林海忠,彭栌以
(台州市黄岩区农业技术推广中心,浙江 台州 318020)
台州市黄岩区地处浙江省中部沿海,早稻曾是黄岩区的主要作物,进入21世纪后,早稻逐步退出居民的主要口粮,黄岩区一年三熟的粮食生产制度转变为单季稻为主的一熟耕作制度。2009年开始重视早稻生产,政府加大了早稻生产的补贴力度,面积恢复到500 hm2左右,产量6 375 kg·hm-2左右[1],因此,早、晚稻都是水稻生产的重要一环,对保障粮食安全具有重要的现实意义。近年来肥料成本逐渐上涨,而在种植户中依然存在过量施肥、偏重氮肥、忽略磷钾肥等不合理施肥现象,造成化肥利用率低下,不仅影响农户的投入产出比,甚至造成一定的面源污染。为了解农户常规施肥情况下水稻氮磷钾利用率,以及通过地力差减法计算的配方施肥下氮磷钾利用率差异,于黄岩区高桥街道设置水稻化肥利用率试验,研究合理施肥对肥料氮磷钾利用率的提升及对早、晚稻产量的影响,为早、晚稻化肥减量增效提供科学依据。
试验在黄岩区高桥街道进行。试验点土壤为潴育型水稻土,质地为黏土,肥力中等且全田均匀。土壤理化性状,pH 5.1,有机质47.2 g·kg-1,全氮3.34 g·kg-1,有效磷32.4 mg·kg-1,速效钾138 mg·kg-1。
试验于2018年4月开始。早稻供试品种为中早39,连作晚稻品种为甬优1540。
试验设置常规施肥和配方施肥2组,每组均设计全肥(NPK)、缺氮(PK)、缺磷(NK)、缺钾(NP)4个处理,2组共8个处理。采用无重复设计,小区面积30 m2。小区间筑田埂并用塑料薄膜包裹,单排单灌。试验区域外围设置保护行,早稻收获后,直接种植连作晚稻。各小区其他田间管理措施一致。
早稻、晚稻施肥量相同,其中磷钾肥一次性基施,氮肥分基肥和分蘖肥、穗肥。常规施肥组667 m2投入养分指标:N 14.03 kg, P2O53.6 kg, K2O 4.2 kg。具体肥料:基肥尿素13 kg、钙镁磷肥30 kg、氯化钾7 kg,分蘖肥尿素10 kg,穗肥尿素7.5 kg。配方施肥组投入养分指标:N 13.57 kg,P2O53.6 kg,K2O 4.8 kg。具体肥料:基肥尿素12 kg、钙镁磷肥30 kg、氯化钾8 kg,分蘖肥尿素10 kg,穗肥尿素7.5 kg。各处理投入的养分元素种类按照处理。
早稻或晚稻收获时,实收进行测产,同时采集水稻秸秆和籽粒样品,用于测定其含水量、全氮、全磷、全钾含量。并计算不同养分元素的肥料利用率。
肥料利用率一般通过差减法来计算:利用施肥区作物吸收的养分量减去不施肥区农作物吸收的养分量, 其差值视为肥料供应的养分量,再除以所用肥料养分量为肥料利用率。
从表1可知,667 m2谷物产量,配方施肥早、晚稻667 m2平均产量为433.6 kg,比常规施肥的375.9 kg增产57.7 kg,增幅15.3%。全肥处理产量明显高于缺素处理。其中常规施肥组早稻的NPK处理产量为332.8 kg,配方施肥组NPK的产量为400.2 kg,分别比各自的PK处理高5.2%和16.9%;晚稻的试验结果呈现出同样的规律。NK或NP处理的谷物产量相比NPK处理下降不明显,由此说明,氮肥仍是决定水稻产量的主要因素之一,也说明土壤中的磷、钾元素较为充裕,可适当减少施肥量。但秸秆产量,NK或NP处理相比NPK处理下降明显,说明缺磷或缺钾依然对水稻的生物总产量造成影响,因此,在多年减磷或减钾后,也会对谷物产量造成潜在影响[2]。PK处理的最高苗、株高、成穗率、每穗实粒数明显低于其他处理,而有效分蘖率高可能原因为其最高苗少,造成植株个体间空间大,有足够的分蘖空间;虽然成穗率高于其他处理,结实率高,但每穗总粒数少,因此产量低。
表1 水稻肥料利用率试验不同处理的产量及其构成因子
表2表明,NPK处理水稻植株对氮磷钾养分的吸收能力最强;PK处理吸氮量最低;NK处理的吸磷量明显低于其他不缺磷的处理;NP处理的吸钾量与其他各处理没有明显差异,说明土壤中钾元素含量满足水稻生长所需,这可能因为多年来的秸秆还田,土壤中留存的缓效钾与可供植株吸收的速效钾含量达到一种平衡。
表2 水稻肥料利用率试验不同处理养分吸收数据
表3表明,配方施肥处理水稻肥料氮磷钾平均利用率分别为24.0%、10.6%和29.6%,相比常规施肥分别提高了11.3、0.4、12.6百分点。早稻中,常规施肥组肥料利用率分别为氮 12.2%、磷 11.2%、钾 27.9%,而配方施肥组则分别为氮 22.6%、磷 10.8%、钾 32.6%,配方施肥相较常规施肥氮肥和钾肥利用率分别提升了10.4和4.7百分点。晚稻中,常规施肥组肥料利用率分别为氮13.1%、磷9.1%、钾6.1%,而配方施肥组则分别为氮25.3%、磷10.4%、钾26.6%,配方施肥相较常规施肥氮肥和钾肥利用率分别提升了12.2和20.5百分点。而磷肥的利用率,配方施肥相较常规施肥,早稻和晚稻都较低,需进一步提升[3-4]。
表3 水稻肥料利用率表现
由于近年来黄岩区测土配方施肥工作的推广的落实,目前水稻的常规施肥技术已经较为完善,但仍有优化空间。本次试验结果表明,根据地力差减法针对不同地力条件的试验点估算出的配方施肥处理与常规施肥处理相比较,配方施肥早晚稻667 m2平均产量为433.6 kg,比常规施肥的375.9 kg增57.7 kg,增幅15.3%。而且配方施肥处理减少了化肥用量,化肥利用率获得明显提升[5]。配方施肥处理早、晚稻肥料氮磷钾平均利用率分别为24.0%、10.6%和29.6%,相比常规施肥提高了11.3、0.4、12.6百分点,配方施肥大幅度降低肥料成本,也可减轻对环境的污染。