水稻基础产量与土壤速效养分含量的相关性

刘 洁，胡冬华

(衡东县农业局，湖南衡东 421400)

水稻基础产量与土壤速效养分含量的相关性

刘 洁，胡冬华

(衡东县农业局，湖南衡东 421400)

汇总分析了衡东县近几年进行的多点水稻“3414”肥效试验，采用其中的空白区和全肥区产量以及土壤速效养分测定结果，计算出水稻产量的地力依存率。分析结果表明：土壤速效氮、磷、钾养分含量与水稻产量地力依存率呈显著的正相关，相关系数分别为0.6106**、0.5195*、0.5107*，建立估算依存率的数学模型均达到显著水平。模型可用于计算不同土壤养分含量下的地力依存率和基础产量，并依据基础产量采用地力差减法制定施肥方案。

水稻；基础产量；土壤养分；地力依存率；数学模型

自2007年实施国家测土配方施肥试点项目以来，按照农业部《测土配方施肥技术规范》以及《测土配方施肥补贴项目肥料效应田间试验示范方案》的要求，衡东县在水稻上分年度多点设立了17个“3414”肥效试验。本文在汇总多年多点试验数据的基础上，对试验得到的水稻基础产量、地力依存率和土壤速效养分含量进行了相关分析，以为完善衡东县水稻的施肥技术参数，建立水稻施肥技术指标体系提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计及数据来源

2007～2011年按照农业部《测土配方施肥技术规程》的要求，采用“3414”完全试验设计方案[1]，在衡东县实施了17个早、中、晚稻“3414”肥效试验(早稻7个、中稻3个、晚稻7个)，即氮、磷、钾3因素4水平14个处理的田间试验方案，其中4个水平是：0水平指不施肥，2水平指当地最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5(表1)。小区面积30 m2，随机排列，不设重复。试验除了施肥量不同外，其他操作均同等对待。试验前后均采集土样化验，取试验中的相关数据进行分析。

表1 “3414”氮、磷、钾肥效试验处理设计表

1.2 土壤养分测试方法

在试验前采用5点取样法分别取试验田20 cm耕作层混合样进行检测。统一采用的土壤养分测试方法是：碱解氮采用1 mol/L NaOH碱解扩散法；有效磷采用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾采用NAC浸提，火焰光度计法测定。

1.3 数据整理及分析

取“3414”试验中的无肥区处理1和完全施肥区处理6的实际产量，按照：地力依存率=无肥区作物产量/完全施肥区作物产量×100%，分别计算出每个试验的地力依存率。采用DPS数据处理系统分析地力依存率与土壤有效养分含量的相关系数，并建立最佳回归模型。

2 结果与分析

2.1 试验数据的整理

基础产量是指不施用任何肥料时的作物产量，构成产量的养分主要来自于土壤，它反映了土壤能够提供养分的能力。为了准确的反映基础产量与土壤养分含量的相关性，消除因品种和生产季节造成的差异，采用地力依存率来分析其与土壤养分含量的相关性。已有的研究表明，农作物吸收的全部养分有55%～75%是来自土壤提供的养分[1，2]。水稻产量对土壤养分的依赖程度叫做地力依存率。将17个水稻试验中的无肥区产量(基础产量)、全肥区产量、土壤速效养分测试结果汇总整理成表，并计算出每个试验的地力依存率于表2。

表2 近年的水稻“3414”肥料试验土壤养分结果及基础产量与全肥区产量结果

2.2 地力依存率与土壤养分含量的相关分析

早、中、晚稻所有试验的平均地力依存率为65.22%，最大为75.16%，最小为56.39%。用各试验的地力依存率与对应的土壤速效氮、磷、钾养分测试值进行相关分析，其相关系数分别为0.6106**、0.5195*、0.5107*，相关性均达到显著水平以上，表明土壤氮、磷、钾速效养分含量与水稻的基础产量呈显著的正相关，其中土壤碱解氮含量与地力依存率的相关性最大，有效磷次之，速效钾最低，说明氮对基础产量和水稻的地力依存率的影响程度要大于磷和钾。

2.3 水稻的地力依存率与土壤养分含量的回归模型

分别设水稻试验田土壤速效氮、磷、钾养分含量为自变量(X)，依存率为依变量(Y)，建立的水稻土速效养分对水稻的地力依存率的最佳数学模型均为直线，由此计算出在不同土壤养分含量时的依存率。其数学模型如下：

土壤碱解氮对依存率的估算数学模型：

YN=45.19+0.116558XN，F=8.92**

土壤有效磷对依存率的估算数学模型：

YP=59.21+0.460424XP，F=5.55*

土壤速效钾对依存率的估算数学模型：

YK=55.42+0.089502XK，F=5.29*

以上数学模型经F检验，均达到显著水平以上，可用于根据土壤速效养分含量的多少来模拟计算对应的地力依存率。

3 基础产量与地力依存率相关性的应用

在应用测土配方施肥技术进行的定量施肥中，目标产量配方法是目前最普遍采用的配方施肥技术之一。其有两个具体方法：第一是养分平衡法，即根据作物目标产量需肥量与土壤供肥量之差估算施肥量。其中，土壤供肥量是根据土壤检测结果获得，而土壤检测结果并不能完全体现出对作物的实际供肥能力，尚有一定的局限性；第二是地力差减法，即根据作物目标产量与基础产量之差计算施肥量，能够反映土壤的实际供肥能力，但基础产量的数据又需要在上一年进行田间试验获得，即时性较差。现在通过多年多点试验建立的地力依存率与土壤养分含量的相关模型之后，就可以综合以上两个方法的优点更为精确快捷的制定施肥配方。将土壤测试值分别代入以上模型，计算出该田块的地力依存率，由其地力依存率和目标产量就可以计算出基础产量，再采用地力差减法制定施肥配方。例如，衡东县早稻的目标产量为6 900 kg/hm2，水稻土的养分平均检测结果为碱解氮179 mg/kg，有效磷14 mg/kg，速效钾109 mg/kg，由上述得到的数学模型计算出的依存率分别为：66.06%、65.65%、65.18%，由目标产量6 900 kg/hm2乘以依存率计算得到的基础产量分别为：4 560、4 530、4 500 kg/hm2。按照需肥量计算公式：施肥量(纯量)=养分系数 (目标产量-基础产量)/肥料当季利用率，100 kg稻谷所需养分量(养分系数)氮、磷、钾取值2.25、0.9、2.6 kg，氮、磷、钾当季利用率取值33%、25%、55%，计算出配方施肥量为：159.7、85.3、113.6 kg/hm2(表3)。在晚稻磷肥施用量上，由于早稻施用的磷肥剩余较多，由此计算出的施磷量应减半施用。在不同的土壤肥力水平下，推荐的施肥纯量也是随着土壤速效养分含量的减少而增加，与生产实际相吻合(表4)。

表3 早、中、晚稻在中等土壤肥力水平下的施肥量

表4 在不同的土壤肥力水平下早稻产量6 900 kg/hm2的施肥量

4 结论及讨论

(1)本研究结果表明，地力依存率与对应的土壤速效氮、磷、钾养分测试值呈显著的正相关，这与前人所作的分析结果相一致[3]。说明水稻产量地力依存率随着土壤有效养分含量的增加而提高，可以用数学模型来表示，在应用中可通过土壤速效养分含量的高低来估算水稻依存率，再计算出在不同的目标产量下的基础产量，利用地力差减法计算出最佳的推荐施肥纯量。在实际生产上可以通过水稻土壤速效养分的检测值来估算该田块的水稻基础产量，减少了为获取基础产量而做空白试验的数量，为水稻测土配方推荐施肥提供了一项有效的科学依据，有利于测土配方施肥技术的推广应用。该法适用于早、中、晚稻和不同的土壤肥力水平下的推荐施肥。

(2)该法准确应用的条件是需要大量的田间试验数据，可以充分利用测土配方施肥项目所进行的多年多点试验数据。一般应在15个试验数据以上，否则拟合精确度不高。如试验数据较多的话，可以按早、中、晚稻分别建立数学模型，其针对性更好，准确性更高。

(3)建立县级作物施肥指标体系是一个较长期的过程，还有很多的基础数据需要通过大量的试验进行探索和积累，以进一步完善施肥配方技术参数，为农作物科学施肥提供依据。

[1] 谢卫国，黄铁平，钟武云，等.测土配方施肥理论与实践[M].长沙：湖南科技出版社，2006.

[2] 金耀青，张中原.关于农作物对土壤肥力的依存率及其应用的研究[J].沈阳农学院学报，1985(4)：64-68.

[3] 高 辉，张洪程，戴其根，等.不同土种土壤氮素等养分与水稻基础产量的关系[J].扬州大学学报：农业与生命科学版，2007，28(1)：49-53.

[4] 谢锦良，方 萍.水稻基础产量与最高产量的分布模型及相互关系[J].浙江农业大学学报，1994，20(3)：35-38.

2015-01-08

刘 洁(1974-)，女，湖南衡东县人，助理农艺师，主要从事土肥技术推广工作，Email：373486922@qq.com。

S511.06

A

1001-5280(2015)03-0277-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.03.14