测土配方施肥对水稻产量和肥料利用率的影响

郭 红，赵呈明，李 玲，孟 静，费新茹，许 业

（1.盐城市盐都区农业科学研究所，江苏盐城224011；2.南大盐城环境检测科技有限公司，江苏盐城224600）

水稻是我国的主要粮食作物之一，水稻生产关乎国家安全。盐城市是江苏省水稻生产第一大市[1]，牢牢把握水稻产量是当前保证粮食安全的必然要求。长期以来，化肥的施用对我国粮食增产的贡献率超过40%[2]，但是化肥施用量长期处于过量施用的状况，肥料利用率一直不高。化肥流失已成为我国农业面源污染的重要因素之一。测土配方施肥作为长期推广应用的技术，可根据土壤情况、作物类型作出具有针对性的施肥方案，协调氮磷钾比例，提高肥料利用率，减少农业面源污染[3-4]。为控制盐城市化肥施用总量、优化施肥结构与肥料运筹、改进施肥方式提供科学依据，进行了常规施肥和测土配方施肥方式下的肥料利用率和水稻产量试验。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设于江苏（盐都）现代农业（稻麦）科技综合示范基地（120.041°E、33.356°N），面积1 330 m2。地处盐城市区西郊，光照条件和通风条件均好，地势平坦，田间排灌方便，不受森林和建筑物影响。土壤黏性，肥力中等偏上，地力均匀，前茬为小麦，适合水稻生长。

1.2 供试材料

试验水稻品种为南粳9108，2019年5月29日播种育苗，2019年6月26日人工拉绳定点栽插，基本苗均在9万株/667 m2左右。2019年11月3日收割脱粒。

氮肥为尿素（N质量分数46%），磷肥为地产普钙（P2O5质量分数12%），钾肥为进口氯化钾（K2O质量分数60%）。

1.3 试验设计

试验分成常规施肥和测土配方施肥2个大区，设8个处理，包括常规施肥、常规施肥无氮、常规施肥无磷、常规施肥无钾、配方施肥、配方施肥无氮、配方施肥无磷、配方施肥无钾。各小区面积40 m2（长8 m、宽5 m），小区间设置宽1 m的保护行，小区田埂用塑料膜覆盖，并埋至田埂下20 cm，防止窜水窜肥，各小区均设置独立的进排水口。除施肥外，各小区其他田间管理措施相同。每个处理设置3个重复。

1.4 肥料运筹

常规肥料运筹参考当地种植大户的施肥习惯，常规施肥施氮总量22 kg/667 m2，配方施肥施氮总量18 kg/667 m2。磷肥、钾肥全作基肥，基蘖肥与拔节孕穗肥施用尿素，质量比为5.5︰4.5。各处理施肥用量见表1。

1.5 数据统计与计算

水稻生长期间定期查苗，避开小区边缘，每个小区测3个点取平均值。抽穗后每个小区随机选取5株，测量株高并取平均值。成熟期每个小区随机取15穴用于考种，测定有效穗数、穗长、每穗粒数、结实率和千粒质量。收获前1 d，各小区随机选取5株沿根茎结合处剪断，将茎叶和籽粒分开，混合称质量。烘干后粉碎测定各养分含量。各品种全部现场实收测产，收获产量=收获鲜质量×（1－含水率）/（1－14.5%）[5-6]。

表1 各处理施肥用量 kg/667 m2

以常规施肥区为例，肥料利用率计算如下：常规施肥区氮肥利用率=（常规施肥区作物吸氮总量－无氮区作物吸氮总量）/所施肥料中氮素的总量×100%。其中：常规施肥区作物吸氮总量=常规施肥区产量×施氮下形成100 kg经济产量养分吸收量/100；无氮区作物吸氮总量=无氮区产量×无氮下形成100 kg经济产量养分吸收量/100；每形成100 kg经济产量养分吸收量=（籽粒产量×籽粒养分含量+茎叶产量×茎叶养分含量）/籽粒产量×100。磷肥、钾肥利用率计算方法同氮肥利用率。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻产量结构的影响

从表2可以看出，各大区中无氮区的植株最矮，分别为105.8、106.2 cm，与其他处理有显著差异（P＜0.05）。全肥区的株高最高，但与无磷区和无钾区无显著差异。常规施肥比配方施肥株高稍高，但无显著差异。有效穗数方面，各大区无氮处理有效穗数最少，与其他处理均有显著差异（P＜0.05）。其他处理的有效穗数相当，无显著差异。配方施肥全肥区的有效穗数最多，为19.96万个/667 m2。总粒数、实粒数方面，各处理间的差异性较大。在结实率上，各处理间均无显著差异。常规施肥无氮区的结实率最低，为84.28%；常规施肥全肥区的结实率最高，为91.57%。千粒质量方面，无氮处理小于其他处理，并有显著差异（P＜0.05），其余处理间差异不明显。

从产量上看，各大区中无氮处理产量最低，分别为455.78、444.67 kg/667 m2，与其他处理有显著差异；无磷区和无钾区之间产量相差不大，无显著差异；全肥区产量最高，分别为690.35、685.90 kg/667 m2，与其他处理均有显著差异（P＜0.05）；配方施肥与常规施肥相比，各处理均有增产。

2.2 不同处理对肥料利用率的影响

从表3可以看出，不同处理间的籽粒产量和茎叶产量的变化趋势是一样的，都是全肥区＞无钾区＞无磷区＞无氮区。说明N、P、K均对籽粒产量和茎叶产量有影响，且对籽粒和茎叶的生长效应是一致的，对产量的影响程度为N＞P＞K。常规施肥各处理产量整体比测土配方施肥相应处理产量低（其中常规施肥无磷区茎叶产量高于测土配方施肥无磷区茎叶产量，可能与试验误差有关），说明与常规施肥相比，测土配方施肥更能促进植株生长和产量提高。

从表4可知，水稻常规施肥氮、磷、钾化肥利用率分别为36.94%、13.09%、44.77%，测土配方施肥氮、磷、钾化肥利用率分别为39.87%、18.49%、47.67%。与常规施肥相比，测土配方施肥方式可显著提高肥料利用率，其中，氮肥利用率提高2.93百分点，磷肥利用率提高5.40百分点，钾肥利用率提高2.90百分点。

表2 不同施肥处理的水稻产量结构

表3 各施肥处理产量及养分含量

表4 各处理肥料利用率

3 结论

本试验结果表明，氮、磷、钾3种元素均对水稻的植株性状和产量有影响，其中以氮影响最大，磷、钾之间造成的影响基本无显著差异。水稻的正常生长离不开氮、磷、钾肥料三要素的协调施用。测土配方施肥相较于常规施肥，可以较好地提升水稻植株性状和产量，但二者之间无显著差异。与常规施肥相比，测土配方施肥方式可显著提高肥料利用率，其中：氮肥利用率提高2.93百分点，磷肥利用率提高5.40百分点，钾肥利用率提高2.90百分点。因此，在实际生产中，要重视测土配方施肥，提高肥料利用率，以减少肥料施用量，减少面源污染，降低成本。