土壤速效养分含量对水稻基础产量的影响及估算

陈小虎 曹国华 文明辉 朱卫华 刘青桂 段奕

（湖南省耒阳市农业局，湖南耒阳421800；第一作者∶nyj2003＠sina．com）

土壤碱解氮、有效磷、速效钾等速效养分是指土壤中水溶性和交换态的养分，植物可直接吸收利用或者可以很快从土壤胶体上交换出来供植物利用的氮、磷、钾养分，可以反映土壤近期内养分供应水平。研究表明，土壤速效养分含量与水稻产量呈正相关[1-3]，且与水稻基础产量、氮磷钾缺素区产量关系密切；基础（空白）产量是指没有施肥的作物产量[4]，构成基础产量的养分主要来自土壤，反映的是土壤能够提供的该种养分量，是计算作物产量对土壤养分的依存率和估算作物施肥量的重要参数[2]；氮磷钾缺素区产量是指不施氮或者不施磷、钾时，即无氮、无磷、无钾的基础产量，其反映的土壤氮磷钾养分提供量更接近实际状况，准确性高，是计算肥料利用率、土壤有效养分校正系数和相对产量的重要参数之一[5]，但这些参数必须通过田间试验获得数据，费时费工周期较长。为了简便的获取作物基础产量这一重要的施肥参数，利用大量的水稻“3414”肥效试验结果，分析建立土壤速效养分与基础产量的相关数学模型[6]，用于估算基础产量，对估算水稻生产中的施肥效果、肥料利用率、校正施肥配方、估算和推荐作物施肥量具有一定的应用价值。

1 材料与方法

1.1 试验方法

湖南省在实施测土配方施肥项目中，组织实施了大量的早、中、晚稻“3414”肥效试验。试验均采用联合国粮农组织（FAO）提出的“3414”完全试验设计方案，即氮、磷、钾3个因素，4个不同的施肥水平，共计14个处理，其中4个施肥水平，分别是∶0水平为不施肥，2水平为当地最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2 水平×1.5。小区面积 30 m2，随机排列，不设重复（见表1）；供试品种为湖南省大面积种植的水稻品种；各地除了2水平施肥量不同以外，其他操作均按照统一试验方案实施，收割时14个小区单打单晒分别称取稻谷产量。

1.2 土样检测方法

在试验前分别取试验田20 cm耕作层混合样进行检测，土壤速效养分测试方法分别是∶碱解氮采用1 mol/L NaOH碱解扩散法；土壤有效磷采用NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定；土壤速效钾采用1 mol/L中性醋酸铵NH4OAc浸提，火焰光度计法测定。

1.3 数据来源及整理

采用湖南省2006-2015年1 748个早、中、晚稻“3414”肥效试验数据，其中早稻555个、中稻700个、晚稻493个，分别取试验中的处理1空白基础产量、处理2、处理4、处理8中的氮、磷、钾缺素区基础产量、处理6全肥区产量（见表1），以及每个试验所对应的试验前土壤碱解氮、有效磷、速效钾养分检测数据，采用Excel、DPS等分析软件进行分析整理，数据汇总情况见表2。

2 结果与分析

2.1 土壤速效养分对空白基础产量的影响

取处理1产量Y（空白基础产量）与试验前土壤碱解氮X1、有效磷X2、速效钾X3检测结果及处理6产量X4（全肥区产量）进行相关分析。结果表明，对空白基础产量均表现为极显著的正相关，说明空白基础产量随着土壤速效养分含量和全肥区产量的增加而提高。其中，与全肥区产量相关性最大，相关系数为0.6253；与有效磷含量相关性最小，相关系数为0.2068。通径分析也表明，全肥区产量对空白产量的直接作用最大，为0.5708，其次是碱解氮含量（直接通径系数为 0.1501），然后是速效钾含量和有效磷含量（表4）；据此分别建立了早、中、晚稻由 X1、X2、X3、X4估算空白基础产量 Y的四元一次回归数学模型，经F检验均达到极显著水平，复相关系数均达到极显著水平（表3），统计结果表明，该数学模型可用于对空白基础产量的估算。

表1 “3414”田间肥效试验处理设计

表2 早中晚稻“3414”试验土壤速效养分含量及水稻产量统计结果

表3 空白基础产量与土壤速效养分、全肥区产量相关系数及估算数学模型

2.2 土壤碱解氮含量对无氮基础产量的影响

用无氮基础产量与土壤碱解氮含量和全肥区产量进行相关分析，早、中、晚稻均表现为极显著的正相关，其中全肥区产量对无氮基础产量影响大于碱解氮；由此建立的无氮基础产量估算二元一次回归数学模型F检验及复相关系数均达到极显著水平，可用于无氮基础产量的估算（表5）。

2.3 土壤有效磷含量对无磷基础产量的影响

对无磷基础产量与土壤有效磷含量和全肥区产量进行相关分析表明，早、中、晚稻均表现为极显著的正相关；由此建立的无钾基础产量估算二元一次回归数学模型，经F检验及复相关系数均达到极显著水平（表6）。

表4 土壤速效养分和全肥区产量对空白基础产量的影响

表5 无氮基础产量与碱解氮含量、全肥区产量的相关系数及估算数学模型

表6 无磷基础产量与有效磷含量、全肥区产量的相关系数及估算数学模型

表7 无钾基础产量与速效钾含量、全肥区产量的相关系数及估算数学模型

2.4 土壤速效钾含量对无钾基础产量的影响

对无钾基础产量与土壤速效钾含量和全肥区产量进行相关分析表明，早、中、晚稻均表现为极显著的正相关；由此建立的无钾基础产量估算二元一次回归数学模型，经F检验及复相关系数均达到极显著水平（表7）。

3 结论与讨论

本分析结果表明，土壤速效养分含量与空白基础产量相关密切，均表现出极显著的正相关，其中碱解氮含量与基础产量的相关系数较大，早、中、晚稻平均相关系数为 0.2476，其次是速效钾为 0.2204，最小的是有效磷为0.2068；基础产量的高低不仅受土壤速效养分含量多少的影响，还受水稻品种产量潜力的影响。通径分析结果表明，全肥区产量对空白基础产量的直接作用最大，早、中、晚稻平均相关系数为0.6253。因此，在估算空白基础产量时必须引入全肥区产量，提高估算精度。

无氮、无磷、无钾基础产量分别与土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量有极显著的正相关，且与全肥区产量正相关更大；由此建立估算无氮、无磷、无钾基础产量的数学模型具有较高的精度，可分别用于估算早中晚稻的无氮、无磷、无钾基础产量。

运用土壤速效养分含量检测结果和全肥区产量估算空白基础产量，在水稻推荐施肥中，可利用空白基础产量校正推荐施肥方案，检验“3414”中的“2”施肥水平（当地最佳施肥量）的合理性，进一步修正施肥方案，用于指导水稻生产中科学施肥。

在推荐施肥技术参数获取中，可依据土壤速效养分含量和全肥区产量简便的估算无氮、无磷、无钾基础产量，用于计算氮磷钾肥利用率、土壤有效养分校正系数和相对产量，从而减少设置完全的“3414”肥效试验的数量，只需在试验前检测土壤速效养分实施其中“2”水平的施肥试验区，就可获得相关推荐施肥的技术参数。