基于中酸性潴育水稻土的水稻施肥指標(biāo)體系研究

1、基于中酸性潴育水稻土的水稻施肥指標(biāo)體系研究桃源縣農(nóng)業(yè)局2008年9月 摘 要：本文根據(jù)已有的田間試驗(yàn)結(jié)果，系統(tǒng)的提出了桃源縣中酸性潴育水稻土的測(cè)土配方施肥技術(shù)參數(shù)；分析比較了相對(duì)產(chǎn)量、相對(duì)吸收量與土壤養(yǎng)分測(cè)試值的關(guān)系，認(rèn)為根據(jù)P、K養(yǎng)分相對(duì)吸收量劃分土壤P、K豐缺指標(biāo)更符合生產(chǎn)實(shí)際，并據(jù)此提出了基于中酸性潴育水稻土的P、K豐缺指標(biāo)。采用一元二次回歸或線性加平臺(tái)模型，擬合了不同肥力條件下水稻的N、P、K肥料效應(yīng)模型，依據(jù)模型提出了不同肥力水平（目標(biāo)產(chǎn)量）下水稻的N肥推薦用量和不同土壤P、K豐缺等級(jí)的水稻P、K推薦施用量。關(guān)鍵詞：測(cè)土施肥 指標(biāo)體系 潴育水稻土 水稻建立和完善測(cè)土配方施肥技術(shù)指標(biāo)體

2、系是實(shí)施測(cè)土配方施肥的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作。測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系研究一般包括3個(gè)方面的內(nèi)容：（1）相關(guān)研究。目的是通過(guò)相關(guān)分析，研究不同土壤有效養(yǎng)分測(cè)試方法作物相對(duì)產(chǎn)量或養(yǎng)分相對(duì)吸收量的相關(guān)性，從而篩選出土壤有效養(yǎng)分提取測(cè)試方法。由于測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范已經(jīng)對(duì)土壤測(cè)試方法進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范，因此實(shí)質(zhì)上目前施肥指標(biāo)體系研究中沒有包括此項(xiàng)工作。（2）建立土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)。通過(guò)校驗(yàn)研究，對(duì)多年多點(diǎn)田間試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出作物相對(duì)產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分測(cè)試值的數(shù)學(xué)關(guān)系，再以相對(duì)產(chǎn)量50、75、95為標(biāo)準(zhǔn)，獲得土壤養(yǎng)分豐、中、缺的指標(biāo)。（3）建立主要作物推薦施肥指標(biāo)。在建立土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)的

3、基礎(chǔ)上，通過(guò)建立肥料效應(yīng)回歸模型，提出針對(duì)不同肥力水平的推薦施肥量。桃源縣共有耕地面積127.53萬(wàn)畝，其中水田100.49萬(wàn)畝，旱地27.04萬(wàn)畝。水田中，中酸性潴育水稻土面積76.65萬(wàn)畝，占到水田總面積的76.3。自2005年正式啟動(dòng)測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目以來(lái)，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施要求，突出重點(diǎn)開展了基于中酸性潴育水稻土的水稻肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)，20062007年共完成水稻3415試驗(yàn)17個(gè)，氮磷鉀不同用量試驗(yàn)9個(gè)，肥效校正試驗(yàn)70個(gè)。本文根據(jù)兩年（包括2008年早稻）的田間試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)桃源縣中酸性潴育水稻土的水稻施肥指標(biāo)體系進(jìn)行初步的探討。1 測(cè)土配方施肥技術(shù)參數(shù) 農(nóng)業(yè)部測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范（試行

4、）修訂稿推薦的3415試驗(yàn)信息量大，效率高，不僅可以滿足相關(guān)分析、建立土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)和推薦施肥指標(biāo)的需要，還可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果直接或間接計(jì)算出一系列測(cè)土配方施肥技術(shù)參數(shù)。1.1 基礎(chǔ)地力無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量（空白產(chǎn)量）代表土壤的基礎(chǔ)地力。由于肥效校正試驗(yàn)供試品種沒有統(tǒng)一，而品種間（主要是雜交稻和常規(guī)稻）生產(chǎn)潛力有明顯的差異，因此在進(jìn)行空白產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)時(shí)，先計(jì)算出常規(guī)稻相對(duì)于雜交稻的產(chǎn)量系數(shù)，在根據(jù)產(chǎn)量系數(shù)進(jìn)行產(chǎn)量校正。1.1.1 地力產(chǎn)量及地力貢獻(xiàn)率表1為桃源縣20062007年田間試驗(yàn)空白產(chǎn)量、全肥區(qū)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我縣早稻（36丘）平均地力產(chǎn)量為267.4kg/畝，不同地塊之間差異較大，最低136.8kg

5、/畝，最高376.1kg/畝，土壤基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率（相對(duì)產(chǎn)量）平均為64.2，最低43.5，最高85.4；29丘晚稻平均地力產(chǎn)量274.7kg/畝，最低190.8kg/畝，最高381.5kg/畝，土壤基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率平均68.5，最低48.6，最高84.7；5丘中稻地力產(chǎn)量平均為304.8kg/畝，最低236kg/畝，最高338.6kg/畝，地力產(chǎn)量貢獻(xiàn)率平均63.7，最低51.5，最高89.7。1.1.2 不同類型土壤地力產(chǎn)量比較對(duì)不同類型土壤地力產(chǎn)量分析統(tǒng)計(jì)的結(jié)果（表2），不同土種之間地力產(chǎn)量存在明顯的差異，早稻地力產(chǎn)量：河沙泥河潮泥紅黃泥酸紫泥，晚稻地力產(chǎn)量：河潮泥河沙泥紅黃泥酸紫泥，這一結(jié)

6、果與生產(chǎn)實(shí)際基本吻合。表1 桃源縣主要土壤基礎(chǔ)地力作物試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)項(xiàng)目空白產(chǎn)量(kg/畝)全肥區(qū)（配方區(qū)）產(chǎn)量(kg/畝)相對(duì)產(chǎn)量()早稻36平均267.4416.364.2幅度136.8376.1309.2481.943.585.4晚稻29平均274.7401.668.5幅度190.8381.5285.8494.448.684.7中稻5平均304.8478.263.7幅度236.0338.6350.0623.951.589.7表2 不同類型土壤地力產(chǎn)量比較作物試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)土種空白產(chǎn)量全肥區(qū)（配方區(qū)）產(chǎn)量相對(duì)產(chǎn)量(kg/畝)(kg/畝)()早稻36河潮泥262.8 417.363.0 河沙泥287.8

7、 413.369.7 紅黃泥254.4 421.360.5 酸紫泥246.0 401.661.3 晚稻29河潮泥328.7 420.378.3 河沙泥304.3 403.975.5 紅黃泥249.3 386.365.1 酸紫泥246.6 406.760.6 1.1.3 地力產(chǎn)量與目標(biāo)產(chǎn)量的關(guān)系將試驗(yàn)全肥區(qū)（配方區(qū)）產(chǎn)量理解為目標(biāo)產(chǎn)量，目標(biāo)產(chǎn)量與地力產(chǎn)量之間存在明顯的正相關(guān)，即地力產(chǎn)量高的地塊可以獲得較高的目標(biāo)產(chǎn)量，這為我們通過(guò)地力產(chǎn)量預(yù)測(cè)目標(biāo)產(chǎn)量提供了依據(jù)。早稻、晚稻目標(biāo)產(chǎn)量與基礎(chǔ)地力產(chǎn)量的關(guān)系分別為：早稻 y0.7135x+225.5， r0.6919*(n=36)；晚稻 y0.6525x+

8、222.4， r0.6517*(n=29)。圖1 早稻目標(biāo)產(chǎn)量與地力產(chǎn)量的關(guān)系圖2 晚稻目標(biāo)產(chǎn)量與地力產(chǎn)量的關(guān)系1.2 相對(duì)產(chǎn)量相對(duì)產(chǎn)量是指缺素區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量的百分比，是劃分土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)的重要參數(shù)，表3是根據(jù)2006-2007兩年的田間試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出的早中晚稻的N、P、K相對(duì)產(chǎn)量，不同養(yǎng)分相對(duì)產(chǎn)量之間有明顯的差異，且早、中、晚稻趨勢(shì)一致，以P的相對(duì)產(chǎn)量最高，K次之，N最低；早、中、晚稻相對(duì)產(chǎn)量之間也表現(xiàn)一定的差異，N的相對(duì)產(chǎn)量以中稻最高，早稻最低，顯然與早稻生長(zhǎng)期間氣溫較低，土壤供氮能力較弱有關(guān)；P的相對(duì)產(chǎn)量以晚稻最高，平均達(dá)到95.5，與生產(chǎn)實(shí)際中晚稻施用磷肥效果不明顯的趨勢(shì)一致，而

9、早中稻P的相對(duì)產(chǎn)量差別不大；K的相對(duì)產(chǎn)量早稻和中稻無(wú)明顯的差異，晚稻最低，顯然是因?yàn)橥ㄟ^(guò)早稻一季的吸收，土壤速效鉀含量水平下降所致，對(duì)試驗(yàn)前后土壤取樣化驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)后土壤速效鉀含量明顯低于試驗(yàn)前，因此晚稻要特別注重鉀肥的施用。表3 水稻NPK相對(duì)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)作物相對(duì)產(chǎn)量NPK早稻62.4(10)89.9(8)86.1(10)晚稻68.9(7)95.5(6)80.0(6)中稻76.9(4)88.7(3)85.6(4)平均66.9(21)94.0(17)84.8(20)1.3 相對(duì)養(yǎng)分吸收量相對(duì)養(yǎng)分吸收量是指缺素區(qū)N、P、K養(yǎng)分吸收量占全肥區(qū)養(yǎng)分吸收量的百分比，客觀上反映了土壤養(yǎng)分貢獻(xiàn)率的大小，是

10、進(jìn)行相關(guān)分析（校驗(yàn)研究），篩選土壤有效養(yǎng)分測(cè)試方法的重要參數(shù)。表4 水稻NPK相對(duì)養(yǎng)分吸收量統(tǒng)計(jì)作物相對(duì)吸收量（）NPK早稻47.1 84.3 66.6 晚稻54.2 100.9 63.9 中稻58.5 92.5 78.4 平均52.5 91.9 69.0 表4的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，不同作物的N、P、K相對(duì)養(yǎng)分吸收量差異與相對(duì)產(chǎn)量差異表現(xiàn)一致的趨勢(shì)，早中晚稻均以N的相對(duì)吸收量最低，P的相對(duì)吸收量最高，N的相對(duì)吸收量以早稻最低，中稻最高，其中早稻N的相對(duì)吸收量平均只有47.1，即對(duì)早稻來(lái)說(shuō)，土壤N素的貢獻(xiàn)率不到50，P的相對(duì)吸收量以晚稻最高，達(dá)到100，早稻最低，為84.3，K的相對(duì)吸收量以中稻最高，

11、晚稻最低。1.4 肥料利用率根據(jù)空白區(qū)和全肥區(qū)N、P、K養(yǎng)分的吸收量計(jì)算出養(yǎng)分利用率（表5），由于土壤養(yǎng)分供應(yīng)量是以空白區(qū)產(chǎn)量為基礎(chǔ)計(jì)算出來(lái)的，沒有考慮肥料的激發(fā)效應(yīng)，事實(shí)上施肥能夠明顯促進(jìn)作物對(duì)土壤中養(yǎng)分的吸收，因此表4中的肥料利用率特別是P的利用率顯然被高估。表5 NPK養(yǎng)分利用率計(jì)算表作物養(yǎng)分利用率NPK早稻33.243.248.1晚稻28.815.949.1中稻34.334.149.9平均34.734.948.91.5 單位產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果和植株化驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得出單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量N、P、K養(yǎng)分吸收量（表6），早稻100kg產(chǎn)量N、P2O5、K2O平均吸收量分別為1.65、0.9

12、3、2.29kg，NPK吸收比例為1：0.56：1.39，晚稻100kg 產(chǎn)量N、P2O5、K2O吸收量分別為1.74、0.56、2.10kg，N、P、K吸收比例為1：0.32：1.21，其N、K吸收量與早稻相差不大，P的吸收比例明顯低于早稻，中稻100kg產(chǎn)量N、P2O5、K2O吸收量明顯高于早、晚稻，分別為2.14、1.09和2.92kg，三要素吸收比例為1：0.51：1.36。表6 水稻單位產(chǎn)量NPK養(yǎng)分吸收量作物100kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量(kg)NP2O5K2ON: P2O5: K2O早稻1.65 0.93 2.29 1:0.56:1.39晚稻1.74 0.56 2.10 1:0.3

13、2:1.21中稻2.14 1.09 2.92 1:0.51:1.36平均1.83 0.90 2.47 1:0.49:1.352 土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo) 2.1 水稻相對(duì)產(chǎn)量與土壤有效養(yǎng)分測(cè)試值之間的關(guān)系分析相對(duì)產(chǎn)量與土壤有效養(yǎng)分測(cè)試值之間的關(guān)系，N的相對(duì)產(chǎn)量與土壤全N、堿解N之間均無(wú)相關(guān)性，說(shuō)明依據(jù)相對(duì)產(chǎn)量劃分土壤N的豐缺狀況不可行；無(wú)P區(qū)相對(duì)產(chǎn)量與土壤有效P（0.5mol/L NaHCO3浸提鉬銻抗比色法）有很好的相關(guān)性（圖3）；無(wú)K區(qū)相對(duì)產(chǎn)量與土壤速效K（1.0mol/L NH4Ac浸提火焰光度法）亦有很好的相關(guān)性（圖4）。圖3 水稻無(wú)P區(qū)相對(duì)產(chǎn)量與土壤有效P的關(guān)系圖4 水稻無(wú)K區(qū)相對(duì)產(chǎn)量與土壤

14、速效K的關(guān)系 從圖3可以看出，試驗(yàn)樣點(diǎn)土壤有效磷含量在3.527.3mg/kg之間，盡管無(wú)P區(qū)相對(duì)產(chǎn)量與土壤有效磷之間有顯著的相關(guān)性，但施用磷肥的總體效果偏低，相對(duì)產(chǎn)量均在85以上；圖4結(jié)果顯示，試驗(yàn)樣點(diǎn)速效鉀含量在35169mg/kg之間，但高鉀的樣點(diǎn)太少，尚需要通過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)加以完善。2.2 水稻相對(duì)養(yǎng)分吸收量與土壤有效養(yǎng)分測(cè)試值的關(guān)系分析水稻N、P、K相對(duì)吸收量與土壤有效養(yǎng)分測(cè)試值之間的關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)，土壤N素相對(duì)吸收量與土壤全N、堿解N之間相關(guān)性不好，而P、K相對(duì)吸收量分別與土壤有效P、速效K之間呈顯著的對(duì)數(shù)相關(guān)（圖5、圖6），說(shuō)明土壤有效P、速效K測(cè)試值能夠反映土壤有效P、K的供應(yīng)

15、水平。圖5 水稻P2O5相對(duì)吸收量與土壤有效P的關(guān)系圖6 水稻K2O相對(duì)吸收量與土壤速效K的關(guān)系2.3 磷、鉀養(yǎng)分豐缺指標(biāo)目前劃分養(yǎng)分豐缺指標(biāo)通行的做法是以相對(duì)產(chǎn)量為依據(jù)，即依據(jù)相對(duì)產(chǎn)量與土壤測(cè)試值的關(guān)系，按照相對(duì)產(chǎn)量大于95%為高、7595之間為中、5075之間為低、小于50為極低的標(biāo)準(zhǔn)，劃分出相應(yīng)的土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)。但我們以相對(duì)產(chǎn)量為依據(jù)劃分土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)時(shí)發(fā)現(xiàn)有以下幾方面的問(wèn)題：（1）作物對(duì)不同肥料養(yǎng)分的依存率有很大的差異，如水稻對(duì)鉀的依存率明顯的高于對(duì)磷的依存率，無(wú)鉀區(qū)的相對(duì)產(chǎn)量在68.499.6%，平均84.0%，而無(wú)磷區(qū)相對(duì)產(chǎn)量在85.6100%，平均94.0%，完全依據(jù)相對(duì)產(chǎn)量

16、劃分豐缺指標(biāo)，土壤速效鉀可以劃分為高、中、低3級(jí)，土壤有效磷只能劃分為高、中兩級(jí)，顯然與生產(chǎn)實(shí)際不符；（2）作物的產(chǎn)量除了受到土壤供肥狀況和施肥的影響外，還會(huì)受其它因素的影響，而作物對(duì)養(yǎng)分的吸收除了土壤供肥狀況和施肥影響外，受到其它因素的影響相對(duì)較小，因而不同養(yǎng)分相對(duì)吸收量之間的差異較小，以相對(duì)吸收量為依據(jù)劃分的土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)更接近于實(shí)際。表7是分別按照相對(duì)產(chǎn)量、相對(duì)吸收量大于95%為高、7595之間為中、5075之間為低、小于50為極低的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)圖3圖6關(guān)系，得出桃源縣水稻不同等級(jí)相對(duì)產(chǎn)量、相對(duì)吸收量對(duì)應(yīng)的土壤測(cè)試值。從表7可以看出，依據(jù)相對(duì)產(chǎn)量計(jì)算得出的土壤養(yǎng)分豐缺分級(jí)與依據(jù)相對(duì)吸收量

17、計(jì)算得出的土壤養(yǎng)分豐缺分級(jí)比較，無(wú)論是土壤有效磷還是土壤速效鉀，高含量臨界值差異均不大，但中、低含量臨界值差異較大，很明顯，后者更接近與實(shí)際。有鑒于此，我們以水稻相對(duì)吸收量為依據(jù)，劃分桃源縣中酸性潴育水稻土的P、K養(yǎng)分豐缺指標(biāo)（表8）。表7 桃源縣水稻不同等級(jí)相對(duì)產(chǎn)量、相對(duì)吸收量對(duì)應(yīng)的土壤測(cè)試值項(xiàng)目分級(jí)土壤養(yǎng)分測(cè)試值(mg/kg)有效P速效K相對(duì)產(chǎn)量95%高12.71567595%中0.2412.7391565075%低0.2473950%極低95%高12.41507595%中5.412.4831505075%低1.95.4398350%極低12.5150中5.512.585150低2.05.54085極低2.04754008.59.57.08.0中肥42547535040010.011.08.09.0低肥4254759.510.0中肥4254759.510.5低肥4758.09.0中肥4254759.09.53.3 水稻P肥效應(yīng)模型與推薦施P量根據(jù)表8土壤有效P分級(jí)結(jié)果，將同一作物土壤有效P含量在相同豐缺等級(jí)的3415試驗(yàn)4、5、6、7的產(chǎn)量結(jié)果以及磷肥用量試驗(yàn)的產(chǎn)量結(jié)果合并或平均，建立不同土壤有效P水平下早、中稻磷肥效應(yīng)回歸模型（圖8圖9），根據(jù)P肥效