張楊珠,肖志鵬,吳名宇,姚 莉,周衛(wèi)軍

(湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院,長沙 410128)

水稻是湖南第一大作物。自1949年以來,湖南省水稻年播種面積和稻谷總產(chǎn)一直位居全國第一,特別是雙季稻生產(chǎn)保持穩(wěn)步發(fā)展,其面積位居全國第一,單產(chǎn)保持前3名[1]。由此可見,水稻生產(chǎn)對于湖南省乃至全國的糧食安全均具有非常重要的意義[2,3]。

施肥是作物增產(chǎn)的重要技術(shù)措施之一,在各種技術(shù)措施中,其增產(chǎn)貢獻率最大?？茖W的施肥技術(shù)應(yīng)該是根據(jù)特定土壤的供肥能力以及特定作物的需肥特性與增產(chǎn)潛力來確定需肥量、肥料種類、施用方法和時期的綜合技術(shù)體系,是協(xié)調(diào)土壤供肥與作物需肥之間矛盾的重要技術(shù)措施[3,4]。隨著人們對身體健康和生活質(zhì)量的日益關(guān)注,對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的要求也在不斷提高,要求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)、高效的方向發(fā)展,對作物施肥技術(shù)也提出了更高的要求[4～10]。作物專用配方肥是根據(jù)某一作物的需肥規(guī)律專門配制生產(chǎn)的含有作物所需的多種大、中、微量營養(yǎng)成分的新型肥料,是實現(xiàn)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),生態(tài)環(huán)境健康,提高肥料利用率,減少養(yǎng)分淋失的有效途徑[11～16]。“湘珠牌”水稻專用肥是20世紀80年代后期湖南農(nóng)業(yè)大學與湘珠化工股份有限責任公司合作開發(fā)的作物專用肥。進入21世紀后,在原來產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,對“湘珠牌”水稻專用肥的生產(chǎn)配方進行了優(yōu)化,并于2007年在湖南省 8種主要成土母質(zhì)發(fā)育的水稻土上布置早稻田間小區(qū)試驗,探討新研制的“湘珠牌”水稻專用肥的肥效,以期為“湘珠牌”水稻專用肥的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

供試土壤為湖南省 8種主要成土母質(zhì)發(fā)育的水稻土,它們是寧鄉(xiāng)縣的河沙泥和紅黃泥、醴陵市的麻沙泥、湘潭縣的紫泥田、株洲縣的黃泥田、祁陽縣的灰泥田、祁東縣的紫砂泥和南縣的紫潮泥。其基本成土條件和肥力性狀見表 1。

表 1 供試土壤的基本理化性質(zhì)

1.2 供試作物

供試作物均為本地區(qū)主栽水稻品種,其中,醴陵為威優(yōu) 227,南縣為 T優(yōu) 207,寧鄉(xiāng)縣河沙泥上為岳優(yōu)9113,紅黃泥上為兩優(yōu)363,祁陽為淮兩優(yōu) 527,株洲縣為威優(yōu) 46,祁東為金優(yōu) 207,湘潭為 T優(yōu) 207。

1.3 施肥處理

在每個試驗點上設(shè)置4個處理。處理1:空白對照;處理2:施用單質(zhì)肥料,分別用尿素、磷銨和氯化鉀作肥源;處理3:施用洋豐牌復合肥(15-15-15),以磷為基準計算肥料量,不足養(yǎng)分以尿素和氯化鉀補充;處理4:施用“湘珠”牌水稻專用肥(12-5-8),以氮和磷為基準計算肥料量,不足養(yǎng)分以磷酸二銨和氯化鉀補充。每個處理3次重復,隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積為5 m×6 m=30 m2。處理 2、3、4的養(yǎng)分施用量一致,其中N,P2O5,K2O用量分別為每公頃150,75,150 kg。所有肥料作基肥于插秧前一次施入。

1.4 測定項目

于試驗前采集每個試驗田耕層混合樣,早稻收獲后采集每個試驗不同處理耕層混合土樣,分析測定土壤各種有效養(yǎng)分的含量。水稻生長期間,于水稻栽插后的第 5天開始,每隔3 d觀測水稻的分蘗數(shù)、株高等生長發(fā)育指標;收獲前采集每小區(qū)水稻5株,考察經(jīng)濟性狀,并采樣測定稻草和稻谷的養(yǎng)分含量,根據(jù)施肥處理和無肥處理的產(chǎn)量和稻谷、稻草的養(yǎng)分含量計算不同處理水稻的養(yǎng)分吸收量,以無肥處理水稻的養(yǎng)分吸收量為土壤供肥量,計算肥料養(yǎng)分的利用率。

1.5 測定方法

供試土壤的主要肥力指標按以下方法進行測定分析:土壤水分:烘干法;有機質(zhì):重鉻酸鉀容量法—外加熱法;全氮:凱氏蒸餾法;全磷:NaOH熔融—— 鉬銻抗比色法;全鉀:NaOH熔融——火焰光度法;有效氮:1.0 mol/L NaOH水解——堿解擴散法;有效磷:0.5 mol/L NaHCO3提取——鉬銻抗比色法;速效鉀:N H4OAc浸提—— 火焰光度法;緩效鉀:1.0 mol/L熱HNO3浸提——火焰光度法。

植株樣品測定方法:全氮:硫酸-加速劑消煮——凱氏蒸餾法;全磷:硫酸-加速劑消煮——鉬銻抗比色法;全鉀硫酸-加速劑消煮——火焰光度法。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試土壤的地力產(chǎn)量與施肥處理的增產(chǎn)效應(yīng)

由表2可知,施肥對水稻都有明顯的增產(chǎn)效果。不同土壤條件下各施肥處理 (處理 2、3、4)的產(chǎn)量都與處理 1(CK)的產(chǎn)量達到極顯著差異。不同施肥處理之間也存在著一定的差異,但不同土壤條件下差異不同:8種土壤條件下各處理的水稻產(chǎn)量均以處理 4最高,其中,醴陵的麻沙泥處理 4與處理 2差異達極顯著水平。株洲縣的黃泥田、祁東縣的紫砂泥田和南縣的紫潮泥處理4與處理2差異達顯著水平。醴陵的麻沙泥和湘潭的紫泥田處理4與處理3差異也達顯著水平。其他各土壤條件下處理2、3、4之間產(chǎn)量差異未達顯著水平。8個點的平均產(chǎn)量也以處理4最高,處理1最低。就不同處理的增產(chǎn)效果而言,處理 4比處理 1平均增產(chǎn) 2 887 kg/hm2,平均增幅達到75.52%,比處理2平均增產(chǎn)495 kg/hm2,增幅達到 7.96%,比處理 3平均增產(chǎn) 323 kg/hm2,增幅為 5.05%。由此可以看出,湘珠牌水稻專用配方肥(處理4)由于實施了科學配方和加工,肥料中養(yǎng)分含量適中,配比合理,并能緩慢釋放,能較好地滿足水稻生育對養(yǎng)分的需求,所以,施用后增產(chǎn)效果最好。洋豐牌復合肥雖然其 N、P養(yǎng)分含量高,為優(yōu)質(zhì)肥料,但因其養(yǎng)分含量與水稻對養(yǎng)分的需求比例不合適,還要另外添加不同數(shù)量的其它同養(yǎng)分,加之價格昂貴,雖然產(chǎn)量與湘珠牌水稻專用配方肥相差不大,但其經(jīng)濟效益肯定要比湘珠牌水稻專用配方肥處理差。

表2 各試驗點不同處理的稻谷產(chǎn)量(kg/hm2)

2.2 不同處理對水稻經(jīng)濟性狀的影響

由表 3可知,在黃泥田條件下,3個施肥處理與不施肥相比,株高、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和實粒數(shù)均增加,其中株高和有效穗數(shù)均以湘珠牌專用肥處理最高,而每穗粒數(shù)和實粒數(shù)則以洋豐牌復合肥處理最高,結(jié)實率以不施肥處理最高,但理論產(chǎn)量由高到低依次分別是湘珠牌專用肥、洋豐牌復合肥、單質(zhì)肥和不施肥處理,與實際產(chǎn)量結(jié)果一致。

表 3 黃泥田條件下不同處理水稻的經(jīng)濟性狀考察結(jié)果(株洲)

表 4結(jié)果表明,在麻沙泥條件下,湘珠牌水稻專用肥處理水稻有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)均顯著高于其它處理,其它經(jīng)濟性狀也與高濃度復合肥處理不相上下,而明顯高于單質(zhì)肥和不施肥處理,因而其理論產(chǎn)量也明顯高于其它各處理,與黃泥田上的試驗結(jié)果基本一致,也與實際產(chǎn)量結(jié)果一致。

表 4 麻沙泥條件下不同處理水稻的經(jīng)濟性狀(醴陵)

表 5結(jié)果表明,無論在河沙田條件下,還是在紅黃 泥田條件下,湘珠牌水稻專用肥處理的有效穗數(shù)和每穗的總粒數(shù)與實粒數(shù)均顯著高于其他 2個施肥處理,其他指標也稍好于其他 2個施肥處理或與之相當,因而理論產(chǎn)量也以湘珠牌水稻專用肥處理最高,顯著高于其他施肥處理。

由表6可知,在灰泥田條件下,湘珠肥處理主要是增加了水稻株高和有效穗數(shù),其他經(jīng)濟性狀與其他施肥處理相當,因而各處理水稻的理論產(chǎn)量也以湘珠牌水稻專用肥處理最高,與上述結(jié)果一致。

以上結(jié)果說明,湘珠牌水稻專用肥由于養(yǎng)分配比合理和有效性高,且具有緩釋性,較好地滿足了水稻的營養(yǎng)需求,從而促進了水稻的生長發(fā)育,普遍增加水稻的株高、有效穗數(shù)與每穗實粒數(shù),從而使水稻增產(chǎn)。

表 5 河沙田和紅黃泥條件下不同處理水稻的經(jīng)濟性狀(寧鄉(xiāng))

表 6 灰泥田條件下不同處理水稻的經(jīng)濟性狀(祁陽)

2.3 水稻對養(yǎng)分的吸收及對肥料養(yǎng)分的利用率

從表 7可以看出,不同處理水稻對氮的吸收量除紫泥田上以高濃度復合肥處理最高、紫潮泥上高濃度復合肥與湘珠牌水稻專用肥處理相當外,其他土壤條件下都以湘珠牌水稻專用肥處理最高,8個試驗點處理 4水稻的平均吸氮量也以湘珠牌水稻專用肥處理最高。不同處理水稻對磷的吸收量除紫潮泥和灰泥田外,其他土壤條件下也都以湘珠牌水稻專用肥處理最高,8個試驗點不同處理水稻的平均吸磷量也以湘珠牌水稻專用肥處理最高。不同處理水稻對鉀的吸收量除紫潮泥和紫泥田外,其他土壤條件下也都以湘珠牌水稻專用肥處理最高,8個試驗點不同處理水稻的平均吸鉀量也以湘珠牌水稻專用肥處理最高。由此可見,湘珠牌水稻專用肥處理水稻對肥料的氮、磷、鉀利用率均為最高,比單質(zhì)肥處理分別提高 6.8%,4.5%和10.7%,比高濃度復合肥處理分別提高4.6%,2.0%和6.3%。由此可見,湘珠牌水稻專用肥由于優(yōu)化了其養(yǎng)分配方,不僅依據(jù)水稻對養(yǎng)分的需求規(guī)律合理配置了 N,P,K等大量養(yǎng)分,還通過添加養(yǎng)分載體的方式補充了硅、鈣、鎂等中量養(yǎng)分和鐵、錳、銅、鋅等微量養(yǎng)分,較好地滿足了水稻的營養(yǎng)需求。另外,由于湘珠牌水稻專用肥中的養(yǎng)分載體具有一定的養(yǎng)分緩釋作用,能較好地滿足水稻的吸肥規(guī)律,不僅使水稻增產(chǎn),還提高了水稻對肥料養(yǎng)分的利用率。

2.4 不同處理對土壤有效養(yǎng)分的影響

由表8可以看出,在不同水稻土條件下,各施肥處理對早稻收獲后土壤不同有效養(yǎng)分的影響不同。總的來說,無論在哪一種土壤條件下,試驗后土壤速效鉀含量除麻沙泥上升外均較試驗前下降,其中以紅黃泥下降最明顯,其次是河沙泥;土壤堿解氮含量也是大部分下降,其中灰泥田、河沙泥、麻沙泥和紅黃泥普遍下降明顯;而土壤有效磷含量普遍上升,尤以高濃度復合肥處理上升幅度最大,僅個別土壤條件下無肥對照和湘珠牌水稻專用肥處理土壤有效磷含量下降。就不同處理而言,大部分土壤條件下,試驗后以無肥處理土壤有效養(yǎng)分含量最低,其次是湘珠水稻專用肥處理,以高濃度復合肥處理最高,其原因可能與湘珠水稻專用肥具有一定的緩釋性,又能滿足水稻的營養(yǎng)需求,因而對作物的有效性高,被水稻吸收的比例較高。以上結(jié)果也可以作為確定不同土壤條件下水稻施肥方案以及分區(qū)確定水稻專用肥配方的參考依據(jù)。例如,在供試土壤條件下,目前可以適當降低磷肥的施用量,在麻沙泥條件下,可以適當降低鉀肥施用量,而在其他土壤條件下則應(yīng)視土壤供鉀能力適當增加鉀肥施用量,大部分土壤條件下均應(yīng)適當增加氮肥施用量。

表7 不同處理水稻對肥料養(yǎng)分的吸收量及利用率

3 結(jié) 論

(1)供試土壤條件下各施肥處理對水稻都有明顯增產(chǎn)效果,但不同土壤條件與不同施肥處理之間均存在一定差異。各供試土壤條件下均以湘珠牌水稻專用配方肥處理水稻產(chǎn)量最高,8個點的水稻平均產(chǎn)量也以湘珠牌水稻專用肥處理最高。湘珠牌水稻專用肥處理比無肥處理平均增產(chǎn) 75.5%,比單質(zhì)肥處理增產(chǎn)7.96%,比高濃度復合肥處理增產(chǎn)5.05%。其增產(chǎn)的主要機理是湘珠牌水稻專用肥養(yǎng)分配比合理和有效性高,且具有緩釋性,較好地滿足了水稻的營養(yǎng)需求,促進了水稻的生長發(fā)育,能普遍增加水稻的株高、有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)與結(jié)實率。

(2)除個別試驗點外,水稻對氮、磷、鉀的吸收量以及對肥料養(yǎng)分的利用率均以湘珠牌水稻專用肥處理最高,8個試驗點水稻對氮、磷、鉀的平均吸收量和對肥料養(yǎng)分的平均利用率也以湘珠牌水稻專用肥處理最高。湘珠牌水稻專用肥處理水稻對肥料的氮、磷、鉀利用率比單質(zhì)肥處理分別提高6.8%,4.5%和10.7%,比高濃度復合肥處理分別提高 4.6%,2.0%和 6.3%。

(3)供試土壤條件下,試驗后土壤堿解氮和速效鉀含量均較試驗前下降,而土壤有效磷含量普遍上升,僅個別土壤條件下無肥處理和湘珠牌水稻專用肥處理土壤有效磷含量下降。在供試土壤條件下,目前可以適當降低磷肥的施用量,在麻沙泥條件下,可以適當降低鉀肥施用量,而在其他土壤條件下則應(yīng)視土壤供鉀能力適當增加鉀肥施用量,大部分土壤條件下均應(yīng)適當增加氮肥施用量。

表 8 試驗后各處理土壤有效NPK含量(mg/kg)

[1]趙秉強,張福鎖,廖宗文,等.我國新型肥料發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2004,10(5):536-545.

[2]李慶奎,朱兆良,于天仁.中國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中的肥料問題 [M].南昌:江西科學技術(shù)出版社,1998.

[3]吳志華,胡學君.中國糧食安全研究述評 [J].江海學刊,2003,(3):69-73.

[4]李家康,林 葆,金繼運.21世紀中國化肥應(yīng)用前景 [M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003.175-188.

[5]葛 誠.微生物肥料的生產(chǎn)應(yīng)用及其發(fā)展 [M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1996.

[6]朱昌雄,李 俊,沈德龍.我國生物肥料標準研究進展及建議 [J].磷肥與復肥,2005,20(4):5-8.

[7]陸建剛,周 鶯.國內(nèi)外新型肥料的開發(fā)[J].化肥工業(yè),1994,21(3):8-11.

[8]周鳴錚.中國的測土施肥 [J].土壤通報,1987,18(1):7-13.

[9]黃德明.土壤測試推薦施肥技術(shù)中幾個問題的探討 [J].土壤肥料,1990,(2):11-13.

[10]黃德明.作物營養(yǎng)和科學施肥 [M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1993.

[11]陸允甫.中國測土施肥工作的進展和展望 [J].土壤學報,1995,32(3):241-252.

[12]何電源.中國南方土壤肥力與栽培植物施肥 [M].北京:科學出版社,1994.

[13]沈善敏.中國土壤肥力[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1998.

[14]劉天儀.測土配方施肥的作用及效應(yīng)分析[J].安徽農(nóng)學通報,2006,12(5):176-177.

[15]李 峰,殷麗萍.淺談測土配方施肥[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2006,(6):7-9.

[16]林 青.研制作物專用肥的幾點體會 [J].土壤肥料,2002,(2):46-47.