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摘 要：通过田间“3414”试验研究了不同氮、磷、钾肥用量对机插秧水稻产量的影响。结果表明，当施氮（N）量为346kg/hm2，施磷（P）量为57kg/hm-2，施钾（K）量为72kg/hm-2时，水稻产量最高，为10.31t/hm2。
关键词：机插水稻；肥效试验；当涂县
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）15-0088-03
水稻是我国重要的粮食作物之一，水稻产量占全国粮食总产的34.3%[1]。安徽省是水稻栽培优势产区[2]，全省用占全国4.6%的水稻栽培面积贡献了占全国6.9%的水稻产量，为国家粮食安全做出了重要贡献。然而，由于当前水稻生产水平仍较为落后，存在成本高、产量低、效益差的问题，水稻对我国粮食产量的贡献力正逐年减小[3]。安徽省沿江地区为水稻优势栽培区，在该地区实现水稻高产高效生产，不仅为粮食安全提供保障，同时也能满足农民切实的利益需求。
水稻机插秧技术是进一步提高水稻生产效率的重要方式，机插秧有其独特的生长发育特点，要想达到水稻的高产、稳产和高效，需要与之配套的高产栽培技术与規程[4]。操作技术水平不到位、农民文化素质不高、可选用的品种较少以及水稻生长过程中的养分策略不当等，是造成安徽省机插秧水稻生产技术推广慢的主要原因[5]。国内已有不少学者对水稻机插秧的技术和规范进行了研究，但是从养分资源管理角度对机插秧水稻的研究较少。为此，本研究以“镇稻16”为试验对象，采用机插秧的生产方式，于2013年进行了3414田间肥料效应试验，研究水稻的产量及其养分吸收对不同施肥水平的响应，筛选出最优的机插秧水稻氮、磷、钾养分管理方式，以期得到当地最优的施肥方案，在保持高产的同时降低肥料的投入，提高养分资源的利用效率并带动经济效益的增加[3]。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点 2013年6—11月，试验在当涂县的安徽盛农农业集团开展，地理坐标为东经E118°43′1.47″，北纬N31°22′44.53″，海拔高度5.75m。处于长江下游水网地区，河流湖泊较多，属北亚热带季风气候，年平均气温为15.7℃，无霜期230d，年降雨量1056mm。开展3414的试验田土壤类型为长江冲积物母质发育的潮土，土壤较为肥沃，测得20cm土壤耕层基本肥力性状如下：有机质21.70g/kg，全氮3.92mg/kg，碱解氮171.50mg/kg、全磷0.80mg/kg，速效磷8.12mg/kg、速效钾170.36mg/kg，pH6.03。
1.2 试验材料 本次所选用的品种是由江苏丘陵地区镇江农业科学研究所、江苏丰源种业有限公司选育的“镇稻16”，审定编号为“苏审稻201212”。氮肥选用的是河南心连心化肥有限公司生产的氮（N）含量为46%尿素；磷肥选用安徽铜陵生产的含磷（P2O5）量12%的“九华山”牌过磷酸钙；钾肥为加拿大进口的含钾（K2O）量60%的氯化钾。
1.3 试验设计与实施
1.3.1 试验设计 本试验采用“3414”试验方案。试验中养分水平的设置主要依据农业部测土配方专家组设计的“测土配方施肥项目技术规范”，同时考虑“镇稻16”的营养特性、目标产量、土壤中养分的供应情况并适当参考农场生产的高产施肥情况等多种因素确定。在2012年，开展田间试验之前，为了消除土壤中残留的速效养分影响，试验田块进行不施肥处理。试验养分水平设置见表1，试验方案见表2。
1.3.2 试验实施 试验于2013年6月初开始室内播种育秧，7月3日使用插秧机进行机械移栽，栽插密度30cm×10cm，每穴基本苗4～6株，基本苗150万株/hm2。氮肥的60%与所有的磷钾肥作为基肥在移栽前一起施入，氮20%作为第1次追肥在分蘖期施用，剩余的20%肥在水稻孕穗期追施，不同的小区详细施肥量见表3。田间病虫害防治和杂草管理按照农场生产模式进行，试验期间未发送明显病虫害和杂草疯长情况。小区面积为20m2（8.3m×2.4m），试验重复3次。在不同的养分处理之间建立田埂保证0.5m的间隔，重复之间相隔1m。塑料薄膜被铺设在各处理田埂间实现有效水肥隔离，小区之间实行单灌单排，严禁串灌串排。
1.3.3 测定项目与数据分析 水稻收获时，分小区计产，每个小区取水稻样品5处，每处割取地上部植株1m2，收集地上部植株样品并进行考种测定产量及养分含量，各项目测定采用“测土配方施肥项目技术规范”中规定的方法[12]。试验数据分析与处理依据“肥料效应鉴定田间试验技术规程”中有关的统计方法进行[6]，数据处理主要使用Excel 2010、DPS7.05以及测土配方施肥试验等软件进行。缺素的相对产量的计算公式如下所示：缺素相对产量（%）=缺素处理产量/处理6产量×100[7]
2 结果与分析
2.1 不同施氮量对水稻产量的影响 不同的养分处理对应的水稻产量结果如表4所示，由表4可知，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2的水稻产量均显著高于不施氮肥的N0P2K2，其增产率分别为21.0%、31.0%和38.0%。试验表明在充足施用磷、钾肥的情况下，氮肥施用量的逐渐增加，水稻的产量也会显著增加，但随着氮肥的增加，增产效率增加趋势有明显减缓，单位施氮量的增产效果呈下降趋势，说明氮肥虽有利于提高水稻产量，但过量施氮则会降低氮肥的增产效果，甚至还可导致水稻产量下降[8-11]，因此，合理施用氮肥，提高氮肥利用率，才能保证水稻生产的高产与高效。
2.2 不同施磷量对水稻产量的影响 试验结果表明，在保证充足施用氮、钾肥的情况下，不同磷肥处理之间水稻产量存在差异，但差异不显著（表4）。与不施磷区（N2P0K2）相比，N2P1K2处理的水稻产量增加11.0%，N2P2K2处理的水稻产量有明显的增加，增加幅度为7.0%，而N2P3K2处理水稻产量，因为过量施磷反而产量下降3.0%。因此，随着磷肥施用量的增加，水稻产量呈现出先增加再下降的趋势，这与王伟妮等[12]的在水稻上面的研究结果一致。说明在本地区，磷肥在一定用量范围内有利于水稻产量的提高，但土壤中磷素较为丰富，过量施用则降低水稻产量。 2.3 不同施钾量对水稻产量的影响 根据表4结果可知，不同钾肥施用量处理对水稻产量存在差异，但是无显著性的差异。与缺钾区（N2P2K0）水稻产量相比，N2P2K1、N2P2K2和N2P2K3的水稻产量均有所增加，增产率分别为4.7%、3.5%和3.9%，增产幅度不断降低。在保证氮、磷肥施用量一致，而钾肥施用量逐渐增加的情况下，水稻的增产率呈现出先增加后减少的规律。因此，合理施用钾肥可以有效地提高水稻产量，但如果土壤中速效钾含量较高，钾肥施用量继续增加，产量并不会显著增加，从而使得肥料利用率下降，造成了钾肥资源的浪费和环境的污染。
2.4 氮、磷、钾肥对水稻产量的影响 采用数学函数模拟的方法，模拟出不同的氮、磷、钾投入对产量的响应情况，采用回归分析的方法，得出当涂县肥料效应函数为Y=445.54+16.11N+22.42P+5.36K+0.10N*P-0.13N*K+1.07P*K-0.34N*N-3.95P*P-0.68K*K，R2=0.99>R0.05=0.92，F=71.06>F0.05=6，标准误差为9.43，说明该方程拟合度较好，能够正确的解释施肥量与产量之间的相关关系，不同氮、磷、钾施肥处理与水稻产量呈现出显著的正相关的关系。根据该肥料效应方程求得当地的产量效益最优的施肥方案为346kg/hm2 N、57kg/hm2 P、72kg/hm2 K，对应的水稻目标产量为10.31t。经过计算得出，缺氮、磷、钾素的相对产量分别为76.5%、93.5%和96.6%，空白处理的相对产量为69.7%。因此在当涂县土壤养分供给充足的条件下，氮、磷、钾肥配施对水稻增产效应的影响作用中，氮肥的调控明显起到了主导作用。如果在水稻生育的关键时期氮肥供应不足，即便持续地增加磷、钾肥投入量，水稻的产量也不会出现显著地增加。结果赵昀等研究类似，充分地体现了氮、磷、钾肥3大养分配施能够产生交互作用，可以相互之间促进发挥肥效。在一定用量范围内，氮、磷、钾肥料中任一种肥料用量的合理地增加都有利于另外两种肥料肥效的发挥，但如果缺少某一因素，投入再多的其他养分元素也不会带来产量地增加[13]。当然，本试验由于缺少多年多点的验证，无法计算出当涂所有地力特征，不同的气候条件下的最优的施肥量方案，并且由于农户的长期过量施肥，以及圩区的土壤中养分含量较高，得出的施肥方案也具有一定的局限性。下一步将选择当涂县典型土壤类型，进行多年试验，得到整个当涂县不同基础生产力条件下的最优施肥方案，为科学施肥提供依据。
3 结论
通过“3414”田间试验，结果表明，合理的氮、磷、钾3大肥料施用，可以有效地提高水稻产量，而不同氮、磷、钾的养分配施比例，由于交互作用，对水稻的产量也有不同的影响。根据试验结果构建肥料效应方程求得当地的最大施肥方案，即施氮（N）量为346kg/hm2，施磷（P）量为57kg/hm2，施钾（K）量为72kg/hm2，对应的最大水稻产量为10.31t/hm2；符合当地水稻生产的最佳施肥水平，可以在当地机插秧的农艺基础上进行多年多点验证，并进行大面积推广应用。根据当涂县当地的生产条件确定合理的氮、磷、钾肥配施比例和最佳施肥量，才能在机插秧的基础上，保证水稻高产保护国家粮食安全，同时减少养分资源的投入，保护环境，并实现机械化，提供生产效率，增加农户收益。
参考文献
[1]杨柳青.不同氮水平下钾对水稻生长的影响[D].重庆：西南大学，2012.
[2]吴文革.安徽水稻及稻作技术[A]//中国工程院农业学部、中国作物学会栽培专业委员会水稻学组、中国作物学会水稻产业分会.安徽水稻与稻作技术论文汇编[C].2017：9.
[3]帅海星.沿江地区优质高产水稻机插秧与养分管理技术集成与示范[D].凤阳：安徽科技学院，2014.
[4]孙春梅，陈宗明，杨彩云，等.机插秧水稻高产栽培技术[J].安徽农业科学，2005（3）：381-382.
[5]张培江，付强，李霞红，等.安徽省直播和机插水稻生产存在问题及对策[J].安徽农业科学，2012（10）：5820-5823.
[6]鲁建清.吉木萨尔县玉米“3414”试验报告[J].新疆农业科技，2010（2）：23.
[7]NY/T 497-2002， 肥料效应鉴定田间试验技术规程[S].
[8]朱兆良.农田中氮肥的損失与对策[J].土壤与环境，2000.
[9]马群，李国业，顾海永，等.我国水稻氮肥利用现状及对策[J].广东农业科学，2010，（11）：126-129.
[10]栗铁申.我国氮肥施用现状、问题和对策[J].农民科技培训，2010（7）：23-24.
[11]巨晓棠，谷保静.我国农田氮肥施用现状、问题及趋势[J].植物营养与肥料学报，2014（4）：783-795.
[12]王伟妮，鲁剑巍，何予卿，等.氮、磷、钾肥对水稻产量、品质及养分吸收利用的影响[J].中国水稻科学，2011（6）：645-653.
[13]赵昀.施用氮磷钾肥对水稻产量的影响及养分交互作用研究[J].广西农学报，2013（2）：1-3.
（责编：张宏民）
关键词：机插水稻；肥效试验；当涂县
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）15-0088-03
水稻是我国重要的粮食作物之一，水稻产量占全国粮食总产的34.3%[1]。安徽省是水稻栽培优势产区[2]，全省用占全国4.6%的水稻栽培面积贡献了占全国6.9%的水稻产量，为国家粮食安全做出了重要贡献。然而，由于当前水稻生产水平仍较为落后，存在成本高、产量低、效益差的问题，水稻对我国粮食产量的贡献力正逐年减小[3]。安徽省沿江地区为水稻优势栽培区，在该地区实现水稻高产高效生产，不仅为粮食安全提供保障，同时也能满足农民切实的利益需求。
水稻机插秧技术是进一步提高水稻生产效率的重要方式，机插秧有其独特的生长发育特点，要想达到水稻的高产、稳产和高效，需要与之配套的高产栽培技术与規程[4]。操作技术水平不到位、农民文化素质不高、可选用的品种较少以及水稻生长过程中的养分策略不当等，是造成安徽省机插秧水稻生产技术推广慢的主要原因[5]。国内已有不少学者对水稻机插秧的技术和规范进行了研究，但是从养分资源管理角度对机插秧水稻的研究较少。为此，本研究以“镇稻16”为试验对象，采用机插秧的生产方式，于2013年进行了3414田间肥料效应试验，研究水稻的产量及其养分吸收对不同施肥水平的响应，筛选出最优的机插秧水稻氮、磷、钾养分管理方式，以期得到当地最优的施肥方案，在保持高产的同时降低肥料的投入，提高养分资源的利用效率并带动经济效益的增加[3]。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点 2013年6—11月，试验在当涂县的安徽盛农农业集团开展，地理坐标为东经E118°43′1.47″，北纬N31°22′44.53″，海拔高度5.75m。处于长江下游水网地区，河流湖泊较多，属北亚热带季风气候，年平均气温为15.7℃，无霜期230d，年降雨量1056mm。开展3414的试验田土壤类型为长江冲积物母质发育的潮土，土壤较为肥沃，测得20cm土壤耕层基本肥力性状如下：有机质21.70g/kg，全氮3.92mg/kg，碱解氮171.50mg/kg、全磷0.80mg/kg，速效磷8.12mg/kg、速效钾170.36mg/kg，pH6.03。
1.2 试验材料 本次所选用的品种是由江苏丘陵地区镇江农业科学研究所、江苏丰源种业有限公司选育的“镇稻16”，审定编号为“苏审稻201212”。氮肥选用的是河南心连心化肥有限公司生产的氮（N）含量为46%尿素；磷肥选用安徽铜陵生产的含磷（P2O5）量12%的“九华山”牌过磷酸钙；钾肥为加拿大进口的含钾（K2O）量60%的氯化钾。
1.3 试验设计与实施
1.3.1 试验设计 本试验采用“3414”试验方案。试验中养分水平的设置主要依据农业部测土配方专家组设计的“测土配方施肥项目技术规范”，同时考虑“镇稻16”的营养特性、目标产量、土壤中养分的供应情况并适当参考农场生产的高产施肥情况等多种因素确定。在2012年，开展田间试验之前，为了消除土壤中残留的速效养分影响，试验田块进行不施肥处理。试验养分水平设置见表1，试验方案见表2。
1.3.2 试验实施 试验于2013年6月初开始室内播种育秧，7月3日使用插秧机进行机械移栽，栽插密度30cm×10cm，每穴基本苗4～6株，基本苗150万株/hm2。氮肥的60%与所有的磷钾肥作为基肥在移栽前一起施入，氮20%作为第1次追肥在分蘖期施用，剩余的20%肥在水稻孕穗期追施，不同的小区详细施肥量见表3。田间病虫害防治和杂草管理按照农场生产模式进行，试验期间未发送明显病虫害和杂草疯长情况。小区面积为20m2（8.3m×2.4m），试验重复3次。在不同的养分处理之间建立田埂保证0.5m的间隔，重复之间相隔1m。塑料薄膜被铺设在各处理田埂间实现有效水肥隔离，小区之间实行单灌单排，严禁串灌串排。
1.3.3 测定项目与数据分析 水稻收获时，分小区计产，每个小区取水稻样品5处，每处割取地上部植株1m2，收集地上部植株样品并进行考种测定产量及养分含量，各项目测定采用“测土配方施肥项目技术规范”中规定的方法[12]。试验数据分析与处理依据“肥料效应鉴定田间试验技术规程”中有关的统计方法进行[6]，数据处理主要使用Excel 2010、DPS7.05以及测土配方施肥试验等软件进行。缺素的相对产量的计算公式如下所示：缺素相对产量（%）=缺素处理产量/处理6产量×100[7]
2 结果与分析
2.1 不同施氮量对水稻产量的影响 不同的养分处理对应的水稻产量结果如表4所示，由表4可知，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2的水稻产量均显著高于不施氮肥的N0P2K2，其增产率分别为21.0%、31.0%和38.0%。试验表明在充足施用磷、钾肥的情况下，氮肥施用量的逐渐增加，水稻的产量也会显著增加，但随着氮肥的增加，增产效率增加趋势有明显减缓，单位施氮量的增产效果呈下降趋势，说明氮肥虽有利于提高水稻产量，但过量施氮则会降低氮肥的增产效果，甚至还可导致水稻产量下降[8-11]，因此，合理施用氮肥，提高氮肥利用率，才能保证水稻生产的高产与高效。
2.2 不同施磷量对水稻产量的影响 试验结果表明，在保证充足施用氮、钾肥的情况下，不同磷肥处理之间水稻产量存在差异，但差异不显著（表4）。与不施磷区（N2P0K2）相比，N2P1K2处理的水稻产量增加11.0%，N2P2K2处理的水稻产量有明显的增加，增加幅度为7.0%，而N2P3K2处理水稻产量，因为过量施磷反而产量下降3.0%。因此，随着磷肥施用量的增加，水稻产量呈现出先增加再下降的趋势，这与王伟妮等[12]的在水稻上面的研究结果一致。说明在本地区，磷肥在一定用量范围内有利于水稻产量的提高，但土壤中磷素较为丰富，过量施用则降低水稻产量。 2.3 不同施钾量对水稻产量的影响 根据表4结果可知，不同钾肥施用量处理对水稻产量存在差异，但是无显著性的差异。与缺钾区（N2P2K0）水稻产量相比，N2P2K1、N2P2K2和N2P2K3的水稻产量均有所增加，增产率分别为4.7%、3.5%和3.9%，增产幅度不断降低。在保证氮、磷肥施用量一致，而钾肥施用量逐渐增加的情况下，水稻的增产率呈现出先增加后减少的规律。因此，合理施用钾肥可以有效地提高水稻产量，但如果土壤中速效钾含量较高，钾肥施用量继续增加，产量并不会显著增加，从而使得肥料利用率下降，造成了钾肥资源的浪费和环境的污染。
2.4 氮、磷、钾肥对水稻产量的影响 采用数学函数模拟的方法，模拟出不同的氮、磷、钾投入对产量的响应情况，采用回归分析的方法，得出当涂县肥料效应函数为Y=445.54+16.11N+22.42P+5.36K+0.10N*P-0.13N*K+1.07P*K-0.34N*N-3.95P*P-0.68K*K，R2=0.99>R0.05=0.92，F=71.06>F0.05=6，标准误差为9.43，说明该方程拟合度较好，能够正确的解释施肥量与产量之间的相关关系，不同氮、磷、钾施肥处理与水稻产量呈现出显著的正相关的关系。根据该肥料效应方程求得当地的产量效益最优的施肥方案为346kg/hm2 N、57kg/hm2 P、72kg/hm2 K，对应的水稻目标产量为10.31t。经过计算得出，缺氮、磷、钾素的相对产量分别为76.5%、93.5%和96.6%，空白处理的相对产量为69.7%。因此在当涂县土壤养分供给充足的条件下，氮、磷、钾肥配施对水稻增产效应的影响作用中，氮肥的调控明显起到了主导作用。如果在水稻生育的关键时期氮肥供应不足，即便持续地增加磷、钾肥投入量，水稻的产量也不会出现显著地增加。结果赵昀等研究类似，充分地体现了氮、磷、钾肥3大养分配施能够产生交互作用，可以相互之间促进发挥肥效。在一定用量范围内，氮、磷、钾肥料中任一种肥料用量的合理地增加都有利于另外两种肥料肥效的发挥，但如果缺少某一因素，投入再多的其他养分元素也不会带来产量地增加[13]。当然，本试验由于缺少多年多点的验证，无法计算出当涂所有地力特征，不同的气候条件下的最优的施肥量方案，并且由于农户的长期过量施肥，以及圩区的土壤中养分含量较高，得出的施肥方案也具有一定的局限性。下一步将选择当涂县典型土壤类型，进行多年试验，得到整个当涂县不同基础生产力条件下的最优施肥方案，为科学施肥提供依据。
3 结论
通过“3414”田间试验，结果表明，合理的氮、磷、钾3大肥料施用，可以有效地提高水稻产量，而不同氮、磷、钾的养分配施比例，由于交互作用，对水稻的产量也有不同的影响。根据试验结果构建肥料效应方程求得当地的最大施肥方案，即施氮（N）量为346kg/hm2，施磷（P）量为57kg/hm2，施钾（K）量为72kg/hm2，对应的最大水稻产量为10.31t/hm2；符合当地水稻生产的最佳施肥水平，可以在当地机插秧的农艺基础上进行多年多点验证，并进行大面积推广应用。根据当涂县当地的生产条件确定合理的氮、磷、钾肥配施比例和最佳施肥量，才能在机插秧的基础上，保证水稻高产保护国家粮食安全，同时减少养分资源的投入，保护环境，并实现机械化，提供生产效率，增加农户收益。
参考文献
[1]杨柳青.不同氮水平下钾对水稻生长的影响[D].重庆：西南大学，2012.
[2]吴文革.安徽水稻及稻作技术[A]//中国工程院农业学部、中国作物学会栽培专业委员会水稻学组、中国作物学会水稻产业分会.安徽水稻与稻作技术论文汇编[C].2017：9.
[3]帅海星.沿江地区优质高产水稻机插秧与养分管理技术集成与示范[D].凤阳：安徽科技学院，2014.
[4]孙春梅，陈宗明，杨彩云，等.机插秧水稻高产栽培技术[J].安徽农业科学，2005（3）：381-382.
[5]张培江，付强，李霞红，等.安徽省直播和机插水稻生产存在问题及对策[J].安徽农业科学，2012（10）：5820-5823.
[6]鲁建清.吉木萨尔县玉米“3414”试验报告[J].新疆农业科技，2010（2）：23.
[7]NY/T 497-2002， 肥料效应鉴定田间试验技术规程[S].
[8]朱兆良.农田中氮肥的損失与对策[J].土壤与环境，2000.
[9]马群，李国业，顾海永，等.我国水稻氮肥利用现状及对策[J].广东农业科学，2010，（11）：126-129.
[10]栗铁申.我国氮肥施用现状、问题和对策[J].农民科技培训，2010（7）：23-24.
[11]巨晓棠，谷保静.我国农田氮肥施用现状、问题及趋势[J].植物营养与肥料学报，2014（4）：783-795.
[12]王伟妮，鲁剑巍，何予卿，等.氮、磷、钾肥对水稻产量、品质及养分吸收利用的影响[J].中国水稻科学，2011（6）：645-653.
[13]赵昀.施用氮磷钾肥对水稻产量的影响及养分交互作用研究[J].广西农学报，2013（2）：1-3.
（责编：张宏民）