水稻中早39配方肥与缓控释肥的肥料利用率探究

卢忠诚 傅丽青 黄其颖 叶楠 刘双日 生艳菲

(金华市耕地质量与肥料管理站，浙江 金华 321017)

水稻是我国最为常见的粮食作物，国内有60%以上的人群喜爱以稻米为日常主食[1]。金华市区范围内主要农作物播种面积总计26715hm2，其中粮食作物播种面积合计11957hm2[2]，占比达44.8%，早稻是金华市双季稻区主要的粮食作物，是金华市粮食安全的重要组成部分。籼型常规水稻品种“中早39”由中国水稻研究所选育，品种来源：嘉育253×中组3号，审定编号：浙审稻2009039、国审稻2012015，2013年入选农业部超级稻品种推广名单，2016年入选浙江省“十二五十大好品种”获奖榜单，2013—2021年实现连续9a均位居浙江省早籼稻品种推广面积第1，单一品种面积占比超过40%，是浙江省第一大早稻品种，选择该品种用于试验具有现实研究意义。在农作物种植生产过程中，肥料的正确施用在获得高产稳产方面发挥着极为重要的作用[3]。近年来，虽然全国各地正加大力度扎实推进化肥减量增效工作，但是仍有不少种植农户还是有化肥投入越多、产量收获就会越高的传统不合理施肥习惯[4]，不合理施肥现象依然存在，导致的结果不仅是种植成本升高、植株肥效降低、作物产量下降，而且流失的肥料通过农田退水外排还可能会造成农业面源污染[5]。有研究表明，缓控释肥通过减缓、控制肥料养分释放速度，延长释放周期，并按照作物生长发育需求合理释放肥料养分[6]，以达到满足作物整个生长期的需肥要求，能够提高作物肥料利用率和作物产量[7，8]。因此，在金华市婺城区开展了施用配方肥和缓控释肥的肥料利用率试验，探索合理施用缓控释肥对氮磷钾肥利用率的提升效果情况，为今后缓控释肥和化肥定额制在水稻种植上的研究和推广提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在金华市婺城区罗埠镇陈家村(金华市康品家庭农场)粮食功能区内进行，该基地交通方便、地势开阔、土地平整、土壤肥力中上且均匀。试验前的土壤理化性状经测定为pH5.5，有机质39.81g·kg-1，碱解氮168.17mg·kg-1，有效磷38.95mg·kg-1，速效钾134.52mg·kg-1。

供试水稻品种为早籼稻“中早39”。供试肥料有尿素(N 46%)、过磷酸钙(P2O516%)、氯化钾(K2O 60%)和33%好乐耕缓控释肥(N 18%、P2O55%、K2O 10%)。试验时间为2021年3—6月。

1.2 处理设计

试验共5个处理：PK为配方肥缺氮区，每667m2投入养分指标为P2O53kg、K2O 4.5kg，具体施用肥料为基肥过磷酸钙18.75kg，追肥氯化钾7.5kg；NK为配方肥缺磷区，每667m2投入养分指标为N 10kg、K2O 4.5kg，具体施用肥料为基肥尿素10.87kg，追肥尿素10.87kg、氯化钾7.5kg；NP为配方肥缺钾区，每667m2投入养分指标为N 10kg、P2O53kg，具体施用肥料为基肥尿素10.87kg、过磷酸钙18.75kg，追肥尿素10.87kg；NPK为配方肥全肥区，每667m2投入养分指标为N 10kg、P2O53kg、K2O 4.5kg，具体施用肥料为基肥尿素10.87kg、过磷酸钙18.75kg，追肥尿素10.87kg、氯化钾7.5kg；HKS为缓控释肥全肥区，每667m2投入养分指标为N 10kg，P2O53kg、K2O 4.5kg，具体施用肥料为基肥好乐耕缓控释肥30kg、过磷酸钙9.375kg，追肥尿素10kg、氯化钾2.5kg。

试验在同一田块进行，各小区设计面积为100m2。各小区间筑起田埂分隔，并用黑色塑料薄膜覆盖田埂，单独进出水口排灌，以防相互影响。各处理除施肥不同外，除草、喷药、排灌等其他田间管理均保持一致。早籼稻“中早39”种植均采用株距20cm，行距20cm的密度人工移栽。各处理不设重复。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 水稻产量测定

水稻收获时，使用小型收割机实打实收进行测产，采集水稻籽粒和茎叶样品测定各自含水量。

1.3.2 植株养分含量和土壤地力变化测定

按照农业部制定的《测土配方施肥技术规范》(NY/T2911-2016)标准要求，采用自动定氮仪法、钼锑抗比色法和火焰光度计法分别来测定植株全氮、全磷和全钾含量，采用碱解扩散法、Olsen法、乙酸铵浸提-火焰光度法、油浴加热重铬酸钾氧化-容量法和电位法分别来测定土壤的碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和pH值。

1.3.3 肥料利用率计算

一般使用差减法，用施肥区水稻吸收的养分量与未施肥区水稻吸收的养分量相减，得出施入肥料有效供应给水稻吸收的养分量，然后除以施入肥料的养分量再乘以100%。

试验所得数据采用Excel 2007软件分析。

2 结果与分析

2.1 水稻产量表现

由表1可知，不论施用配方肥还是缓控释肥，全肥区处理水稻籽粒干产量表现都要高于缺素区处理，其中HKS处理每667m2籽粒干产量表现最高，为352.6kg，比NPK处理增产10.7kg，增幅3.1%，说明施用缓控释肥可以通过延长养分释放期达到水稻增产效果。从3个缺素区处理比较来看，PK处理籽粒干产量表现最差，NK和NP处理产量表现均较大幅度高于PK处理，说明氮肥是决定水稻产量的主要肥料因子，磷钾肥次之。从水稻茎叶干产量来看，NP处理较NPK处理干产量减产不明显，说明试验点土壤中的钾元素含量基本可满足水稻生长发育所需，可能和上一年的秸秆还田存在很大关系，土壤中含有的缓效钾与水稻生长发育所需的速效钾达到相对平衡状态。水稻籽粒含水量和茎叶含水量各处理间无明显差异和变化。

表1 不同施肥处理水稻产量表现

2.2 土壤地力变化

由表2可知，各处理实验前后，土壤中的碱解氮和速效钾含量都发生较大的变化，有效磷含量变化较小，说明水稻生长发育对氮肥钾肥需求量较大，磷肥次之；其中碱解氮含量HKS处理是除PK处理外变化最大的，说明施用缓控释肥比配方肥的氮肥生产力高，水稻植株对氮素吸收率高，对水稻生长发育及产量的贡献度大。从有机质变化来看，HKS处理较试验前略微有所提升，是因为缓控释肥中含有部分有机质补充到土壤中，增加了其含量，说明长期施用有机缓控释肥有助于改良土壤团粒结构与理化性状[9，10]。从pH变化来看，HKS处理较试验前下降幅度最小，说明施用缓控释肥比配方肥(化肥)能一定程度上缓解水稻连续种植造成土壤酸化的趋势。

表2 不同施肥处理土壤地力变化

2.3 肥料利用率表现

将水稻收获测产时现场采集的水稻籽粒和茎叶样品带回实验室，烘干研磨后测定各自氮磷钾养分含量，记录结果如表3。水稻植株吸收的氮磷钾养分量通过水稻籽粒和茎叶干产量分别乘以各自氮磷钾养分含量后相加得出；水稻氮磷钾利用率通过全肥区水稻植株吸收的养分量减去对应缺素区吸收的养分量，然后除以对应氮磷钾投入量分别计算得出，计算结果如表4所示。由表3可知，不论施用配方肥还是缓控释肥，全肥区处理水稻植株对氮磷钾元素的吸收能力都比缺素区强，其中HKS处理吸收能力最强，PK处理水稻植株不仅表现吸氮量最低，而且吸磷量和吸钾量也相应偏低，说明水稻缺氮肥会影响植株正常的生长发育，降低生命活力，进而使水稻对磷钾肥的吸收能力同步降低。由表4可知，NPK处理水稻肥料利用率分别为氮37.3%、磷17.6%、钾35.0%，而HKS处理水稻肥料利用率分别为氮40.7%、磷23.1%、钾43.2%，HKS处理比NPK处理氮磷钾利用率分别提高了3.4%、5.5%和8.2%。

表3 不同施肥处理水稻养分含量表现

表4 不同施肥处理水稻植株吸收的养分量及肥料利用率

3 小结

试验结果表明，水稻缺乏氮磷钾中任何一种元素都对生长发育有一定影响，其中氮肥影响最为显著，是决定水稻产量的主要因子，缺氮肥会造成水稻植株生命活动降低，同时降低水稻对磷钾肥的吸收效率，导致水稻减产明显；施用配方肥和缓控释肥在667m2等量养分指标(N10kg、P2O53kg、K2O 4.5kg)投入下，施用配方肥水稻肥料利用率分别为氮37.3%、磷17.6%、钾35.0%，而施用缓控释肥水稻肥料利用率分别为氮40.7%、磷23.1%、钾43.2%，施用缓控释肥比配方肥氮磷钾利用率分别提高了3.4%、5.5%和8.2%，并且每增产10.7kg·667m-2，增幅3.1%。可见水稻生产中，在稳定水稻产量的基础上，可大力推广缓控释肥替代化肥工作，合理增施缓控释肥、减施普通化肥能够明显提高肥料利用效率，实现肥料减量增效，从源头降低农业面源污染。