氮磷钾的不同配比对水稻产量·产量构成因素的影响

氮磷钾的不同配比对水稻产量·产量构成因素的影响

易利娟，刘芳珍*

(上栗县农业局，江西上栗 337009)

摘要[目的] 为了研究不同氮肥、磷肥、钾肥配比施肥对晚稻欣荣优华占的产量及产量构成因素的影响。[方法] 以晚稻欣荣优华占为试材，采用“3414”肥料设计,通过田间试验和室内分析开展研究。[结果] 不同N、P、K肥施肥水平对欣荣优华占产量有显著的调节作用。在促进水稻晚稻品种欣荣优华占生长发育的N、P、K三种营养元素中，增产效果最为明显的是N肥。但是，随着N肥施用量的增加，当超过一定水平时水稻产量反而下降，其中处理(N3P2K2)的水稻产量比处理⑥(N2P2K2)低。P、K肥对水稻产量的影响也表现出相同的趋势。[结论] 处理⑥(N2P2K2)既能满足水稻对肥料的需求，又能保证其正常生长，从而有利于实现水稻产量增产。

关键词氮磷钾；不同配比；产量；产量构成因素

中图分类号S143.5

作者简介易利娟 (1986- )，女，江西上栗人，助理农艺师，硕士，从事农业技术推广工作。*

收稿日期2015-07-24

Effects of Different Ratio of N,P and K on Yield and Its Component of Rice

YI Li-juan，LIU Fang-zhen*(Shangli Agriculture Bureau, Shangli, Jiangxi 337009)

Abstract[Objective] The research aimed to study the effects of different ratio of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer on the yield and yield components on late rice Xinrongyouhuazhan. [Method] Field experiments and laboratory analysis were set according to “3414”fertilizer design. [Result] Different NPK fertilizer levels had significantly effects on the yield of Xinrongyouhuazhan. Among three kinds of nutrient elements, the promotin of nitrogen on the growth and development of late rice Xinrongyouhuazhan was the most obvious. However, with the increase of nitrogen fertilizer above a certain level, the yield of rice decreased. The yield of treatment (N3P2K2) was lower than that of treatment ⑥ (N2P2K2). Effects of P and K Fertilizers on the yield of rice also showed the same trend. [Conclusion]Treatment ⑥ (N2P2K2) not only met the demand of the fertilizer in rice, but also ensured the normal growth of rice, which was the most beneficial to the rice yield increase.

Key words N,P and K; Different ratio; Yield; Component

半个世纪以来，我国人口、资源和环境的矛盾日益突出。为此，党中央、国务院提出我国可持续发展的战略。化肥是农业持续发展的物质保证，是粮食增产的基础。它作为农作物的“口粮”，在提高作物产量和质量等方面起促进作用。测土配方施肥是实现农业增产和农民增收的重要技术措施，也是一种施肥方式。它是根据作物的实际需肥规律，结合土壤供应肥量和肥料效应进行合理的施肥行为。在田块肥料配方设计的基础上，确定氮、磷、钾等元素养分的用量，最终确定适宜的肥料组合。自20世纪80年代以来，我国开展大规模的配方施肥技术研究，建立肥料效应函数法、测土施肥法和植物营养诊断法的三大技术体系[1-3]。第二次全国土壤普查和第三次全国性的肥料效益试验摸清了当时全国土壤肥力状况、各地区化肥肥料效益和合理施肥量、施肥方法，对指导当时农业生产起重要作用[4]。近30年来，诸多学者和专家在全国各地进行大量氮磷钾肥料试验。由于采用现代肥料试验设计如“311-B，3414”等多因素回归最优设计方案，试验数据配成多元二次或平方根等函数方程，与土壤测试数据相结合，形成各种作物的推荐施肥模型，在农作物施肥的肥料效应方程与建模方面有很好的指导作用[5]。“3414”肥料效应试验方案是农业部《测土配方施肥技术规范(试行)修订稿》中推荐采用的方案设计。“3414”设计是在国外“3411”多点肥料试验方案的基础上，加了12-14的3个处理后得到的方案。该方案设计吸收了回归最优设计具有处理少、效率高的优点，又符合肥料试验和施肥决策的专业要求。

为掌握水稻种植试验区土壤养分供应能力、土壤养分的丰缺状况以及不同施肥处理对水稻产量及产量构成因素的影响(主要是磷肥和钾肥的影响)，笔者针对晚稻欣荣优华占在上栗县开展了基于“3414“设计试验的测土配方施肥田间试验工作，掌握各个施肥单元优化施肥数量、基肥和追肥分配比例、施肥时期和施肥方法，构建水稻施肥模型，为该土种覆盖范围内稻田施肥分区和肥料配方设计提供依据。

1材料与方法

1.1试验地概况试验设在上栗县东源乡桥头村一农户责任田中进行，前作为早稻。供试土壤属潴育型黄泥田土属，地势平坦，排灌方便，各小区土壤肥力均匀一致，耕层25 cm，pH 6.4，有机质25.6 g/kg，全氮1.24 g/kg，有效磷11.8 mg/kg，速效钾124 mg/kg。供试晚稻品种为欣荣优华占。

1.2试验设计

1.2.1“3414”设计试验方案。“3414”是指氮、磷、钾3个因素、4个水平。4个水平为：0水平指不施肥；2水平指该区域最佳施肥量的近似值；1水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5(即过量施肥水平)。设第6个处理即N2P2K2为理论最佳施肥处理。试验小区面积66.67 m2，小区间用30 cm宽、30 cm高的田埂隔开，并用薄膜包住以防止小区间水相渗透，每个小区单独排灌。各处理随机排列，土壤肥力、地形等条件相对一致。小区设计按田块土壤肥力走向确定。每个小区苗数、蔸数、行数相同。试验小区设计布局见图1。

1.2.2施肥种类、比例及施肥时间。试验按7 500 kg/hm2的稻谷产量计算，结合萍乡市施肥水平调查情况，依据土壤取样测定结果，拟定氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)最佳施肥量近似值(2水平施肥量)分别为172.50、67.50、126.00 kg/hm2，折算商品肥料用肥量为46.2%尿素373.35 kg/hm2、12%钙镁磷肥562.50 kg/hm2、氯化钾210.00 kg/hm2。各因素各水平见表1。磷肥全部作基肥施用，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥5∶3∶2比例施用。分蘖追肥尿素按比例于移栽后7 d左右长出第一片新叶时施用。氯化钾按基肥∶分蘖肥∶穗肥5∶3∶2比例施用，穗肥于主茎倒3叶时一次施用。试验设计的各处理肥料配比与实物用量见表2。

图1　试验小区布局

施肥水平施肥量∥kg/hm2NP2O5K2O0000186.2533.7553.002172.5067.50126.003258.75101.25179.00

1.2.3田间管理。2014年6月28日播种; 2014年7月21

日移栽，各小区栽插密度保持相同，均为16穴×112穴;10月23日取样考种; 2014年10月25日收割，并且验产。病虫害参照当地防治警报进行预防。移栽后寸水返青，浅水勤灌，在有效分蘖够苗时(封行前)及时断水搁田，采取多次(2～4次)轻搁田至田土沉实硬板(人踩留脚印、不陷脚)，叶色褪淡显“黄”，复水，以间歇灌溉和湿润灌溉为主到成熟。

1.3调查项目与方法主要调查项目为生长发育状况、各生育期、分蘖动态和病虫害等。调查方法是每周观察、调查1次，每个处理取2个点，每点定10蔸，并且每次都在定点的20蔸上进行调查，取平均值。考种时，对定点的20蔸进行有效穗数的计算，然后分别取5蔸各处理有代表性的稻株，挂好标签，并包好带回室内考种。收割时，对各处理进行单割、单打、单晒，并且称重。

2结果与分析

2.1氮磷钾的不同配比施肥对水稻产量的影响由表3可知，处理⑥产量最高，为8 475 kg/hm2，比处理①增产47.9%,其次是处理、处理⑩，分别比处理①增产44.5%、41.00%；处理⑥比处理④多增产31.50%；处理⑥比处理⑧多产33.70%。处理稻草重最高，达到13 680 kg/hm2，而处理①、处理②、处理③、处理、处理产量分别为9 495、9 720、9 870、9 795、10 485 kg/hm2。

表2　不同处理的肥料用量及施用方法　kg/hm 2

在生产中，N对稻谷产量的影响最为显著，因此，如果缺N，那么对粮食增产的影响很大，甚至颗粒无收；P、K的丰缺虽然对稻谷产量的影响没有N那么明显，但它们仍是粮食生产过程中不可或缺的重要元素，所以合理施肥(测土配方施肥)对粮食增产、实现经济效益增加的意义很大。在实际生产过程中，一味追求产量，而忽视经济效益，也是不科学的。所以，产量的增加必须建立在最佳投入的基础上，研究单因素(即保持2个因素在一个水平不变，另外一个因素发生变化)的肥料效应，从而得到单因素的最佳肥料效应投入。

在“3414”试验设计中，研究单因素的肥料效应时不应受到其他因素不足或过量而造成的影响，因此，将其他2个因素定在2水平上应该是合理的。当采用一元肥料效应模型进行拟合时，以处理②、③、⑥、(不同N水平，P、K在2水平)进行N肥效应拟合，以处理④、⑤、⑥、⑦(不同P水平，N、K在2水平)进行P肥效应拟合，以处理⑥、⑧、⑨、⑩(不同K水平，N、P在2水平)进行K肥效应拟合。

以P2K2水平为基础的氮肥施肥量对产量的肥料效应函数方程为：YN-产量=-0.145 6N2+10.124N+383.55。通过对方程求导计算，得到N肥最大施肥量为241.16 kg/hm2(尿素522.00 kg/hm2)，最高产量为8 392.50 kg/hm2。结合当前的粮食、肥料价格(尿素2.40元/kg、钙镁磷肥0.80元/kg、氯化钾4.00元/kg、水稻2.76元/kg)，得到N肥最佳施肥量为240.82 kg/hm2(尿素521.25 kg/hm2)，最佳产量为8 391.9 kg/hm2。

表3　不同配比施肥处理对水稻产量的影响

以N2K2水平为基础的磷肥施肥量对产量的肥料效应函数方程为：YP-产量=-0.080 4P2+5.933 3P+439.75。 通过对方程求导计算，得到P肥最大施肥量为66.42 kg/hm2(钙镁磷肥553.50 kg/hm2)，最高产量为8 238.00 kg/hm2。结合当前的粮食、肥料价格，得到P肥最佳施肥量为66.36 kg/hm2(钙镁磷肥553.05 kg/hm2)，最佳产量为8 239.20kg/hm2。

以N2P2水平为基础的钾肥施肥量对产量的肥料效应函数方程为：YK-产量= -0.301K2+ 11.364K + 435.05。通过对方程求导计算，得到K肥最大施肥量为169.83 kg/hm2(氯化钾283.05 kg/hm2)，最高产量为8 134.50 kg/hm2。结合当前的粮食、肥料价格，得到K肥最佳施肥量为124.83 kg/hm2(氯化钾208.05 kg/hm2)，最佳产量为7 118.25 kg/hm2。

表4　不同配比施肥处理对水稻产量构成因素的影响

2.2氮磷钾的不同配比施肥对水稻产量构成因素的影响由表4可知，与处理①相比，N为“2”水平的N、P、K配合处理的有效穗数较高，而且随着N水平的不断升高，有效穗数也呈增加趋势；处理结实率、有效穗数最高，增幅分别为6.0%、5.2%，说明N为“3”水平的N、P、K配合有利于提高综合经济性状；从处理④、⑤、⑥、⑦可以看出，当N、K为“2”水平时，随着P水平的增加，每株有效穗数也增加，从某种程度上来说，P对水稻的有效穗的分蘖有很大的影响。通过对试验数据的处理，可以看出P、K配施有利于提高着粒数和结实率。因此，合理施肥在水稻生长过程中起很重要的作用，主要体现在对水稻产量以及水稻的株高、分蘖数、穗长、结实率、千粒重等都有很大影响。

从表3、表4可以看出，处理⑥稻谷产量、千粒重最高。虽然处理⑥有效穗、结实率不是最高，但仍进一步验证了稻谷理论产量的计算方程。表4中，处理稻草重最高，为13 680 kg/hm2；表5中，处理株高、穗长、结实率都最高。由此可知，株高、穗长可能是影响稻草重因素之一。营养供应充分、及时，稻谷谷粒灌浆所需营养充分，直接影响稻谷的千粒重。千粒重是稻谷产量构成一个重要因素。稻草的质量好坏直接影响稻谷产量。

2.3氮磷钾的不同配比施肥对水稻产量与经济效益的影响从表5可以看出，处理⑥的稻谷产量最高，比处理①增产47.9%，说明在试验中处理⑥施肥水平相对比较合理；处理⑥比处理②的增加值比与处理①相比多增加45.9%，说明N肥对稻谷产量的影响达40%以上；处理⑥比处理④的增加值比与处理①相比多增产31.5%，说明P肥对稻谷产量影响达到30%以上；处理⑥比处理⑧与的增加值比与处理①相比多产33.7%，说明K肥对稻谷产量影响达到30%以上。试验结果表明，增施化肥，N肥起决定性作用，但只施P肥、K肥不能起增产作用，必须在施用N肥的基础上，合理施用P肥、K肥，增产效果更为显著。处理稻草干重最高，产量达到13 680 kg/hm2，而处理①、②、③、、产量分别是633、648、658、653、699 kg/hm2。由此可知，影响稻草重的因素主要是N肥。

水稻的经济效益是指水稻收获销售后除去劳动力成本以及种子、化肥、农药、机械、灌溉等物质成本之后获得的收益。根据当地市场销售的农资价格、劳务费等，通过计算得到不同施肥处理下水稻的产值、投入、净产值、新增收益。从表6可以看出，经济效益最好的是处理⑥,净产值达126 960 元/hm2，比处理①增加了5 386.50元/hm2，增幅达73.69%，其次是处理，净产值为11 707元/hm2，比处理①增加了4 398.00元/hm2，增幅达60.17%，最低的是处理②，净产值为6 351元/hm2，比处理①减少了958.50元/hm2，减幅达13.11%。从所有试验处理来观察，除处理①、②、外，其他处理净产值间差异不大。可见，合理的施用N、P、K肥料对水稻增产很有必要的，也是改善土壤、培肥地力的有效措施。

表5　不同配比施肥处理下的水稻产量

表6　不同配比施肥处理对水稻经济效益的影响

注：稻谷价格2.76元/ kg，种子投入780元/hm2，农药投入1 425元/hm2，机耕2 250元/hm2，机收2 250元/hm2，劳务费1 800元/hm2。肥料尿素、氯化钾、钙镁磷肥市场价格分别为2.4、4.0、0.8元/kg。

3结论与讨论

3.1氮磷钾的不同配比施肥对水稻产量的影响研究表明，水稻产量与氮肥、磷肥、钾肥的施肥量呈二次曲线关系，当氮肥、磷肥、钾肥施肥量超过临界值时，投入产出率明显下降。最大产量的处理是处理⑥，处理次之。可见，氮是影响产量的主要因素，磷次之，钾的影响力较小。水稻欣荣优华占最大氮磷钾肥施肥量分别为尿素375.00 kg/hm2、钙镁磷肥562.50 kg/hm2、氯化钾210.00 kg/hm2，最大产量为8 475.00 kg/hm2。同时，由回归方程可知，N、P、K的一次项系数大小表现为N、K、P，表明对水稻增产效果的影响表现为氮>钾>磷；N、P、K的二次项系数皆为负值，表明过量施用N、P、K肥会造成单位施肥量的水稻增产量下降，从而降低肥料的利用率。

3.2 氮磷钾的不同配比施肥对水稻产量构成因素的影响研究表明,氮肥、磷肥、钾肥不同配比施肥对欣荣优华占的株高、有效穗、千粒重、结实率等产量构成因素有重要影响。株高随着氮肥水平的提高而增加，磷肥、钾肥施肥量的增加对株高的影响不明显。试验中以处理株高最高，达到103 cm，比处理①高出14 cm，处理②、③、、分别是96、97、96、95 cm，其他处理基本上都在97 cm左右，说明影响水稻株高的主要因子是N肥因子。有效穗以处理最多，达14个，而处理①、②分别只有8.8、9.8个，其他处理都在10个以上，说明影响水稻有效穗的主要因子是N肥因子。可见，在相同的磷钾肥施肥水平下，有效穗数随氮肥施肥量的增加而增多，而磷、钾肥所表现的趋势相同，对水稻有效穗数的影响不明显。千粒重以处理⑥最高，达25.5 g，处理①的千粒重为24.9 g，可见，千粒重随着氮肥、磷肥施肥水平的增加而增加，钾肥施肥水平对千粒重的影响不大。结实率以处理⑥最高，达91.7%，处理①的结实率为86.2%，说明影响水稻结实率的因子最主要是N肥因子、P肥因子。

3.3氮磷钾的不同配比施肥对水稻产量经济效益的影响研究表明，稻谷以处理⑥每公顷产量最高，为8 475 kg/hm2，比处理①增产47.9%，说明在试验各施肥水平中处理⑥施肥水平相对比较合理；处理⑥比处理②的增加值比与处理①相比多增加45.9%，说明N肥对稻谷产量的影响达到40 %以上；处理⑥比处理④的增加值比与处理①相比多增产31.5%，说明P肥对稻谷产量影响达到30%以上；处理⑥比处理⑧的增加值比与处理①相比多产33.7%，说明K肥对稻谷产量的影响达到30 %以上。试验结果表明，N肥对增产起决定性作用，但只施P、K肥增产作用不明显，必须在施用N肥的基础上，合理施用P、K肥，增产效果更为显著。

同理，经济效益最好的是处理⑥,净产值比处理①增加5 386.50元/hm2，增幅达73.69%;其次是处理，净产值比处理①增加了4 398.00元/hm2，增幅达60.17%;最差的是处理②，其净产值比处理①减少958.50元/hm2，减幅13.11%。除处理①、②、外，净产值的差异不大，没有达到显著水平，因此合理的施用N、P、K肥料对水稻增产很有必要，也是改善土壤、培肥地力的有效措施。利用单因素肥料效应模型回归分析，得到N肥最佳施肥量为240.82 kg/hm2(尿素521.25 kg/hm2)，最佳产量为8 391.90 kg/hm2；P肥最佳施肥量为66.36 kg/hm2(钙镁磷肥553.05 kg/hm2)，最佳产量为8 239.20 kg/hm2；K肥最佳施肥量为124.83 kg/hm2(氯化钾208.05 kg/hm2)，最佳产量为7 118.25 kg/hm2。

参考文献

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