粳稻品种武育粳33营养特性与肥料效应研究

张爱丽 曾祥志 万龙 杨利 刘勇 汪光友

（1南漳县农业技术推广中心，湖北南漳441500；2南漳县清河农场农业技术推广中心，湖北南漳441522；3湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉430064；第一作者：417186837@qq.com；*通讯作者：yangligaofeinongye@163.com）

粳稻因其口感佳、出米率高、效益好等优势，近年来越来越受到人们的青睐，种植面积逐年扩大，种植区域也由东北地区向南方地区延伸[1-4]。湖北省属于南北过渡区，是南方稻区少有的粳稻种植适宜区域之一，发展粳稻生产优势明显。2012年起湖北省启动实施水稻“籼改粳”工程，大力发展粳稻生产[5-7]，这也是顺应农业供给侧改革发展的重要举措，通过几年的努力，湖北省粳稻生产在品种筛选引进、技术优化、示范推广等方面取得了一定的成绩[8-12]。目前，湖北省粳稻的种植面积还很小，约占水稻种植面积的10%，发展前景十分广阔[5]。本试验以武育粳33为材料，在鄂北地区开展营养特征及施肥效应研究，旨在为该品种的种植推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2016年设在南漳县清河农场（东经111°56′53″，北纬31°43′59″，海拔106 m）。试验田地势平坦，排灌方便，土壤属淹育型水稻土，前茬作物为小麦。

试验前采集耕层土壤，用常规农化分析方法[13]测定基础土壤养分状况：pH值为6.8，有机质23.6 g/kg，碱解氮149.8 mg/kg，有效磷8.86 mg/kg，速效钾125.4 mg/kg。

1.2试验设计

试验采用主要养分梯度下的不完全重复组合设计[14-17]，以N210P90K150为推荐施肥（OPT），共设17个处理，各处理具体见表1。其中，处理1至5设3次重复，随机排列；处理6至17不设重复，顺序排列。共27个小区，每个小区面积30 m2。小区间以土埂相隔，防肥、水互窜。以本品种为保护行，保护行施肥量按OPT施用，施肥品种和施用时期及方法同试验处理。

表1 试验设计

试验所用常规氮、磷、钾肥料分别为尿素（含N 46%，中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司生产）、过磷酸钙（含P2O512%，湖北洋丰股份有限公司生产）、氯化钾（含K2O 60%，德国钾盐公司生产）。其中，N肥的70%作底肥，30%在移栽成活后（栽后10 d）作追肥施；P肥全部作底肥；K肥底肥、追肥各50%，追肥在晒田复水时施入；试验各小区（包括保护行）全部施用锌肥、硅肥作底肥，具体用量为大粒锌（武汉高飞农业有限公司生产，含Zn 30%）6 kg/hm2和大粒硅（武汉高飞农业有限公司，含SiO225%）75 kg/hm2。

表2 氮磷钾养分对武育粳33产量的影响

图1 不同施氮量对武育粳33分蘖进程的影响

1.3 试验管理

于浸种前3 d晒种，4月25日浸种，用强氯精消毒，4月27日播种，旱育秧。播种后用碎土盖籽，并用50%敌克松1 000倍液浇于厢面对土壤消毒，以60%丁草胺匀喷厢面作播后苗前杂草防除处理，最后用稻草薄铺在秧床上用喷壶浇水透墒，加盖薄膜增温保湿。5月7日秧苗达到1叶1心时揭膜，5月9日捡出覆盖稻草，5月13日施“断奶肥”1.5 kg/667 m2，5月15日每667 m2秧床用15%多效唑150 g对水50 kg匀喷，控高促蘖。6月4日插秧，人工移栽，移栽规格16.7 cm×26.6 cm，生育期全程实现应变式水分管理[18]，其他管理同常规。

2 结果与分析

2.1 氮磷钾对武育粳33产量的影响

从表2可见，OPT处理产量最高，平均产量为8 281.0 kg/hm2，与CK相比增产37.5%；OPT-N处理较CK仅增产0.4%，未达到显著水平，而较OPT处理减产27.0%，差异达到极显著水平，这说明氮的效应对该品种产量的影响极大。OPT-P处理较CK增产24.1%，而较OPT处理减产9.7%，且差异均达极显著水平。OPTK处理较CK增产27.5%，达极显著水平，而较OPT处理减产7.3%，差异亦极显著。不施磷和不施钾处理之间产量差异不大。可见，对于该品种，磷、钾的肥料效应基本相当，其肥效远不如氮明显，对产量的贡献表现为N显著高于P和K。

2.2 不同施肥量对武育粳33生长特性的影响

2.2.1 对分蘖动态的影响

从水稻移栽后第6 d开始，对各小区定点10株进行分蘖动态调查，每间隔6～7 d调查1次。

从图1可见，施N处理（75%N、OPT、125%N、150%N、200%N）较不施N处理（CK、OPT-N），对分蘖数的增加非常明显，尤其在分蘖后期；对最高分蘖及有效分蘖的影响上，施N处理远高于无N处理；75%N及OPT处理对分蘖的影响小于125%N、150%N、200%N等高N处理；高N处理中，150%N处理的最高分蘖和有效分蘖一直表现最高，125%N和200%N的表现基本一致；无N处理中，CK处理与OPT-N处理表现基本一致。说明氮直接影响水稻的前期生长，施氮量越大，营养生长越迅速，分蘖也越快，但过高的N量（200%N处理）对水稻有效分蘖作用极小。

从图2可见，OPT-P处理表现为在水稻达到最高分蘖后，平缓下降至有效分蘖，与75%P处理表现基本一致，但75%P处理最高分蘖少，低于其他中磷和高磷处理，甚至低于OPT-P处理；2个高磷处理（150%P和200%P）都表现为最高分蘖多，之后逐步下降至有效分蘖。所有处理中，除无肥区（CK）分蘖少且低于其他各处理外，其他各处理尽管最高分蘖差别较大，但最终的有效分蘖基本一致。说明磷对水稻分蘖起着重要的促进作用，但施磷量的多少除对最高分蘖数有影响外，对最终有效分蘖的形成并无明显区别，过多的磷对增加分蘖没有太大的积极作用。

图2 不同施P量对武育粳33分蘖进程的影响

图3 不同施K量对武育粳33分蘖进程的影响

从图3可见，随着生育进程的推进，分蘖数量上，有低钾区（K=0～112.5 kg/hm2）低于中钾区和高钾区（K=150～300 kg/hm2）的趋势，在分蘖后期，施钾处理的分蘖数增加不大，基本趋于平缓，最终的有效分蘖数各个处理也几乎惊人的一致。说明钾对水稻的营养生长作用明显，但过多的钾素施用似乎并不能影响和改变水稻分蘖数。

2.2.2 对株高的影响

从图4可以看出，在水稻生长前期，不同施氮量处理都能使株高增加，不过增加并不明显，到了营养生长的中后期，株高增加更快更明显，高N处理（150%N、200%N）明显高于低N处理（75%N、OPT）。说明氮对水稻株高的影响较大。

从图5可见，除无肥区（CK）水稻株高一直是最矮外，在不同生育时期，不同施磷量的处理在株高上差异不明显，尤其是到了营养生长的中后期。说明磷对水稻株高的影响并不大。

从图6可见，钾对水稻株高的影响没有规律性，除无肥处理（CK）水稻株高最矮外，无钾（OPT-K）和低钾（75%K）处理区的水稻株高也较高，而高钾处理中，除150%K处理株高较高之外，125%K和200%K的处理反而还低于其他各处理。说明钾肥对武育粳33株高的影响并不大。

图4 不同施N量对武育粳33株高的影响

图5 不同施P量对武育粳33株高的影响

图6 不同施K量对武育粳33株高的影响

2.2.3 不同施肥量对武育粳33产量构成因子的影响

从表3可见，与OPT-N处理相比，各施氮处理有效穗数增加显著，在150%N时达到最高点，之后随施氮量增加，有效穗数下降；实粒数方面，以低、中氮处理（75%N、OPT）较高，之后随施氮量增加，实粒数下降；结实率随施氮量的增加而增加，在150%N时达到最高点，之后施氮量增加结实率略有下降；产量方面，理论产量以150%N处理表现最高，实际产量以OPT处理表现最好。

从表3可以看出，与OPT-P处理相比，各施磷处理有效穗变化不大；总粒数有随施磷量增加而增加的趋势，到了125%P处理之后，继续增加施磷量总粒数反而下降；实粒数则有明显的抛物线特点，先随施磷量的增加而增加，到了150%P处理之后，继续增加施磷量实粒数则降低；结实率出现了线型加平台的特点，125%P处理是交汇点，之前结实率随施磷量的增加而增加，但到了125%P之后，施磷量继续增加，结实率几乎不变；理论产量是200%P的处理最高，但实际产量是以125%P的处理表现最好。

表3 不同处理间武育粳33产量表现

表4 不同生育时期武育粳33的养分含量

从表3可见，与OPT-K处理相比，各施钾处理的有效穗数变化不大，只是到了150%K之后，继续增加钾肥用量，有效穗减少；总粒数随施钾量增加而增加，但到了150%K之后，继续增施钾肥总粒数降低；实粒数不同施钾量处理间无显著差异；不同施钾量处理间的结实率规律并不明显；理论产量以150%K处理最高，而实际产量是OPT处理表现最好。

2.3 武育粳33的养分利用特性

在水稻生长的不同生育时期，于保护行即OPT处理内取植株样，分析氮、磷、钾含量，其中移栽期、返青期、拔节期、灌浆期为植株混合样，成熟期按秸秆和籽粒分开，结果见表4。结果表明，在OPT施肥条件下，武育粳33的养分吸收规律为：苗期至灌浆期，植株含氮量较高，之后逐步降低，至成熟时，一部分氮进入籽粒，而秸秆中的氮含量降至最低；苗期至返青期植株含磷量下降，再又开始增加，至拔节期达最高点，之后逐步降低；含钾量表现为抛物线特点，从苗期至拔节期植株含钾量缓慢增加，拔节期之后开始缓慢下降，到了乳熟期之后，一部分钾开始进入籽粒，植株含钾量则迅速下降至最低。

整体上，结合其养分利用特性，武育粳33在生育前期（苗期至拔节期)应注重氮肥、磷肥的施用，提倡拔节期之前施用大量的氮肥和全部的磷肥，中后期应注重钾肥的施用，以促进茎秆和籽粒对钾素的吸收。

2.4 武育粳33的肥料效应与施肥量的确定

水稻成熟后实收计产，其中处理1至5为3个重复平均，处理6至17为样方计产，每个小区收3个4 m2的样方，取其平均作为小区产量。以实际产量与施肥量成图（图7）。并用一元二次方程进行模拟，分别得出产量（Y）与施肥量（X）之间的关系方程。通过模拟的三组一元二次方程，分别计算最高产量施肥量：当施氮量XN=273.0 kg/hm2时，有最大值Y=8 094.7 kg/hm2；当施磷量XP=99.9 kg/hm2时，有最大值Y=8 087.5 kg/hm2；当施钾量XK=127.1 kg/hm2时，有最大值Y=8 099.5 kg/hm2。

经济施肥量方面，按Xe=（Px/Py-b)/2a（其中，Px为纯N、P、K的养分价格，Py为水稻收购价格）计算，根据目前市场情况，设定Pxn=5.4元/kg，Pxp=5.2元/kg，Pxk=6.0元/kg，Py=3.2元/kg，计算得出N、P、K的经济施肥量分别为243.6 kg/hm2、85.9 kg/hm2和95.2 kg/hm2。

图7 不同施肥量与产量效应方程

3 小结与讨论

在鄂北地区中等肥力土壤上，对于粳稻品种武育粳33来说，氮、磷、钾配合施用有明显作用，氮的肥料效应对产量的影响最大，磷和钾的肥效基本相当，对产量的贡献表现为N显著高于P和K。基于武育粳33的吸肥规律，提倡武育粳33在生育前期（苗期至拔节期)应注重氮肥、磷肥的施用，中后期应注重钾肥的施用

通过模型模拟，推算出武育粳33在鄂北地区中等肥力田块上的最高产量的施肥量。即在基施硅肥、锌肥的前提下，最高产量的施肥量分别为N 273.0 kg/hm2、P2O599.9 kg/hm2、K2O 127.1 kg/hm2，此时产量在8 087.5～8099.5kg/hm2之间；按照目前市场价格，经济施肥量则分别为N 239.2 kg/hm2、P2O583.9 kg/hm2和K2O 90.7 kg/hm2。

结合武育粳33本试验条件下的最高产量施肥量与经济施肥量，并参考其他的研究结果[19-21]，推荐本品种在鄂北地区中等肥力土壤条件下的施肥量为：氮（N）240～280 kg/hm2、磷（P2O5）80～100 kg/hm2、钾（K2O）90～135 kg/hm2，同时底肥结合硅肥和锌肥施用。

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