基于中酸性潴育水稻土的水稻施肥指标体系研究.doc

基于中酸性潴育水稻土的水稻施肥指标体系研究桃源县农业局2008年9月 摘 要：本文根据已有的田间试验结果，系统的提出了桃源县中酸性潴育水稻土的测土配方施肥技术参数；分析比较了相对产量、相对吸收量与土壤养分测试值的关系，认为根据p、k养分相对吸收量划分土壤p、k丰缺指标更符合生产实际，并据此提出了基于中酸性潴育水稻土的p、k丰缺指标。采用一元二次回归或线性加平台模型，拟合了不同肥力条件下水稻的n、p、k肥料效应模型，依据模型提出了不同肥力水平（目标产量）下水稻的n肥推荐用量和不同土壤p、k丰缺等级的水稻p、k推荐施用量。关键词：测土施肥 指标体系 潴育水稻土 水稻建立和完善测土配方施肥技术指标体系是实施测土配方施肥的一项重要内容，也是一项技术性很强的工作。测土配方施肥指标体系研究一般包括3个方面的内容：（1）相关研究。目的是通过相关分析，研究不同土壤有效养分测试方法作物相对产量或养分相对吸收量的相关性，从而筛选出土壤有效养分提取测试方法。由于测土配方施肥技术规范已经对土壤测试方法进行了统一规范，因此实质上目前施肥指标体系研究中没有包括此项工作。（2）建立土壤养分丰缺指标。通过校验研究，对多年多点田间试验结果进行统计分析，得出作物相对产量和土壤养分测试值的数学关系，再以相对产量50、75、95为标准，获得土壤养分丰、中、缺的指标。（3）建立主要作物推荐施肥指标。在建立土壤养分丰缺指标的基础上，通过建立肥料效应回归模型，提出针对不同肥力水平的推荐施肥量。桃源县共有耕地面积127.53万亩，其中水田100.49万亩，旱地27.04万亩。水田中，中酸性潴育水稻土面积76.65万亩，占到水田总面积的76.3。自2005年正式启动测土配方施肥补贴项目以来，根据项目实施要求，突出重点开展了基于中酸性潴育水稻土的水稻肥料效应田间试验，20062007年共完成水稻3415试验17个，氮磷钾不同用量试验9个，肥效校正试验70个。本文根据两年（包括2008年早稻）的田间试验结果，对桃源县中酸性潴育水稻土的水稻施肥指标体系进行初步的探讨。1 测土配方施肥技术参数 农业部测土配方施肥技术规范（试行）修订稿推荐的3415试验信息量大，效率高，不仅可以满足相关分析、建立土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标的需要，还可以根据试验结果直接或间接计算出一系列测土配方施肥技术参数。1.1 基础地力无肥区产量（空白产量）代表土壤的基础地力。由于肥效校正试验供试品种没有统一，而品种间（主要是杂交稻和常规稻）生产潜力有明显的差异，因此在进行空白产量统计时，先计算出常规稻相对于杂交稻的产量系数，在根据产量系数进行产量校正。1.1.1 地力产量及地力贡献率表1为桃源县20062007年田间试验空白产量、全肥区产量统计结果，我县早稻（36丘）平均地力产量为267.4kg/亩，不同地块之间差异较大，最低136.8kg/亩，最高376.1kg/亩，土壤基础地力贡献率（相对产量）平均为64.2，最低43.5，最高85.4；29丘晚稻平均地力产量274.7kg/亩，最低190.8kg/亩，最高381.5kg/亩，土壤基础地力贡献率平均68.5，最低48.6，最高84.7；5丘中稻地力产量平均为304.8kg/亩，最低236kg/亩，最高338.6kg/亩，地力产量贡献率平均63.7，最低51.5，最高89.7。1.1.2 不同类型土壤地力产量比较对不同类型土壤地力产量分析统计的结果（表2），不同土种之间地力产量存在明显的差异，早稻地力产量：河沙泥河潮泥红黄泥酸紫泥，晚稻地力产量：河潮泥河沙泥红黄泥酸紫泥，这一结果与生产实际基本吻合。表1 桃源县主要土壤基础地力作物试验点数项目空白产量(kg/亩)全肥区（配方区）产量(kg/亩)相对产量()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 不同类型土壤地力产量比较作物试验点数土种空白产量全肥区（配方区）产量相对产量(kg/亩)(kg/亩)()早稻36河潮泥262.8 417.363.0 河沙泥287.8 413.369.7 红黄泥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 红黄泥249.3 386.365.1 酸紫泥246.6 406.760.6 1.1.3 地力产量与目标产量的关系将试验全肥区（配方区）产量理解为目标产量，目标产量与地力产量之间存在明显的正相关，即地力产量高的地块可以获得较高的目标产量，这为我们通过地力产量预测目标产量提供了依据。早稻、晚稻目标产量与基础地力产量的关系分别为：早稻 y0.7135x+225.5， r0.6919*(n=36)；晚稻 y0.6525x+222.4， r0.6517*(n=29)。图1 早稻目标产量与地力产量的关系图2 晚稻目标产量与地力产量的关系1.2 相对产量相对产量是指缺素区产量占全肥区产量的百分比，是划分土壤养分丰缺指标的重要参数，表3是根据2006-2007两年的田间试验结果计算出的早中晚稻的n、p、k相对产量，不同养分相对产量之间有明显的差异，且早、中、晚稻趋势一致，以p的相对产量最高，k次之，n最低；早、中、晚稻相对产量之间也表现一定的差异，n的相对产量以中稻最高，早稻最低，显然与早稻生长期间气温较低，土壤供氮能力较弱有关；p的相对产量以晚稻最高，平均达到95.5，与生产实际中晚稻施用磷肥效果不明显的趋势一致，而早中稻p的相对产量差别不大；k的相对产量早稻和中稻无明显的差异，晚稻最低，显然是因为通过早稻一季的吸收，土壤速效钾含量水平下降所致，对试验前后土壤取样化验，可以发现试验后土壤速效钾含量明显低于试验前，因此晚稻要特别注重钾肥的施用。表3 水稻npk相对产量统计作物相对产量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 相对养分吸收量相对养分吸收量是指缺素区n、p、k养分吸收量占全肥区养分吸收量的百分比，客观上反映了土壤养分贡献率的大小，是进行相关分析（校验研究），筛选土壤有效养分测试方法的重要参数。表4 水稻npk相对养分吸收量统计作物相对吸收量（）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的统计结果表明，不同作物的n、p、k相对养分吸收量差异与相对产量差异表现一致的趋势，早中晚稻均以n的相对吸收量最低，p的相对吸收量最高，n的相对吸收量以早稻最低，中稻最高，其中早稻n的相对吸收量平均只有47.1，即对早稻来说，土壤n素的贡献率不到50，p的相对吸收量以晚稻最高，达到100，早稻最低，为84.3，k的相对吸收量以中稻最高，晚稻最低。1.4 肥料利用率根据空白区和全肥区n、p、k养分的吸收量计算出养分利用率（表5），由于土壤养分供应量是以空白区产量为基础计算出来的，没有考虑肥料的激发效应，事实上施肥能够明显促进作物对土壤中养分的吸收，因此表4中的肥料利用率特别是p的利用率显然被高估。表5 npk养分利用率计算表作物养分利用率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 单位产量养分吸收量根据试验产量结果和植株化验结果计算得出单位经济产量n、p、k养分吸收量（表6），早稻100kg产量n、p2o5、k2o平均吸收量分别为1.65、0.93、2.29kg，npk吸收比例为1：0.56：1.39，晚稻100kg 产量n、p2o5、k2o吸收量分别为1.74、0.56、2.10kg，n、p、k吸收比例为1：0.32：1.21，其n、k吸收量与早稻相差不大，p的吸收比例明显低于早稻，中稻100kg产量n、p2o5、k2o吸收量明显高于早、晚稻，分别为2.14、1.09和2.92kg，三要素吸收比例为1：0.51：1.36。表6 水稻单位产量npk养分吸收量作物100kg经济产量养分吸收量(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 1:0.32:1.21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 土壤养分丰缺指标 2.1 水稻相对产量与土壤有效养分测试值之间的关系分析相对产量与土壤有效养分测试值之间的关系，n的相对产量与土壤全n、碱解n之间均无相关性，说明依据相对产量划分土壤n的丰缺状况不可行；无p区相对产量与土壤有效p（0.5mol/l nahco3浸提钼锑抗比色法）有很好的相关性（图3）；无k区相对产量与土壤速效k（1.0mol/l nh4ac浸提火焰光度法）亦有很好的相关性（图4）。图3 水稻无p区相对产量与土壤有效p的关系图4 水稻无k区相对产量与土壤速效k的关系 从图3可以看出，试验样点土壤有效磷含量在3.527.3mg/kg之间，尽管无p区相对产量与土壤有效磷之间有显著的相关性，但施用磷肥的总体效果偏低，相对产量均在85以上；图4结果显示，试验样点速效钾含量在35169mg/kg之间，但高钾的样点太少，尚需要通过进一步的试验加以完善。2.2 水稻相对养分吸收量与土壤有效养分测试值的关系分析水稻n、p、k相对吸收量与土壤有效养分测试值之间的关系，可以发现，土壤n素相对吸收量与土壤全n、碱解n之间相关性不好，而p、k相对吸收量分别与土壤有效p、速效k之间呈显著的对数相关（图5、图6），说明土壤有效p、速效k测试值能够反映土壤有效p、k的供应水平。图5 水稻p2o5相对吸收量与土壤有效p的关系图6 水稻k2o相对吸收量与土壤速效k的关系2.3 磷、钾养分丰缺指标目前划分养分丰缺指标通行的做法是以相对产量为依据，即依据相对产量与土壤测试值的关系，按照相对产量大于95%为高、7595之间为中、5075之间为低、小于50为极低的标准，划分出相应的土壤养分丰缺指标。但我们以相对产量为依据划分土壤养分丰缺指标时发现有以下几方面的问题：（1）作物对不同肥料养分的依存率有很大的差异，如水稻对钾的依存率明显的高于对磷的依存率，无钾区的相对产量在68.499.6%，平均84.0%，而无磷区相对产量在85.6100%，平均94.0%，完全依据相对产量划分丰缺指标，土壤速效钾可以划分为高、中、低3级，土壤有效磷只能划分为高、中两级，显然与生产实际不符；（2）作物的产量除了受到土壤供肥状况和施肥的影响外，还会受其它因素的影响，而作物对养分的吸收除了土壤供肥状况和施肥影响外，受到其它因素的影响相对较小，因而不同养分相对吸收量之间的差异较小，以相对吸收量为依据划分的土壤养分丰缺指标更接近于实际。表7是分别按照相对产量、相对吸收量大于95%为高、7595之间为中、5075之间为低、小于50为极低的标准，通过图3图6关系，得出桃源县水稻不同等级相对产量、相对吸收量对应的土壤测试值。从表7可以看出，依据相对产量计算得出的土壤养分丰缺分级与依据相对吸收量计算得出的土壤养分丰缺分级比较，无论是土壤有效磷还是土壤速效钾，高含量临界值差异均不大，但中、低含量临界值差异较大，很明显，后者更接近与实际。有鉴于此，我们以水稻相对吸收量为依据，划分桃源县中酸性潴育水稻土的p、k养分丰缺指标（表8）。表7 桃源县水稻不同等级相对产量、相对吸收量对应的土壤测试值项目分级土壤养分测试值(mg/kg)有效p速效k相对产量95%高12.71567595%中0.2412.7391565075%低0.2473950%极低95%高12.41507595%中5.412.4831505075%低1.95.4398350%极低12.5150中5.512.585150低2.05.54085极低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肥效应模型与推荐施p量根据表8土壤有效p分级结果，将同一作物土壤有效p含量在相同丰缺等级的3415试验4、5、6、7的产量结果以及磷肥用量试验的产量结果合并或平均，建立不同土壤有效p水平下早、中稻磷肥效应回归模型（图8图9），根据p肥效应模