不同养分存在情况下水稻对氮磷钾的利用效果研究

宋淑艳

（天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300384）

土壤中的养分作为控制农作物成长情况和最后成熟的关键要素， 养分的存在情况对农业生产极其重要。 养分的存在情况在一定程度上决定了水稻对于氮磷钾肥料的利用效果。 只有知道了它们之间的相互关系， 才可以使水稻产出高质高量的产品。 氮、磷、钾中无论哪一种元素的缺失都将导致水稻生长发育受到阻碍并使水稻产量降低。所以在了解土壤中养分存在的条件下， 合理施加氮、磷、钾肥才能既不浪费资源、不增加成本，又能产出优质优量的水稻。

1 不同施肥比例造成营养不均衡对水稻生长及结果的影响

1.1 施肥比例的确定

首先在一个空白区域不施肥， 一个区域不施氮肥，一个区域不施磷肥，一个区域不施钾肥，一个区域氮磷钾肥施用比例2∶1∶2 的设定情况下。使用经常使用的测定方法来测定叶片面积、茎根数、植株高度、穗的长度；拿到样品进行烘干来测定它的重量，再碾成粉末测定它的养分含量。 来确定不同施肥比例会对水稻的生长产生什么样的影响［1］。

1.2 不同施肥处理对水稻分蘖的影响

空白区及缺氮区水稻生长的比较矮小， 分蘖少，叶子的颜色不健康并有提前衰败的表现；而全肥区的叶片颜色浓绿， 分蘖力旺盛， 水稻长得最高，且长势整齐；缺钾区次之，然后是缺磷区。成穗率由高到低的顺序为全肥区＞缺钾区＞缺磷区＞缺氮区＞空白区，也就是说在成穗期间钾肥对于水稻的作用大于氮肥和磷肥。

1.3 不同施肥配比对水稻产量的影响

每个经过处理后的水稻的产量由高到低依次是全肥区＞无磷区＞无钾区＞无氮区＞空白区。 各施肥处理产量均高于无肥区处理， 其中全肥区单产产量达到最高， 较空白区大概增产3 000 kg／hm2，增长率高达59.3%；较单一缺肥处理大概增产1 200～2 200 kg／hm2，增长率23.2%～43.0%；单一缺肥处理较空白区处理大概增产1 000～2 000 kg／hm2，增长率19.3%～39.2%。 由此可见，任何一种营养元素的缺少都会导致水稻产量降低［2］。 水稻的相对产量反映了该元素对水稻产量影响的重要程度。缺氮、缺磷和缺钾处理的相对产量分别为73.5%、85.7%和82.0%。 由此可见，在当地水田肥力水平情况下，氮肥是影响水稻产量的主要因素，其次是钾肥，磷肥对产量的影响相对最小，所以在水稻成熟期间氮肥的作用大于磷肥和钾肥。

1.4 不同施肥配比对经济效益的影响

从经济收益上看， 收入最高的是钾元素缺乏的区域，为24 566.95 元／hm2，其次是全肥区、少磷区。而资金投入最为合适的是少钾区，它的施用肥料所花费资金在所有的施肥施用中是最低的，但收益相比较之下却是最高的［3］，因此，如果肥料的使用程度大于正常情况时，收益就会降低［4］。 所以，应该合理的决定肥料的添加量，合理处理氮磷钾三种肥料的配合效果，以减少不必要的浪费，来降低土壤和水环境的污染水平度， 促进农业的可持续发展［5］。

1.5 不同施肥配比对氮磷钾肥利用率的影响

氮磷钾肥料利用效果分别为52.46%、13.80%、24.82%，这表明在这种实验情况下，使用氮肥对水稻产量的影响极其大， 因此在该实验情况下应当控制施用磷肥，合理使用钾肥，合理的使用氮肥， 以免造成不应该的浪费和对环境的不良影响。 而现在肥料的利用效率和肥料对产量的贡献值还比较低， 所以应该引起政府和农业有关部门的重视，来适当地加大对于施肥程度的推广，在使用有机肥料的基础上，合理的改变氮、磷、钾肥的施肥配比，通过这样的方法，逐渐提升肥料的利用效率［6］。

2 不同养分情况下水稻对于氮磷钾的利用效果

2.1 低磷胁迫下水稻对氮磷钾的利用效果

氮、磷、钾是水稻三大营养元素，他们的积累对于物质生产和产量形成有着非常重要的作用［7］。在低磷胁迫的情况下，研究水稻对于氮、磷、钾吸收利用的影响， 了解具有差异的水稻在低磷胁迫下对于氮、磷、钾三种营养元素的吸收能力和利用能力。通过这样的方法，考虑到不同品种水稻植株对氮、磷、钾肥的利用能力，这样才能节约施用氮、磷、钾肥，获得最大的经济效益，减少氮、磷、钾肥流失造成的环境污染和破坏。

综合不同基因型的水稻在低磷环境下对于氮、磷、钾三种肥料的利用效率进行考虑：第一种增强型，在低磷胁迫下对氮、磷、钾肥的利用效果比正常磷环境下对磷肥的利用率明显升高； 第二种受抑制型，在低磷胁迫下对氮、磷、钾肥的利用率较正常磷环境下对磷肥的利用率明显降低；第三种钝感型，在低磷胁迫下对氮、磷、钾肥的利用率较正常磷环境下对磷肥的利用率没有明显差异；第四种互作型，在低磷胁迫下对氮、磷、钾肥的利用率较正常磷环境下对磷肥的利用率完全不一致，三种肥料的吸收会相互影响相互作用。

所以，水稻的不同基因与吸氮量、吸磷量、吸钾量没有明确的关系。 但是不同基因型的水稻在不同与正常环境下的低磷环境中，对于氮、磷、钾的吸收和利用都有明显的变化。 水稻耐低磷基因型，在低磷环境中，对于磷、钾的吸收量较正常环境中会有所下降，而氮的吸收量变化并不明确。所以应该尽量选择增效型水稻， 或者互作型中磷肥利用率较正常环境下增加的水稻［8］。

2.2 秸秆还田下施加氮肥水稻对氮磷钾的利用效果

秸秆是作物生产中较为大量的也是重要的副产物，它含有大量的有机碳。秸秆还田不仅能够提供作物生长所需要的养分， 可以缓解土壤养分耗竭， 还能够改善土壤物理化学结构以及生物化学性质。以粳稻“宁粳三号”作为实验材料，在秸秆还田和不还田的条件下，进行五种氮肥处理，分别为0 g／pot、1 g／pot、1 g／pot、2 g／pot、2 g／pot， 然后比较出秸秆还田前后的氮的利用情况。 在秸秆还田情况下，氮肥使用量会显著影响水稻的含氮量。在秸秆还田的情况下， 低氮处理会比不还田对照组高37.3%， 高氮处理会比不还田对照组高74.4%，具有显著性差异。 处理一段时间后，低氮处理会比不还田对照组高19.5%， 高氮处理会比不还田对照组高42.3%， 经过对比发现秸秆不还田条件下施用氮肥后水稻幼苗氮含量与秸秆还田的氮含量相似。所以在秸秆还田的条件下，氮肥不要施加太多，会造成浪费，有可能造成植株氮含量过高，植株死亡。

在秸秆还田情况下， 氮肥使用量会显著影响水稻的含磷量，但是几乎没有互作效应。处理一段时间后， 低氮处理后的含磷量会比不还田对照组高27.4%， 高氮处理后的含磷量会比不还田对照组高26.3%。在秸秆不还田情况下，施用氮肥后水稻幼苗磷含量与秸秆还田的磷含量相似。 处理一段时间后， 低氮处理后的含钾量会比不还田对照组高36.1%， 高氮处理后的含钾量会比不还田对照组高30%左右。 再过一段时间，高氮处理后的含钾量会比不还田对照组高97.7%。 在秸秆不还田情况下， 施用氮肥后水稻幼苗钾含量与秸秆还田的钾含量相似。所以在秸秆还田的条件下，钾肥不要施加太多［9］。

2.3 炭基复混肥料下水稻对氮磷钾的利用效果

经过研究发现， 稻壳炭具备多孔结构并且含有多种含氧官能团，它含碳量很高，并且有效钾和活性硅的含量也比较高，有助于水稻的生长［10-12］。其中硅含量的增加可以提高水稻对氮肥、 磷肥和钾肥的利用效率［13］。然后以水稻为实验作物，研究在使用炭基肥的情况下水稻对氮、磷、钾肥的利用效率。

以“株两优819”水稻为实验对象，设定炭基肥、普通肥、不施肥三个处理。 然后通过凯氏定氮法测定植株中籽粒和秸秆的全氮［14］，用等离子发射光谱法测定植株中籽粒和秸秆的全磷全钾［15］。然后减去无氮、无磷、无钾区的影响和施加在每公顷的全氮、全磷和全钾的含量，通过计算得出氮、磷、钾肥料的利用效率。 经过实验表明，炭基肥大概能提高水稻对于肥料20%利用效率，也表现出炭基肥对氮、磷、钾三种肥料利用效率的提高顺序为磷肥＞钾肥＞氮肥。

连续两年实验表明：在第一年，水稻经过炭基肥处理后全氮含量均高于普通肥和无肥处理，且比普通肥处理水稻使氮含量提高了2.97%； 炭基肥处理的氮肥利用效率为50.5%， 比普通肥的处理氮肥高出12.47%。 第二年，经过炭基肥处理的水稻的全氮含量均高于普通肥和无肥处理， 且比普通肥处理水稻使氮含量提高了4.71%； 炭基肥处理的氮肥利用效率为62.0%， 比普通肥处理氮肥高出11.31%。

在磷肥利用效率方面， 经过炭基肥处理后的籽粒和秸秆它的含磷量均高于普通肥处理和无肥处理。在第一年，水稻经过炭基肥处理后磷含量与普通肥处理相比，提高了3.79%；炭基肥处理的磷肥利用效率为20.1%， 比普通肥处理增加27.22%。 在第二年，水稻磷含量存在显著性的差异， 经过炭基肥处理的水稻磷含量均高于普通肥处理和无肥处理后的水稻， 炭基肥处理与普通肥处理相比，水稻的磷含量提高了5.66%，达到显著性水平； 经过炭基肥处理的水稻磷肥利用效率为23.5%，比普通肥处理增加34.29%。经过炭基肥处理后的水稻酸性磷酸酶含量会有一定的提高，炭基肥还会增加土壤中磷生物的有效性， 来提高水稻对磷的吸收，提高水稻对磷肥的利用效率。

在钾肥的利用效率方面， 经过炭基肥处理后的水稻籽粒中含钾量均高于普通肥处理和无肥处理， 但是经过炭基肥处理后的秸秆中含钾量与普通肥处理相比，没有显著性的差异。 在第一年，水稻在经过炭基肥处理后钾含量高于普通肥处理和无肥处理的水稻， 炭基肥处理后的水稻的钾肥利用效率为45.7%， 比普通肥处理后的水稻增加了19.95%。 第二年，水稻经过炭基肥处理后的钾含量与普通肥处理和无肥处理存在着显著性的差异， 但炭基肥处理后的水稻钾含量低于普通肥处理，降低了5.66%，这说明两者间存在着显著性的差异； 炭基肥处理后的水稻的钾肥利用率为49.8%，比普通肥处理后的水稻增加20.58%。这说明炭基肥能增加植物对钾素的吸收， 就可以提高水稻对钾肥的利用效率［16］。

实验处理表明， 在田中先施加一定量的炭基肥，可以提高水稻对于氮、磷、钾三种肥料的利用效果， 使得水稻的生产质量和品质得到一定的提升，不但减少了农业经济的前期投入，还可以得到较高的经济回报， 也不会因为过量施肥而导致环境受损。

3 小结

土壤中存在的营养条件， 控制着水稻发育状态和产量的重要要素， 养分含量对农业生产很是重要。我们在施用肥料时，应该综合考虑他们的利用效果，以免对水稻产生不利影响。当把水稻的稻壳灰撒在土中，它的碳含量、有效钾、活性硅含量较高，一方面可以有助于植物生长，而且硅的存在可以增加和提高水稻对氮磷钾肥的利用率。 当土壤经过秸秆还田后，土壤中有机碳含量会升高，会使水稻在幼苗期提高对氮和磷的利用效果， 但对于钾的利用效果不显著。 而有的秸秆还田会导致氮素微生物固持和有效氮含量降低， 进而造成水稻减产。当土壤中低磷情况下，对于磷钾的利用率可能会降低， 但对于氮的吸收利用会较正常增加或一致。当土壤中添加炭基肥时，它会有效地帮助水稻促进对氮磷钾三种物质的吸收与利用， 所以施肥时应该考虑清楚会出现的情况， 以免造成浪费和污染。所以说在不同的养分存在条件下，水稻对于氮、磷、钾的利用率是不同的。 只有掌握各种有针对性的措施，才能实现土壤肥力的有效提高，保证农业发展。