不同施肥技术对蔬菜后作水稻产量及养分积累的影响

杨绍聪，张 钟，吕艳玲，张艳军，沐 婵，李晓亮，李泉清，钱荣青

(云南省玉溪市农业科学院，云南 玉溪 653100)

不同施肥技术对蔬菜后作水稻产量及养分积累的影响

杨绍聪，张 钟，吕艳玲，张艳军，沐 婵，李晓亮，李泉清，钱荣青

(云南省玉溪市农业科学院，云南 玉溪 653100)

针对云南抚仙湖径流区蔬菜-水稻轮作生产上的施肥量偏大或过量、施肥方法不合理等问题，通过“L9(34)正交表+3个处理”的试验，研究不同施肥技术对水稻产量和养分积累的影响。结果表明：①砂壤土田块水稻高产高效的施肥技术是N 225～255 kg/hm2、P2O50～90 kg/hm2、K2O 0～37.5 kg/hm2、按“基肥50 %-分蘖肥30 %-穗肥20 %”或“基肥50 %-分蘖肥20 %-穗肥30 %” 施用氮肥，水稻产量为10 617～12 073 kg/hm2; 粘壤土田块水稻高产高效的施肥技术是：N 120～180 kg/hm2、P2O50～60 kg/hm2、K2O 0～60 kg/hm2、按“基肥70 %-分蘖肥30 %-穗肥0 %”或“基肥50 %-分蘖肥20 %-穗肥30 %”或“基肥50 %-分蘖肥30 %-穗肥20 %”施用氮肥，水稻产量为10 387～12 036 kg/hm2； 适当的施氮(沙壤土225～255 kg/hm2，粘壤土120～180 kg/hm2)才能对水稻形成增产，穗肥施用氮肥促进砂壤土水稻增产9.16 %～10.68 %，不同氮肥施用比例对粘壤土水稻产量无显著影响，施P2O5对水稻产量无显著影响。②氮磷主要积累在籽粒中(氮45.87 %～69.12 %，磷34.90 %～76.56 %)，籽粒中氮、磷的积累量均与水稻产量具有较强相关性。当施氮为砂壤土0～150 kg/hm2，粘壤土0～120 kg/hm2时，籽粒氮素积累量随施氮量的增加而提高，若继续施氮，其再无显著变化，增加的氮素积累量主要表现在茎叶部位(氮素增幅7.02 %～20.15 %)。磷肥施用对水稻磷素积累影响不大，穗肥施用氮肥增加了籽粒的氮磷积累量。因此，适当施用氮肥，穗肥施用氮肥，少施或不施磷钾肥是当地今后一段时间水稻施肥的重要技术策略，其不仅节约成本、水稻高产，而且减少农田氮磷流失，对保护抚仙湖水质具有重要意义。

施肥技术；后作水稻；产量；养分积累

滇中玉溪拥有的抚仙湖、星云湖及杞麓湖(简称“三湖”)，是云南省九大高原湖泊中的3个重要湖泊，发挥着提供调蓄水资源、防洪涝和实施农业灌溉、保护生态环境、调节湖泊水陆系统循环、栖息繁衍水生动植物、涵养地下水、调节气候和旅游观光等多种功能[1]。近10多年来，玉溪“三湖”径流区的澄江坝子、江川坝子及通海坝子，蔬菜种植面积较大，是玉溪蔬菜生产的主产区。杞麓湖径流区的通海坝子周年均种植蔬菜，抚仙湖径流区的澄江坝子及星云湖径流区的江川坝子小春季以种植蔬菜为主，大春季搭配种植有水稻作物。然而，由于蔬菜田块特别是菜豌豆田块的大量或过量施肥[2-3]，不仅增加了土壤中N、P等养分的残余量，而且也加大了养分的流失量，结果造成了诸多资源浪费、环境污染以及生态失衡，特别是会对湖泊水质产生影响[4-9]，同时也影响后作水稻生产。据笔者2010年调查，在澄江坝子水稻生产上，大部分农户施氮量为171.0～441.0 kg/hm2(平均306.0 kg/hm2)、施P2O5量34.5～288.0 kg/hm2(平均114.0 kg/hm2)、施K2O 量为0～382.5 kg/hm2(平均45.0 kg/hm2)，施肥方法很少施用穗肥，造成水稻贪青晚熟、倒伏，个别田块穗瘟发生危害严重，最终影响到了水稻产量。

有关水稻施肥对产量和养分积累的影响报道较多，主要集中在施氮量和氮磷钾配合施肥方面[10-16]，而关于结合水稻不同施肥方式(不同生育期施肥)和施肥量对水稻产量和养分积累影响方面却少有报道[17]，特别是针对抚仙湖径流区的研究目前尚未见有报道。

为此，笔者于2011-2012年，通过试验研究，分析探索不同施肥技术对蔬菜后作水稻产量和养分积累的影响，提出科学合理的施肥技术，为当地的水稻高产高效生产提供数据支撑和理论依据，对削减农业面源污染和保护抚仙湖水质具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2011-2012年，在云南省玉溪市澄江县的右所镇和龙街镇进行田间试验，试验点属于高肥力田块，土壤基本理化性状和前作情况见表1。

2年的试验水稻品种均为楚粳28号，塑盘旱育秧，秧龄50 d左右。

1.2 试验设计及方法

根据2010年水稻生长状况及对农户水稻施肥情况的调查结果，以及土壤类型分布，从施肥量和氮肥施用比例采用“L9(34)正交表+3个处理”的方法共设置24个试验处理，2012年的肥料用量根据2011年的试验研究进行调整，具体详见表2。小区面积15 m2，每处理3次重复，随机区组排列，每个小区栽540丛秧苗，每丛栽4苗，5月初移栽，9月中旬收获。氮肥采用尿素(含N 46 %)、钾肥采用硫酸钾(含K2O 50 %)、磷肥采用普钙(含P2O516 %)，磷肥全部作基肥施用，钾肥全部作穗肥施用。在田块平整的基础上进行小区排列及隔离，为了保持耕作层土壤的原始性，采用加厚塑料膜隔离法。小区四周及小区间采用双层的加厚塑料膜隔离，塑料膜一端垂直埋于土壤中40 cm处，另一端高于土壤40 cm，并用竹杆固定，每个小区设有进排水装置，区组间设计有进排水通道。

表1 试验前基础土壤养分状况及前作

注：SL代表砂壤土，CL代表粘壤土，下同。

Notes： SL meant sandy loam, CL meant clay loam and the same as below.

表2 不同处理的氮肥施用方法及养分用量[L9(34)+3]

注：T1～T9和T1′～T9′处理采用正交表设计；氮肥按“基肥-分蘖肥-穗肥”的比例施用；2011年砂壤土和粘壤土的施氮量同等；2012年施氮量栏()内的数值为粘壤土试验的施N量，下同。

Notes：Treatments of T1-T9 and T1′-T9′ were designed by orthogonal list; Nitrogen was applied by percentage of ‘base fertilizer-tillering fertilizer-panicle fertilizer’; Nitrogen was applied equally in sandy loam and clay loam in 2011; Data in brackets of application N column were these amounts of application nitrogen in clay loam, and the same as below.

1.3 样品采集及检测方法

土壤样品的采集：田块平整好后，在试验区内采用“S”型布点，采集20个样点的耕作层混合土样进行养分检测。水稻植株样品的采集：在水稻成熟收获之前进行，按处理重复进行，每小区采集5丛，分成籽粒与茎叶两部分，共采集植株样品288个，检测全量的N、P、K。土壤样品检测pH、有机质，有效态N、P、K等项目，采用标准方法[18]检测。砂壤土及粘壤土的测定采用指测法[18]；植株样品全量N、P、K等项目，采用标准方法[19]检测。样品测试分析单位是具有省级计量认证资质的玉溪市农业分析测试中心。

1.4 计算及数据处理

肥料利用率的计算方法[20]：

植株总氮(磷)素积累量=籽粒氮(磷)素积累量+茎叶氮(磷)素积累量，

氮(磷)肥吸收利用率( %)=[施氮(磷)区植株氮素积累量-空白区植株氮(磷)素积累量]/ 施氮(磷)量×100，

氮(磷)肥农学利用率(kg/kg)=[施氮(磷)区水稻产量-空白区水稻产量]/施氮(磷)量。

试验数据用Excel 2003和SPSS 15.0软件进行统计分析，用方差分析和最小显著法(LSD)检验试验数据的差异显著性水平。

2 结果与方析

2.1 不同施肥技术对蔬菜后作水稻产量的影响

由表3可知，不同施肥技术对蔬菜后作水稻的产量产生了明显影响。砂壤土田块，2011年水稻产量排名位居前列的是T5> T2> T3> T6> T12，水稻产量为10 617～11 037 kg/hm2，处理间差异不显著，但却显著高于其他7个处理，特别是高出了水稻产量最低的无肥处理T10(5817 kg/hm2)82.52 %～89.74 %。不施用氮肥的T11(施用了磷肥和钾肥)与T10的水稻产量接近。2012年水稻产量排名位居前列的是T5′> T2′> T8′> T12′，产量为11 377～12 073 kg/hm2，处理间差异不明显，高出无肥处理T10′(9012 kg/hm2)26.24 %～33.97 %，产量较低的是T10′和T11′(两者差异不明显)。根据2年的试验结果，水稻产量较高的处理是T5、T2、 T12、T5′、T2′和T12′，特别是T12和T12′，尽管两者不施磷肥，但产量却很高。同时考虑肥料施用量分析后可知，砂壤土田块水稻高产高效的施肥技术是：N 225～255 kg/hm2、P2O50～90 kg/hm2、K2O 0～37.5 kg/hm2、氮肥按“基肥50 %-分蘖肥30 %-穗肥20 %”或“基肥50 %-分蘖肥20 %-穗肥30 %” 施用，水稻产量为10 617～12 073 kg/hm2。

粘壤土田块，2011年T1-T9以及T11和T12等11个处理的水稻产量为10 387～10 737 kg/hm2，处理间差异不明显，但却显著高于无肥处理T10(9 600 kg/hm2)8.20 %～11.84 %。2012年水稻产量排名位居前列的是T8′> T7′> T5′> T1′> T12′> T4′，水稻产量值为11 383～12 036 kg/hm2，处理间差异不显著，但它们(T12′和T4′除外)却显著高于其他6个处理，高出无肥处理T10′(10 447 kg/hm2)8.96 %～15.21 %，不施用氮肥的T11′(施用了磷肥和钾肥)与无肥处理T10′的水稻产量无显著差异。根据2年的试验结果，综合考虑水稻产量和肥料施用量，粘壤土田块水稻高产高效的施肥技术是N 120～180 kg/hm2、P2O50～60 kg/hm2、K2O 0～60 kg/hm2、氮肥按“基肥70 %-分蘖肥30 %-穗肥0 %”或“基肥50 %-分蘖肥20 %-穗肥30 %”或“基肥50 %-分蘖肥30 %-穗肥20 %”施用，水稻产量为10 387～12 036 kg/hm2。

从表4可知，穗肥施用氮肥，可以促进砂壤土田块水稻增产，比不施用穗肥增产9.16 %～10.68 %。不同氮肥施用比例对粘壤土田块水稻产量无显著影响。当砂壤土田块施氮量由150 kg/hm2增加到255 kg/hm2时，水稻产量由9 336 kg/hm2显著增加到最高产量10 594 kg/hm2，随着施氮量的增加(255～360 kg/hm2)，水稻产量变化无差异，说明了当施氮150～255 kg/hm2，水稻产量与施氮量显著相关，当施氮255～360 kg/hm2时，水稻产量与施氮量没有相关性。当粘壤土田块施氮120～180 kg/hm2时，水稻产量与施氮量无相关性，随着施氮量的增加(180～240 kg/hm2)，水稻产量显著降低。施P2O5对砂壤土和粘壤土田块的水稻产量无显著影响。

表3 不同施肥处理对菜后水稻产量的影响

注：同列数据后不同字母表示处理间差异达到5 %显著水平，下同。

Note： Values followed by different letters in the same column meant significance among treatments at 0.05 level.The same as below.

表4 不同施肥量和施肥比例对蔬菜后作水稻产量的影响

2.2 不同施肥技术对蔬菜后作水稻植株氮素积累量的影响

从表5可知，不同处理对水稻植株氮素积累量影响明显，积累的氮素主要分配在水稻籽粒中，砂壤土田块水稻籽粒积累氮53.81 %～69.12 %，粘壤土田块水稻籽粒氮积累量为45.87 %～61.22 %。分析2年的试验结果表明，砂壤土田块水稻籽粒氮积累量较高的处理有T5、T6、T12、T8、T5′、T6′、T12′和T8′，氮素积累量为109.9～127.8 kg/hm2；粘壤土田块水稻籽粒氮积累量较高的处理有T2、T9、T3、T12、T1、T5′、T8′、T2′和T1′，氮素积累量为104.7～124.1 kg/hm2。

从表6可知，2年的试验结果表明，不同施氮量对水稻植株氮素积累量能产生显著的影响。在一定施氮范围内(砂壤土0～150 kg/hm2，粘壤土0～120 kg/hm2)，水稻籽粒氮素积累量随着施氮量的增加而提高，随着施氮量的继续增加，籽粒中氮素积累量无显著变化，增加的氮素积累量主要表现在茎叶部位(氮素增幅7.02 %～20.15 %)。

从表7可知，2年的试验结果表明，水稻不同生育期不同氮肥施用比例对植株氮素积累量影响不明显，但籽粒、茎叶部位的氮素积累均以穗肥施用氮肥的较高。

2.3 不同施肥技术对蔬菜后作水稻植株磷素积累量的影响

由表8可知，积累的磷素主要分配在水稻籽粒中，砂壤土田块水稻籽粒积累磷59.13 %～76.56 %，粘壤土田块水稻籽粒磷积累量为34.90 %～68.24 %。根据2年的试验结果分析可知，砂壤土田块水稻籽粒磷积累量较高的处理有T2、T5、T6、T3、T8、T12、T2′、T5′等，磷素积累量为24.3～29.9 kg/hm2；粘壤土田块水稻籽粒磷素积累量较高的处理有T8、T7、T6、T5、T4、T1、T8′、T7′、T6′等，磷素积累量为23.8～30.1 kg/hm2。

表5 不同处理对不同土壤类型蔬菜后作水稻植株氮素积累量的影响

表6 不同施氮量对不同土壤类型的蔬菜后作水稻植株氮素积累量的影响

表7 不同施氮比例对不同土壤类型的蔬菜后作水稻植株氮素积累量的影响

从表9可知，2011年砂壤土田块水稻籽粒、茎叶以及全株的磷素积累量，表现为施磷肥比不施磷肥显著提高，且以施P2O5量45 kg/hm2的略高，当施P2O5量继续增加时，磷肥的施用对水稻磷素积累无显著影响。2011年粘壤土及2012年的2类田块的试验结果表明，在施P2O5量0～60 kg/hm2，水稻籽粒、茎叶以及植株磷素积累量差异不明显,说明了磷肥施用对水稻磷素积累影响不大。

从表10可知，2年的试验结果表明，水稻不同生育期不同氮肥施用比例对水稻籽粒、茎叶部位的磷素积累量，以及植株磷素总积累量的影响不明显。但2011年试验的砂壤土田块水稻籽粒、茎叶部位的磷素积累，以及植株磷素总积累均以穗肥施用氮肥的较高。

3 讨 论

长期以来，水稻生产普遍存在盲目施肥、偏施氮肥和氮磷钾投入比例不合理等现象[21]，结果是限制了肥料的增产效应，甚至导致水稻减产[10]。科学施用氮肥和做好氮肥运筹技术(不同生育时期施用比例)是水稻优质高产的重要策略[21-23]。在本研究中，当施用了磷钾肥而不施氮肥时(表3中T11和T11′)，水稻产量比较低，接近无肥处理的水稻产量(表3)，说明了氮是水稻生产中必须的营养，如果没有氮肥,作物的产量就得不到提高，这与韩晓日等[24]在1995年的试验结果一致。然而，施氮量只在一定范围内(砂壤土225～255 kg/hm2，粘壤土120～180 kg/hm2)才能促进水稻增产，过多施氮对水稻产量没有形成增产(表3～4)，这与很多人的研究结果是一致的[15-16]，表明了水稻适当施氮就已经可以获得高产，过多施氮并不是获得水稻高产的充分必要措施。相反，过量施氮会直接或间接导致水稻倒伏、病虫害加剧、产量下降等问题[25]。相关研究表明，氮肥施用方式对水稻产量有显著影响[17]，本研究也证明了这一点，穗肥施用氮肥促进砂壤土田块水稻增产9.16 %～10.68 %(表4)，因此，应改变习惯的氮肥施用方法(基蘖肥与穗肥比重视穗肥施用，可采用本研究的氮肥按“基肥50 %-分蘖肥30 %-穗肥20 %”或“基肥50 %-分蘖肥20 %-穗肥30 %” 施用(表4)。磷、钾是水稻生长必不可少的营养[12,26]，本研究中，施用磷肥和钾肥对水稻产量没有显著影响(表3～4)，特别是不施磷肥的处理(T12、T12′)水稻产量仍然很高(表3)，这可能与当地土壤含有很高的磷和钾有关(表1)，表明当地在今后一段时间，可以少施为10∶0)[17]，或不施磷肥和钾肥，这样可以削减磷对当地农业的面源污染，有利于保护抚仙湖水质环境。

表8 不同处理对不同土壤类型蔬菜后作水稻植株磷素积累量的影响

表9 不同施磷量对不同土壤类型的蔬菜后作水稻植株磷素积累量的影响

表10 不同施氮比例对不同土壤类型的蔬菜后作水稻植株磷素积累量的影响

根据抚仙湖径流区当地农户习惯的水稻施氮量(平均306.0 kg/hm2)和施P2O5量(平均114.0 kg/hm2)以及本研究确定的最大水稻产量施氮量(砂壤土225～255 kg/hm2，粘壤土120～180 kg/hm2)和施P2O5量(砂壤土0～90 kg/hm2，粘壤土0～60 kg/hm2)进行计算比较。相比习惯施肥方法，沙壤土水稻高产高效施肥技术可以节省氮51～81 kg/hm2，磷24～114 kg/hm2，粘壤土水稻高产高效施肥技术可以节省氮126～186 kg/hm2,磷54～114 kg/hm2。这些节省的氮和磷，不仅节约了水稻生产的成本，而且对于抚仙湖水质保护具有重要的意义，因为农业生产上过多的氮和磷流失是水体富营养化的主要原因[27]。因此，本研究提出的水稻高产高效施肥技术对当地的水稻生产和环境保护均具有重要的指导意义，适合推广应用。

水稻吸收氮磷后主要积累分配在籽粒中(表5、表8)，这与宇万太等[28]的研究结果相一致。水稻籽粒中氮磷含量较高的施肥处理(表5、表8)，其水稻产量也较高(表3)，表明了两者具有很强的相关性，这与以往研究结果一致[26,29]。随着施氮量的增加，水稻籽粒的氮积累量也增加(表5)，结果促进了水稻增产(表3)，当施氮量超过一定范围时(砂壤土225～255 kg/hm2，粘壤土120～180 kg/hm2)，籽粒中氮素积累量无显著变化，增加的氮素被分配积累在茎叶中(表5)，结果导致水稻产量没有形成增产(表3)，这表明了过量的施肥，只会导致水稻茎叶中形成氮素积累(表5)，而茎叶中的氮素积累会造成大量的氮素损失[12]，从而加大了对当地环境的污染。因此，水稻生产中应该适当施用氮肥。

通过2年的试验，本研究分析探索了不同施肥技术对水稻产量和养分积累的影响，提出了抚仙湖径流区砂壤土和粘壤土田块的水稻高产高效施肥技术，不仅节约生产成本，而且减少农田大量的氮磷流失，有利于抚仙湖水质保护，可以科学指导当地当前的水稻生产，具有实际的推广应用价值。

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(责任编辑 王家银)

Effects of Fertilizer Application Technology on Yield and Nutrient Accumulation of Rice after Vegetable

YANG Shao-cong, ZHANG Zhong, LV Yan-ling, ZHANG Yan-jun, MU Chan, LI Xiao-liang, LI Quan-qing, QIAN Rong-qing

(Yuxi Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Yuxi 653100, China)

In the light of excessive fertilization or unreasonable fertilization occurred in production of vegetables and after rice in runoff area of Fuxian Lake, experiments of ‘L9(34)orthogonal list +3 treatments’ were conducted to study effects of fertilizer application technology on yield and nutrient accumulation of rice. The results showed that the fertilization technology for high yield and high efficiency of rice in sandy loam were N 225-255 kg/hm2, P2O50-90 kg/hm2, K2O 0-37.5 kg/hm2, nitrogen applied by percentage of ‘base fertilizer 50 %-tillering fertilizer 30 %-panicle fertilizer 20 %’ or ‘base fertilizer 50 %-tillering fertilizer 20 %-panicle fertilizer 30 %’ and rice yield was 10 617-12073 kg/hm2; The fertilization technology for high yield and high efficiency of rice in clay loam were N 120-180 kg/hm2, P2O50-60 kg/hm2, K2O 0-60 kg/hm2, nitrogen applied by percentage of ‘base fertilizer 70 %-tillering fertilizer 30 %-panicle fertilizer 0 %’ or ‘base fertilizer 50 %-tillering fertilizer 20 %-panicle fertilizer 30 %’ or ‘base fertilizer 50 %-tillering fertilizer 30 %-panicle fertilizer 20 %’ and rice yield was 10 387-12 036 kg/hm2; It was the proper nitrogen application (sandy loam 225-255 kg/hm2, clay loam 120-180 kg/hm2) only could promoted rice yield. Application of panicle fertilizer with nitrogen could promote the rice yield by 9.16 %-10.68 % in sandy loam field, percentage of applied nitrogen fertilizer had no effect on rice yield in clay loam, and also application of P2O5had no influence on rice yield. Nitrogen and phosphorus were mainly accumulated in grain of rice with 45.87 %-69.12 % and 4.90 %-76.56 %, respectively. There was a strong correlationship between accumulation of nitrogen or phosphorus in grain and rice yield. When nitrogen was applied by 0-150 kg/hm2wtih sandy loam or 0-120 kg/hm2wtih clay loam, nitrogen-accumulated in grain was increased with increasing of nitrogen fertilization, but it was no changed when continued to apply nitrogen, and the incremental nitrogen-accumulated with 7.02 %-20.15 % was occurred in stem and leaf. Phosphorus application had no obvious effect on phosphorus accumulation, but application of panicle fertilizer with nitrogen could elevate accumulation of nitrogen or phosphorus in grain. Therefore, application propel nitrogen and panicle fertilizer with nitrogen and phosphorus and potassium fertilizers applied less or not would be an important technical strategy for local rice application, Because it not only could save the cost of production, acquire high rice yield, but also reduce the nitrogen and phosphorus loss.

Fertilizer application technology; Succeeding rice; Yield; Nutrient accumulation

1001-4829(2016)10-2402-09

10.16213/j.cnki.scjas.2016.10.028

2015-05-08

玉溪市农业科学院项目“抚仙湖径流区菜后水稻控肥技术研究与应用”(YNKY201002)

杨绍聪(1962-)，男，研究员，主要从事植物营养、施肥与农业环境研究，E-mail：13887750760@163.com。

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