恩平市水稻测土配方施肥试验研究

2016-08-06 03:58谭乾开黎华寿文伟发禤伟鹏梁柳瑜李文琪
广东农业科学 2016年5期
关键词:恩平市收获期稻谷

谭乾开,黎华寿,林 洁,文伟发,禤伟鹏,梁柳瑜,李文琪

(1.华南农业大学热带亚热带生态研究所,广东 广州 510642;2.广东恩平农业面源污染治理项目管理办公室,广东 恩平 529400;3.恩平市植物保护站,广东 恩平 529400;4.广东省农业面源污染治理项目管理办公室,广东 广州 510000)

恩平市水稻测土配方施肥试验研究

谭乾开1,2,黎华寿1,2,林 洁3,文伟发4,禤伟鹏2,梁柳瑜2,李文琪2

(1.华南农业大学热带亚热带生态研究所,广东 广州 510642;2.广东恩平农业面源污染治理项目管理办公室,广东 恩平 529400;3.恩平市植物保护站,广东 恩平 529400;4.广东省农业面源污染治理项目管理办公室,广东 广州 510000)

为建立适于恩平市水稻生产的测土配方施肥指标体系,在恩平市恩城锦岗垌和大田岭南垌开展“3414”小区试验和中区验证试验。结果表明,在恩平市恩城锦岗垌试点和大田岭南垌试点水稻最高施肥量配比(N∶P2O5∶K2O)分别为1∶0.32∶0.56和1∶0.60∶1.39,N、P2O5、K2O养分按照不同区域推荐每公顷N、P2O5、K2O最高用量分别为85.74、51.55、103.61 kg和185.18、57.94、103.61 kg。按2012年N、P2O5、K2O的市场价格与稻谷价格计算,恩平市恩城锦岗垌试点和大田岭南垌试点水稻每公顷 N、P2O5、K2O适宜用量分别为84.48、50.51、99.83 kg和174.81、53.40、99.83 kg。

水稻;测土配方施肥指标体系;恩平市

谭乾开,黎华寿,林洁,等.恩平市水稻测土配方施肥试验研究[J].广东农业科学,2016,43(5):71-76.

恩平市是广东省40个产粮大县之一,水稻年播种面积2.8万hm2以上。水稻和马铃薯都是对矿物质营养反应很敏感的作物[1-3],且在不同土质中对氮磷钾需求不同[4-6],当地农户的不同施肥习惯也会对土质造成不同程度影响[7-8],从而影响作物产量和质量[9-10]。水稻测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础,根据水稻需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应,在合理施用有机肥料的基础上,提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用量、施肥时期和施用方法[12],测土配方施肥技术的核心是调节和解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾,同时有针对性地补充水稻所需的营养元素,作物缺什么元素就补充什么元素,需要多少补多少,实现各种养分平衡供应,满足作物的需要,从而提高肥料利用率和减少用量,提高作物产量,改善农产品品质,节省劳力,节支增收[12-14]。根据《测土配方施肥技术规范(试行)》的要求,结合恩平市测土配方施肥项目实施以来的实际情况,通过对早稻测土配方施肥和常规施肥进行对比试验研究,说明测土配方施肥在恩平市水稻上的应用效果,为进一步优化我市测土配方施肥各项技术指标提供强有力的依据[15]。

根据广东省初步建立的土壤速效氮磷钾养分丰缺指标,氮磷钾肥料效应模型和推荐施肥模型,结合恩平市土壤速效氮磷钾养分测试结果数据,制订不同生长季节水稻配方肥指标模型,建立恩平市水稻氮磷钾肥料效应模型。为进一步验证和优化水稻测土配方施肥指标体系,以“3414”试验作为试验方案,开展水稻“3414”测土配方施肥小区试验[4,16-18],通过田间示范,综合比较肥料投入、作物产量、经济效益、肥料利用率等指标,客观评价配方肥料施用效果和施肥效益,为测土配方施肥技术参数的校正及进一步优化测土配方施肥技术提供依据。根据试验示范统计分析,制定并确立恩平市水稻分区肥料配方,从而有效地指导全市农民科学施肥,实现水稻水稻生产增产增收的目标。

1 材料与方法

1.1 试验材料

恩平市地处112°6′E、22°6′N,属典型的南亚热带气候,全年平均气温23.1℃,最高及最低气温分别为36.4℃和4.9℃;全年降水量为2 559.9 mm,最大日降水量为185.5 mm。试验地为常年水稻田,前作水稻,土壤质地为砂质壤土,pH值4.76,有机质含量29.22 g/kg,全氮0.86 g/㎏,碱解氮115.5 mg/kg,有效磷28.9 mg/kg,速效钾29.14 mg/kg。水稻供试品种为常规高产优质稻—桂农占,目标产量400 kg。

1.2 试验方法

本试验分两个区,分别为恩平市恩城锦岗垌和大田镇岭南垌,每区设9个处理(表1),每个处理3次重复,处理中的氮磷钾施肥量分“2”水平、空白、本地习惯施肥,“2”水平是根据广东省土壤养分丰缺指标并结合恩平市土壤速效氮磷钾养分测试结果确定,每公顷施纯氮135 kg、纯磷40.5 kg、纯钾120 kg。本地习惯施肥是调查该地区农户常规施肥情况来确定,根据调查统计得出,习惯每公顷施纯氮138 kg、纯磷68.25 kg、纯钾90 kg,试验用肥料为尿素(46﹪)、过磷酸钙(13﹪)和氯化钾(60﹪)。施肥方法:每处理按基肥、回青分蘖肥(插后5~7 d、遇低温天气适当延迟2 d)、幼穗分化肥(插后早造35~40 d、晚造30~35 d)3个时期施肥,其中氮肥30%作基肥、40%作回青分蘖肥、30%作穗肥,磷肥全作基肥施;钾肥50﹪作基肥、50﹪作穗肥;农户习惯施肥处理,基肥:施氮肥占25%~30%、磷肥全作基肥,回青肥(插后5 d):氮肥占15%~20﹪加除草剂施,分蘖肥(插后12 d):氮肥占35﹪、钾肥占40﹪,幼穗分化肥:氮肥占15%~20%、钾肥占60﹪。同时,按表1试验设计方案进行中区试验。

各小区采用随机区组排列方式,四周设保护行。各处理小区间筑20 cm×15 cm田基分开,并用尼龙膜复盖,实行各小区独立单排单灌,小区面积20 m2,插植规格20 cm×15 cm,每667 m2插2万丛,每丛插3株,基本苗6万株,实行拉线定量人工插植,保证各小区插植规格一致。秧龄3.5~4叶移植,插植后保持浅水层,插后20~25 d开始排水露田轻晒,其他田间管理按常规管理进行。

表1 2011年早造水稻小区试验各处理设计方案

1.3 测定炫目及方法

各处理分别于2011年7月6日收获,收获时,每小区全部记录稻谷鲜重,稻秆鲜重,调查植株主要农艺性状特点等。

试验数据采用SPSS 17.0软件进行聚类、方差分析,F值检验,并作新复极差法多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理收获期产量构成分析

2.1.1 不同处理理论产量分析 试验结果(表2)表明,恩城锦岗垌不同处理收获期生物量构成的处理间差异达极显著水平。不同处理收获期生物量构成是施肥化学能积累的重要表现,不同试验处理的每公顷生物量稻谷(湿重)比构成依次为:处理5(9 833.33±982.15)kg>处理3(9 796.67 ±1 116.07 )kg>处理8(9 733.33±185.02)kg>处理6(9 633.33±611.01)kg>处理4(9180.00 ±918.04)kg>处理9(8 900.00±371.61)kg>处理1(6 600.00±780.00)kg>处理2 (6 410.00± 789.36 kg >处理7 (6 186.67±382.79)kg,说明N 为0水平的处理1、处理2、处理7稻谷产量(湿重)显著低于处理5。试验结果还表明,大田岭南垌不同处理收获期生物量构成的处理间差异显著。不同试验处理的每公顷生物量稻谷(湿重)比构成依次为处理4(8 620.00±180.83)kg >处理6(8 480.00±493.86)kg >处理5(8 456.67± 527.66)kg >处理9(8 426.67±520.41)kg >处理3(8 420.00±726.70)kg>处理8(8 323.33± 914.84)kg>处理7(6 140.00±966.90)kg>处理1 (5 900.00±595.566)kg>处理2 (5 823.33 ±594.08)kg,说明恩城锦岗垌处理5(9 833.33 ±982.15)kg和大田岭南垌处理4(8 620.00± 180.83)kg的产量最高,也说明N是影响水稻产量稻谷生物量构成主要的营养元素之一,氮肥对水稻不同试验处理收获期的稻谷鲜重等农艺性状影响最大,氮肥施用量过高、过低均不能获得高产。

表2 不同试验处理收获期的稻谷湿重、稻草鲜重、生物鲜重(kg/hm2)

2.1.2 不同处理收获期生物量构成分析 试验结果(表2)表明,恩城锦岗垌不同处理收获期生物量构成稻谷(湿重)与生物鲜重百分比处理间差异达显著水平。不同处理收获期生物量构成是施肥化学能积累的重要表现,不同试验处理的每棵生物量稻谷(湿重)与生物鲜重之比构成依次为:处理4(0.2976±0.0149)>处理1(0.2960 ±0.0090)>处理3(0.2938±0.0059)>处理2 (0.2931±0.0051)>处理9(0.2928±0.0417)>处理8(0.2922±0.0051)>处理6(0.2920 ±0.0085)>处理3(0.2854±0.0081 >处理5 (0.2771±0.0106)。由此可见,处理4(0.2976± 0.0149)稻谷(湿重)与生物鲜重之比的生物量构成出现差异显著;试验结果还表明,大田岭南垌不同处理收获期生物量构成稻谷(湿重)与生物鲜重之比的处理出现差异。不同试验处理的每棵生物量稻谷(湿重)比构成依次为:处理1(0.2353 ±0.0079)>处理7(0.2221±0.0114)>处理4 (0.2138±0.0121)>处理9(0.2035±0.0156)>处理5(0.2015±0.0117)>处理8(0.1959± 0.0124)>处理3(0.1953±0.0143)g>处理6 (0.1952±0.0028)>处理2 (0.1898±0.06378)。由此可见,不同处理处理1、7、4稻谷(湿重)与生物鲜重之比的生物量构成出现差异。施用肥量过高、过低均不能获得高产。

2.1.3 不同处理小区试验植株样本鲜重理论产量构成分析 试验结果(表3)表明,恩城锦岗垌小区试验试验植株样本鲜重不同处理收获期生物量构成稻谷(湿重)与茎叶鲜重百分比处理间差异达显著水平。不同处理收获期生物量构成是施肥化学能积累的重要表现,不同试验处理的每棵生物量稻谷生物鲜重(湿重)构成依次为处理3(398.18 ±23.58)g >处理6(370.52±13.99)g >处理8 (304.24±9.56)kg >处理4(296.42±10.11)g>处理9(277.37±13.87)g>处理5(274.65 ±16.01)g>处理1(202.32±3.65)g>处理2 (196.58±7.04)g>处理7(182.37±10.28)g。稻谷(湿重)与茎叶鲜重百分比的生物量不同试验处理构成出现差异;每棵生物量稻谷(湿重)生物鲜重构成依次为处理3(398.18±23.58)g>处理6(370.52±13.99)g>处理8(304.24±9.56)g>处理4(296.42±10.11)g>处理9(277.37 ±13.87)g>处理5(274.65±16.01)g>处理1 (202.32±3.65)g>处理2(196.58±7.04)g >处理7(182.37±10.28)g。

试验结果还表明,大田岭南垌不同处理试验植株样本鲜重不同处理收获期生物量构成稻谷(湿重)与茎叶鲜重百分比处理间出现一定的差异,不同处理收获期生物量构成是施肥化学能积累的重要表现,不同试验处理的每棵生物量稻谷生物鲜重(湿重)构成依次为处理3(339.41 ±24.76)g >处理6(289.55±9.90)g >处理8 (286.32±9.49)g >处理4(277.22±10.10)g >处理9(274.72±9.02)g>处理5(254.43±7.58)g>处理1(187.63±19.09)g>处理2(149.52± 13.92)g >处理7(142.54±18.19)g;稻谷(湿重)与茎叶鲜重百分比的生物量不同试验处理差异;每棵生物量稻谷生物鲜重(湿重)构成依次为:处理4(0.2609±0.0121)g >处理7(0.2589 ±0.0132)g>处理1(0.2553±0.0027)g>处理2 (0.2507±0.0082)g>处理5(0.2420±0.0042)g>处理9(0.2380±0.0072)g>处理6(0.2372± 0.0077)g>处理3(0.2352±0.0092)g >8(0.2126 ±0.0066)g。说明施用肥量过高、过低均不能获得高产。

表3 2011年早造“3414”小区试验植株样本鲜重理论产量构成

表4 2011年早造3414中区试验产量构成

2.1.4 不同处理中区试验实际产量构成分析 从表4可以看出,恩城锦岗垌的中区配方肥(21∶6∶23)的实际产量126.71(±8.36)kg,中区N2P2K2的实际产量130.88(±9.23)kg,中区本地习惯施肥123.48(±5.35)kg,空白对照为79.38 (±6.56)kg;大田岭南垌的中区配方肥(21∶6∶23)的实际产量118.18(±4.23)kg,中区N2P2K2的实际产量109.32(±6.42)kg,中区的本地农民习惯施肥109.88(±6.32)kg,空白对照为67.68 (±8.42)kg。表明水稻配方施肥比农民习惯施肥区增产增收,配方施肥对增强水稻抗低温效果明显,投资成本分析也表明水稻测土配方施肥生产成本低、产量高、经济效益显著,值得大力推广。

2.2 N、P、K效应分析

从表2可以看出,恩城锦岗垌试验小区缺N的相对产量为均值65.18,缺P的相对产量为 99.62,缺K的相对产量为93.35,其N效应产量的方程为y(N)= -0.6566x2+ 112.6x+ 6600(R2= 0.9962),P效应产量的方程为 y(P)=-1.2753x2+131.49x+6600(R2=0.9975),K效应产量的方程为y(K)= -0.2253x2+ 53.981x + 6600(R2= 0.9932)(图1);大田岭南垌缺N的相对产量为均值68.86,缺P的相对产量为 99.57,缺K的相对产量为101.93,其N效应产量的方程为y(N)= -0.0792x2+ 29.629x + 5900(R2= 0.9954),P效应产量的方程为y(P)= -0.912x2+ 100.05x + 5900(R2= 0.9942),K效应产量的方程为y(K)= -0.2456x2+ 50.767x + 5900(R2=0.9976)(图2)。

图1 恩城锦岗垌试验点水稻N、P(P2O5)、K(K2O)效应方程

图2 大田岭南垌试验点水稻N、P(P2O5)、K(K2O)效应方程

通过N、P、K效应分析,恩城锦岗垌、大田岭南垌试验小区的地力N、P、K 分别处于不用水平,恩城锦岗垌的N相对于大田岭南垌较高、而P、K则相对偏低。分析结果N肥对水稻不同试验处理收获期的稻谷、稻草鲜重、生物鲜重等农艺性状影响最大,氮肥施用量过高、过低均不能获得高产;钾肥对千粒重、结实率影响较大,对株高、前期分蘖等农艺性状效应不显著;磷肥对水稻其他农艺性状影响最小,且随着磷用量的增加产量有所降低。本试验结果表明,恩平市中等肥力土壤每公顷最佳施肥量配比(N-P2O5-K2O)为1∶0.59∶1.394,N、P(P2O5)、K(K2O)养分按照不同区域推荐每公顷最高用量为85.95、51.56、119.79 kg;相对大田岭南垌的偏低产田而言,试验处理的N、P(P2O5)、K(K2O)最佳配合为1∶0.32∶0.57,建议每公顷最高施肥量为N 185.18 kg、P(P2O5)57.94 kg、K(K2O)103.61 kg。按2012年N、P (P2O5)、K(K2O)市场价格与稻谷价格计算,恩平市恩城锦岗垌中等肥力土壤每公顷最佳用量为N 84.477 kg、P 50.514 kg、K 115.95 kg;相对大田岭南垌的偏低产田来说,每公顷最佳施肥量为N 174.81 kg、P(P2O5)53.401 kg、K(K2O)99.831 kg。

3 讨论

3.1 N、P、K配比在恩平市水稻土壤中作用及意义

以往研究表明,水稻在中等肥力上,在N、P、K三要素对水稻产量的贡献率大小顺序是N>P>K,氮肥、磷肥的施用量与产量呈明显的正相关,钾肥的施用量少于79.73 kg/hm2时对产量的提高有利,超过时无增产效果,在配方施肥条件下氮、磷互作效应大,因此高氮、磷配合适当的钾对增产非常有利[11]。本试验结果表明,恩平市恩城锦岗垌中等肥力土壤每公顷最佳用量为N 84.477 kg、P 50.514 kg、K 115.95 kg;相对大田岭南垌的偏低产田来说,每公顷最佳施肥量分析为N 174.806 kg、P 53.401 kg、K 99.831 kg。钾肥基本都超过了79.73 kg/hm2,说明恩平市稻田基本上是缺K,造成恩平市水稻生产中存在化肥K肥用量偏低,N、P、K肥配比不合理的现象。通过N、P、K效应分析,恩平市的不同土壤条件研究的最佳试验处理的N、P、K最佳配合,可获得较高的产量效益和提高N、P、K肥料养分当季利用率,通过恩城锦岗垌中等肥力土壤测土配方施肥协调了氮磷钾三者比例,从农民常规习惯施肥1∶0.50∶0.65 调整为1∶0.59∶1.37,基本达到了“稳氮、控磷、增钾”的调控目标。

3.2 小、中区试验对实际产量构成影响

小、中区试验产量的构成并非由单一的施肥量来确定,虽然本试验是根据《测土配方施肥技术规范(试行)》的要求,结合恩平市测土配方施肥项目实施以来的实际情况严格进行,但本试验为大田试验,非实验室操控,施肥因素并不绝对是构成产量的唯一因子。试验中出现一些病、虫、草害等外界因子的影响,同时,人为操作误差也对产量构成起到一定的干扰作用。因此,通过对不同处理收获期不同试验处理收获期的稻谷湿重、稻草鲜重、生物鲜重农艺性状的调查,结合“3414”田间施肥量,进一步明确施肥量对产量构成影响,更能体现和表达出不同施肥模式的研究,确定哪种施肥模式更能达到水稻的高产高效优质生产的目的。

有研究表明,恩平市水稻种植户的有机肥施用水平偏低,恩平市水稻生产中存在化肥氮、磷用量偏高,钾肥用量偏低,氮、磷、钾肥配比不合理的现象,这就造成了成本投入加大。今后,要进一步加强恩平市水稻测土配方施肥试验,明确施肥量与产量的关系,为全市农业增效、农民增收发挥更大的积极作用。

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(责任编辑 邹移光)

Research on formula fertilization by soil testing in Enping paddy rice

TAN Qian-kai1,2,LI Hua-shou1,2,LIN Jie3,WEN Wei-fa4,XUAN Wei-peng2,LIANG Liu-yu2,LI Wen-qi2
(1.Institute of Tropical and Subtropical Ecology,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2.Guangdong Enping Agricultural Pollution Control Project Management Office,Enping 529400,China;3.Plant Protection Station of Enping City,Enping 529400,China;4.Guangdong Agricultural Pollution Control Project Management Office,Guangzhou 510000,China)

In order to establish an index system of formula fertilization by soil testing applied in the rice production in Enping city,the "3414" small plot experiment and middle validation test were carried out respectively in Jingang plot (Small) and Datian Lingnan plot(Middle).Results indicated that the highest matching rate of fertilizer application (N∶P2O5∶K2O) in the two experiment plots were 1∶0.32∶0.56(S) and 1∶0.60∶1.39(M).The highest fertili zing amount of N,P2O5,K2O nutrients recommended for the two plots were 85.74,51.55,103.61 kg(S)and 185.18,57.94,103.61 kg(M)per hectare.Taking the market prices of N,P2O5,K2O and rice price in 2012 into calculatio n,the appropriate fertilizing amount of N,P2O5,K2O for the two testing plots should better be 84.48,50.51,99.83 kg (S) and 174.81,53.40,99.83 kg(M)per hectare.

rice;soil testing and fertilization index system;Enping city

S511.062;S158.3

A

1004-874X(2016)05-0071-06

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.05.014

2015-08-17


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