻于2012年3月30日播种,5月12日移栽,7月22日收获;晚稻于6月22日播种,7月26日移栽,11月1日收获。早稻、晚稻行株距分别为18.0 cm×16.0 cm和20.0 cm×17.5 cm。早稻基肥于5月10日施用,分蘖肥于5月17日施用,穗肥于6月15日施用;晚稻基肥于7月26日施用,分蘖肥于8月1日施用,穗肥于9月5日施用。在水稻整个生育过程中,各处理除肥料用量不同外,其他田间管理均与当地农民习惯保持一致。

1.3  测定项目与方法

1.3.1  考种与测产  收获前进行田间调查,每小区随机取有代表性的水稻6蔸,调查记录有效穗数、株高、穗粒数、结实率和千粒重,小区产量单打单收记产。

1.3.2  肥料利用相关参数的计算  肥料贡献率=[(施肥区产量-不施肥区产量)∕施肥区产量]×100%;氮(磷、钾)肥农学利用率=(施肥区产量-不施肥区产量)∕[施N(P2O5、K2O)量)];肥料偏生产力=施肥区产量∕施肥量[4-8]。

1.3.3  数据统计分析  试验数据均采用Excel 2003进行统计分析,并用SPSS 17.0进行LSD差异显著性分析。

2  结果与分析

2.1  不同施肥处理对双季稻经济性状的影响

由表1可以看出,早稻在磷、钾肥用量相同时,施用氮肥能够明显增加早稻有效穗数和每穗粒数。随氮肥用量的增加,早稻结实率和千粒重呈递减趋势,而株高则呈先增后降的趋势。在氮、钾肥用量相同时,施用磷肥能够明显增加早稻有效穗数、穗粒数和结实率,施P2O5 30.0 kg/hm2时的有效穗数最高,施P2O5 90.0 kg/hm2时的每穗粒数、结实率、千粒重均较高,可见提高施磷水平可改善早稻经济性状。在氮、磷肥用量相同,钾肥用量为37.5~112.5 kg/hm2时,随着钾肥用量的增加,早稻有效穗数呈先减少后增加的趋势,每穗粒数呈递增趋势,结实率和株高呈递减趋势,对千粒重无明显影响。

对于晚稻而言,在磷、钾肥用量相同时,施用氮肥能够明显增加晚稻有效穗数。随氮肥用量的增加,千粒重呈递减趋势,而对每穗粒数、结实率和株高则没有明显影响。在氮、钾肥用量相同时,与不施磷处理(N2P0K2)相比,适量施用磷肥能够增加晚稻有效穗数、结实率和千粒重,施P2O5 30.0 kg/hm2时的有效穗数和千粒重最高;施P2O5 60.0 kg/hm2时的每穗粒数和结实率最高,但高磷(90.0 kg/hm2)时有效穗数、每穗粒数和株高均低于不施磷处理,可见中等施磷水平有利于晚稻产量的提高。在氮、磷肥用量相同,钾肥用量为37.5~112.5 kg/hm2时,随着钾肥用量的增加,有效穗数呈先减少后增加趋势,每穗粒数和结实率呈先增加后减少趋势,株高呈递增趋势,对千粒重无明显影响。

2.2  不同施肥处理对双季稻产量的影响

由表2可知,不施肥处理的早稻、晚稻产量以及总产量与其他施肥处理相比存在明显差异,说明施肥对早稻、晚稻产量以及总产量均有良好的增产效果。早稻N2P2K3处理产量最高,产量为5 974 kg/hm2,比不施肥处理(N0P0K0)增产27.7%;其次为N2P1K2处理,产量为5 885 kg/hm2,比N0P0K0增产25.8%。晚稻N3P2K2处理的产量最高,为8 627 kg/hm2,比N0P0K0增产30.0%;其次为N2P2K2处理,产量为8 304 kg/hm2,比N0P0K0增产25.1%;不施肥处理与缺氮处理的产量均较低。N3P2K2处理的总产量最高,达14 404 kg/hm2,比N0P0K0增产27.3%;N2P2K3处理与其差异不大,总产量达14 224 kg/hm2,比N0P0K0增产25.7%。endprint

2.3  氮、磷、钾肥对双季稻产量和经济效应的影响

由表3可以看出,对于早稻而言,不同氮水平处理下,即在磷、钾肥用量相同时,施氮165.0 kg/hm2和247.5 kg/hm2时产量均较高,比不施氮处理(N0P2K2)分别增产16.0%和15.2%,但由于施氮肥投入不同,前者纯增收入比后者高出411.9元/hm2;施氮82.5 kg/hm2时,产量与不施氮处理相比虽有所增加,但因增产量过低导致纯收入减少。不同磷水平处理下,即在氮、钾肥用量相同时,施P2O5 30.0 kg/hm2时的产量最高,比不施磷处理(N2P0K2)增产6.2%,增加纯收入728.1元/hm2。不同钾水平处理下,即在氮、磷肥用量相同时,产量和纯增收入均随施钾量的增加而增加,其中投入K2O 112.5 kg/hm2时的产量最高,为5 974 kg/hm2,比不施钾处理(N2P2K0)增产11.0%,增加纯收入834.4元/hm2。

对于晚稻而言,不同氮水平处理下,产量和纯增收入均随施氮量的增加而增加,施氮247.5 kg/hm2时的产量最高,达到了8 627 kg/hm2,比不施氮处理(N0P2K2)增产29.3%,增加纯收入达3 939.8元/hm2,说明施氮有利于提高该地区晚稻产量和经济收入。在氮、钾肥用量相同时,磷施用量为60.0 kg/hm2时的产量最高,达到了8 304 kg/hm2,比不施磷处理(N2P0K2)增产7.6%,增加纯收入1 441.0元/hm2。在氮、磷肥用量相同时,施钾75.0 kg/hm2时的产量最高,比不施钾处理(N2P2K0)增产11.0%,增加纯收入1 925.1元/hm2。

不同施氮水平处理间的总产量和总纯增收入均为高氮(247.5 kg/hm2)处理的最高,分别为14 404 kg/hm2和5 416.6元/hm2;不同施磷水平处理间则以中磷水平(60.0 kg/hm2)的产量和经济效应最佳,其总产量达到了14 122 kg/hm2,总纯增收入为1 908.4元/hm2;不同施钾水平处理间以高钾(112.5 kg/hm2)处理的总产量最高,达14 224 kg/hm2,总纯增收入为2 414.4元/hm2,而最高总纯增收入出现在中钾水平(75.0 kg/hm2),其产量为14 122 kg/hm2,总纯增收入为2 578.9元/hm2。

2.4  氮、磷、钾肥对双季稻肥料利用率的影响

从表4可以看出,在不同施氮水平下,氮肥贡献率总体随施氮量的增加呈上升趋势,早稻、晚稻的最高氮肥贡献率分别为13.8%和22.7%;氮肥农学利用率呈先增加后降低的趋势,其最大值出现在中氮水平(165.0 kg/hm2),早稻、晚稻的最高氮肥农学利用率分别为4.9 kg/kg和9.9 kg/kg;氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低。在不同施磷水平下,早稻的磷肥贡献率、磷肥农学利用率及磷肥偏生产力均随施磷量的增加呈下降趋势;晚稻磷肥贡献率随施磷量的增加呈先增加后减少的趋势,磷肥农学利用率和磷肥偏生产力随施磷量的增加呈下降趋势。在不同施钾水平下,早稻的钾肥贡献率随施钾量的增加呈上升趋势,晚稻的钾肥贡献率随施钾量的增加呈先上升后下降的趋势,但钾肥贡献率最大值均为9.9%;早稻钾肥农学利用率随施钾量的增加呈下降趋势,晚稻在低钾(37.5 kg/hm2)和中钾(75.0 kg/hm2)水平下差异较小,均高于高钾水平(112.5 kg/hm2);早稻、晚稻钾肥偏生产力均随施钾量增加而逐渐减低。

3  结论与讨论

本研究表明氮、磷、钾肥的施用对早稻、晚稻均有增产效果。施肥不足会影响作物高产潜力的充分发挥,施肥过量也会使产量、经济效益以及肥料利用率产生下降趋势。早稻、晚稻增施过量磷肥后产量和经济效益均有所降低,如高磷水平下(90.0 kg/hm2)的经济效益甚至低于不施磷水平,该结果与供试土壤的养分含量是一致[9,10];同时这一现象客观地反映了肥料经济学效益的问题,即肥料的报酬递减规律[11],因此在实际生产中要合理施肥,不能盲目增加肥料用量[9,10,12]。

肥料利用率从多个方面反映了作物对养分的利用情况[6]。早稻、晚稻的氮肥贡献率要大于磷、钾肥的贡献率,说明氮肥对增产作用十分重要。肥料贡献率的变化说明了投入肥料的生产力总体上随施氮量和施钾量的增加而增加,而随施磷量的增加呈先增加后减少的趋势;肥料农学利用率的变化表明每千克肥料增产稻谷的能力随氮肥施用量的增加先增加后降低,随磷、钾肥施用量的增加总体呈下降趋势;肥料偏生产力的降低说明产量随施肥量肥的增加呈减少的趋势,这与张满利等[13]、王秀斌等[5]的研究结果一致。肥料农学利用率和肥料偏生产力的减少表明过量的施用氮、磷、钾肥能降低肥料的利用效率。

参考文献:

[1] 湖北省统计局.农村统计年鉴2003[M].北京:中国统计出版社,2003.

[2] 曾祥明.氮肥优化施用技术对中稻产量及氮肥利用率的影响[D].武汉:华中农业大学,2012.

[3] 陈新平,张福锁.通过“3414”试验建立测土配方施肥技术指标体系[D].武汉,华中农业大学,2012.

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[6] 彭少兵,黄见良,钟旭华,等.提高中国稻田氮肥利用率的研究策略[J].中国农业科学,2002,35(9):1095-1103.

[7] 曾祥明,韩宝吉,徐芳森,等.不同基础地力土壤优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响[J].中国农业科学,2012,45(14):2886-2894.

[8] 冯  涛,杨京平,施宏鑫,等.高肥力稻田不同施氮水平下的氮肥效应和几种氮肥利用率的研究[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2006,32(1):60-64.

[9] 王伟妮,王亚艺,姚忠清,等.早稻“3414”施肥效果及推荐用量研究[J].湖北农业科学,2008,47(11):1268-1271.

[10] 王伟妮,王亚艺,姚忠清,等.中稻“3414”施肥效果及推荐用量研究[J].湖北农业科学,2008,47(12):1416-1419.

[11] 褚清河,强彦珍.经济学与肥料学中报酬递减律的同一性及其问题[J].山西农业科学,2011,39(1):33-37.

[12] 王伟妮,王亚艺,姚忠清,等.晚稻"“3414”施肥效果及推荐用量研究[J].湖北农业科学,2009,48(2):306-309.

[13] 张满利,陈  盈,隋国民,等.氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响[J].中国农学通报,2010,26(13):230-234.endprint

2.3  氮、磷、钾肥对双季稻产量和经济效应的影响

由表3可以看出,对于早稻而言,不同氮水平处理下,即在磷、钾肥用量相同时,施氮165.0 kg/hm2和247.5 kg/hm2时产量均较高,比不施氮处理(N0P2K2)分别增产16.0%和15.2%,但由于施氮肥投入不同,前者纯增收入比后者高出411.9元/hm2;施氮82.5 kg/hm2时,产量与不施氮处理相比虽有所增加,但因增产量过低导致纯收入减少。不同磷水平处理下,即在氮、钾肥用量相同时,施P2O5 30.0 kg/hm2时的产量最高,比不施磷处理(N2P0K2)增产6.2%,增加纯收入728.1元/hm2。不同钾水平处理下,即在氮、磷肥用量相同时,产量和纯增收入均随施钾量的增加而增加,其中投入K2O 112.5 kg/hm2时的产量最高,为5 974 kg/hm2,比不施钾处理(N2P2K0)增产11.0%,增加纯收入834.4元/hm2。

对于晚稻而言,不同氮水平处理下,产量和纯增收入均随施氮量的增加而增加,施氮247.5 kg/hm2时的产量最高,达到了8 627 kg/hm2,比不施氮处理(N0P2K2)增产29.3%,增加纯收入达3 939.8元/hm2,说明施氮有利于提高该地区晚稻产量和经济收入。在氮、钾肥用量相同时,磷施用量为60.0 kg/hm2时的产量最高,达到了8 304 kg/hm2,比不施磷处理(N2P0K2)增产7.6%,增加纯收入1 441.0元/hm2。在氮、磷肥用量相同时,施钾75.0 kg/hm2时的产量最高,比不施钾处理(N2P2K0)增产11.0%,增加纯收入1 925.1元/hm2。

不同施氮水平处理间的总产量和总纯增收入均为高氮(247.5 kg/hm2)处理的最高,分别为14 404 kg/hm2和5 416.6元/hm2;不同施磷水平处理间则以中磷水平(60.0 kg/hm2)的产量和经济效应最佳,其总产量达到了14 122 kg/hm2,总纯增收入为1 908.4元/hm2;不同施钾水平处理间以高钾(112.5 kg/hm2)处理的总产量最高,达14 224 kg/hm2,总纯增收入为2 414.4元/hm2,而最高总纯增收入出现在中钾水平(75.0 kg/hm2),其产量为14 122 kg/hm2,总纯增收入为2 578.9元/hm2。

2.4  氮、磷、钾肥对双季稻肥料利用率的影响

从表4可以看出,在不同施氮水平下,氮肥贡献率总体随施氮量的增加呈上升趋势,早稻、晚稻的最高氮肥贡献率分别为13.8%和22.7%;氮肥农学利用率呈先增加后降低的趋势,其最大值出现在中氮水平(165.0 kg/hm2),早稻、晚稻的最高氮肥农学利用率分别为4.9 kg/kg和9.9 kg/kg;氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低。在不同施磷水平下,早稻的磷肥贡献率、磷肥农学利用率及磷肥偏生产力均随施磷量的增加呈下降趋势;晚稻磷肥贡献率随施磷量的增加呈先增加后减少的趋势,磷肥农学利用率和磷肥偏生产力随施磷量的增加呈下降趋势。在不同施钾水平下,早稻的钾肥贡献率随施钾量的增加呈上升趋势,晚稻的钾肥贡献率随施钾量的增加呈先上升后下降的趋势,但钾肥贡献率最大值均为9.9%;早稻钾肥农学利用率随施钾量的增加呈下降趋势,晚稻在低钾(37.5 kg/hm2)和中钾(75.0 kg/hm2)水平下差异较小,均高于高钾水平(112.5 kg/hm2);早稻、晚稻钾肥偏生产力均随施钾量增加而逐渐减低。

3  结论与讨论

本研究表明氮、磷、钾肥的施用对早稻、晚稻均有增产效果。施肥不足会影响作物高产潜力的充分发挥,施肥过量也会使产量、经济效益以及肥料利用率产生下降趋势。早稻、晚稻增施过量磷肥后产量和经济效益均有所降低,如高磷水平下(90.0 kg/hm2)的经济效益甚至低于不施磷水平,该结果与供试土壤的养分含量是一致[9,10];同时这一现象客观地反映了肥料经济学效益的问题,即肥料的报酬递减规律[11],因此在实际生产中要合理施肥,不能盲目增加肥料用量[9,10,12]。

肥料利用率从多个方面反映了作物对养分的利用情况[6]。早稻、晚稻的氮肥贡献率要大于磷、钾肥的贡献率,说明氮肥对增产作用十分重要。肥料贡献率的变化说明了投入肥料的生产力总体上随施氮量和施钾量的增加而增加,而随施磷量的增加呈先增加后减少的趋势;肥料农学利用率的变化表明每千克肥料增产稻谷的能力随氮肥施用量的增加先增加后降低,随磷、钾肥施用量的增加总体呈下降趋势;肥料偏生产力的降低说明产量随施肥量肥的增加呈减少的趋势,这与张满利等[13]、王秀斌等[5]的研究结果一致。肥料农学利用率和肥料偏生产力的减少表明过量的施用氮、磷、钾肥能降低肥料的利用效率。

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[5] 王秀斌,徐新朋,孙  刚,等.氮肥用量对双季稻产量和氮肥利用率的影响[J].植物营养与肥料学报,2013,19(6):1279-1286.

[6] 彭少兵,黄见良,钟旭华,等.提高中国稻田氮肥利用率的研究策略[J].中国农业科学,2002,35(9):1095-1103.

[7] 曾祥明,韩宝吉,徐芳森,等.不同基础地力土壤优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响[J].中国农业科学,2012,45(14):2886-2894.

[8] 冯  涛,杨京平,施宏鑫,等.高肥力稻田不同施氮水平下的氮肥效应和几种氮肥利用率的研究[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2006,32(1):60-64.

[9] 王伟妮,王亚艺,姚忠清,等.早稻“3414”施肥效果及推荐用量研究[J].湖北农业科学,2008,47(11):1268-1271.

[10] 王伟妮,王亚艺,姚忠清,等.中稻“3414”施肥效果及推荐用量研究[J].湖北农业科学,2008,47(12):1416-1419.

[11] 褚清河,强彦珍.经济学与肥料学中报酬递减律的同一性及其问题[J].山西农业科学,2011,39(1):33-37.

[12] 王伟妮,王亚艺,姚忠清,等.晚稻"“3414”施肥效果及推荐用量研究[J].湖北农业科学,2009,48(2):306-309.

[13] 张满利,陈  盈,隋国民,等.氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响[J].中国农学通报,2010,26(13):230-234.endprint

2.3  氮、磷、钾肥对双季稻产量和经济效应的影响

由表3可以看出,对于早稻而言,不同氮水平处理下,即在磷、钾肥用量相同时,施氮165.0 kg/hm2和247.5 kg/hm2时产量均较高,比不施氮处理(N0P2K2)分别增产16.0%和15.2%,但由于施氮肥投入不同,前者纯增收入比后者高出411.9元/hm2;施氮82.5 kg/hm2时,产量与不施氮处理相比虽有所增加,但因增产量过低导致纯收入减少。不同磷水平处理下,即在氮、钾肥用量相同时,施P2O5 30.0 kg/hm2时的产量最高,比不施磷处理(N2P0K2)增产6.2%,增加纯收入728.1元/hm2。不同钾水平处理下,即在氮、磷肥用量相同时,产量和纯增收入均随施钾量的增加而增加,其中投入K2O 112.5 kg/hm2时的产量最高,为5 974 kg/hm2,比不施钾处理(N2P2K0)增产11.0%,增加纯收入834.4元/hm2。

对于晚稻而言,不同氮水平处理下,产量和纯增收入均随施氮量的增加而增加,施氮247.5 kg/hm2时的产量最高,达到了8 627 kg/hm2,比不施氮处理(N0P2K2)增产29.3%,增加纯收入达3 939.8元/hm2,说明施氮有利于提高该地区晚稻产量和经济收入。在氮、钾肥用量相同时,磷施用量为60.0 kg/hm2时的产量最高,达到了8 304 kg/hm2,比不施磷处理(N2P0K2)增产7.6%,增加纯收入1 441.0元/hm2。在氮、磷肥用量相同时,施钾75.0 kg/hm2时的产量最高,比不施钾处理(N2P2K0)增产11.0%,增加纯收入1 925.1元/hm2。

不同施氮水平处理间的总产量和总纯增收入均为高氮(247.5 kg/hm2)处理的最高,分别为14 404 kg/hm2和5 416.6元/hm2;不同施磷水平处理间则以中磷水平(60.0 kg/hm2)的产量和经济效应最佳,其总产量达到了14 122 kg/hm2,总纯增收入为1 908.4元/hm2;不同施钾水平处理间以高钾(112.5 kg/hm2)处理的总产量最高,达14 224 kg/hm2,总纯增收入为2 414.4元/hm2,而最高总纯增收入出现在中钾水平(75.0 kg/hm2),其产量为14 122 kg/hm2,总纯增收入为2 578.9元/hm2。

2.4  氮、磷、钾肥对双季稻肥料利用率的影响

从表4可以看出,在不同施氮水平下,氮肥贡献率总体随施氮量的增加呈上升趋势,早稻、晚稻的最高氮肥贡献率分别为13.8%和22.7%;氮肥农学利用率呈先增加后降低的趋势,其最大值出现在中氮水平(165.0 kg/hm2),早稻、晚稻的最高氮肥农学利用率分别为4.9 kg/kg和9.9 kg/kg;氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低。在不同施磷水平下,早稻的磷肥贡献率、磷肥农学利用率及磷肥偏生产力均随施磷量的增加呈下降趋势;晚稻磷肥贡献率随施磷量的增加呈先增加后减少的趋势,磷肥农学利用率和磷肥偏生产力随施磷量的增加呈下降趋势。在不同施钾水平下,早稻的钾肥贡献率随施钾量的增加呈上升趋势,晚稻的钾肥贡献率随施钾量的增加呈先上升后下降的趋势,但钾肥贡献率最大值均为9.9%;早稻钾肥农学利用率随施钾量的增加呈下降趋势,晚稻在低钾(37.5 kg/hm2)和中钾(75.0 kg/hm2)水平下差异较小,均高于高钾水平(112.5 kg/hm2);早稻、晚稻钾肥偏生产力均随施钾量增加而逐渐减低。

3  结论与讨论

本研究表明氮、磷、钾肥的施用对早稻、晚稻均有增产效果。施肥不足会影响作物高产潜力的充分发挥,施肥过量也会使产量、经济效益以及肥料利用率产生下降趋势。早稻、晚稻增施过量磷肥后产量和经济效益均有所降低,如高磷水平下(90.0 kg/hm2)的经济效益甚至低于不施磷水平,该结果与供试土壤的养分含量是一致[9,10];同时这一现象客观地反映了肥料经济学效益的问题,即肥料的报酬递减规律[11],因此在实际生产中要合理施肥,不能盲目增加肥料用量[9,10,12]。

肥料利用率从多个方面反映了作物对养分的利用情况[6]。早稻、晚稻的氮肥贡献率要大于磷、钾肥的贡献率,说明氮肥对增产作用十分重要。肥料贡献率的变化说明了投入肥料的生产力总体上随施氮量和施钾量的增加而增加,而随施磷量的增加呈先增加后减少的趋势;肥料农学利用率的变化表明每千克肥料增产稻谷的能力随氮肥施用量的增加先增加后降低,随磷、钾肥施用量的增加总体呈下降趋势;肥料偏生产力的降低说明产量随施肥量肥的增加呈减少的趋势,这与张满利等[13]、王秀斌等[5]的研究结果一致。肥料农学利用率和肥料偏生产力的减少表明过量的施用氮、磷、钾肥能降低肥料的利用效率。

参考文献:

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[2] 曾祥明.氮肥优化施用技术对中稻产量及氮肥利用率的影响[D].武汉:华中农业大学,2012.

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