茶陵早中晚稻施肥指标体系研究(8-24).doc

茶陵县测土配方施肥指标体系建立之三-水稻施肥指标体系研究第三部分 基于中酸性潴育型水稻土的水稻施肥指标体系研究茶陵县农业局2009年8月 摘 要：本文根据已有的田间试验结果，系统的提出了茶陵县中酸性潴育水稻土的早、中、晚稻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型水稻土的超级中稻N、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N、P、K丰缺等级的超级中稻N、P、K推荐施用量。关键词：测土施肥 指标体系 潴育水稻土 水稻土壤测试和肥料田间试验是测土配方施肥技术指标体系建立的基础。通过土壤测试和田间试验，可以掌握土壤供肥能力，建立土壤养分丰缺指标，摸清测土配方施肥基本参数，构建作物施肥模型，为施肥分区、指导施肥、制定专用配方肥配方提供依据。建立测土配方施肥指标体系是一项复杂的农业系统工程，它除了根据土壤供肥能力和作物需肥量来确定氮、磷、钾以及中、微量元素各养分的施用量外，还受成土母质、气候、作物特性、施肥习惯、水份管理等多方面的影响。测土配方施肥指标体系研究一般包括3个方面的内容：（一）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。（二）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。（三）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。茶陵县共有耕地面积42.81万亩，其中水田36.9万亩，旱地5.91万亩。水田中，中酸性潴育水稻土面积35.96 万亩，占到水田总面积的97.2 。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，2008年共完成超级中稻3415试验3个，肥效校正试验3个。根据2008年的田间试验结果，对茶陵县中酸性潴育水稻土的超级中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。1.1.1 基础地力产量及基础地力贡献率表1为茶陵县2008年田间试验空白产量、全肥区产量统计结果，我县超级中稻（6丘）平均地力产量为444.2kg/亩，不同地块之间有一定差异，最低425kg/亩，最高472.5kg/亩，土壤基础地力贡献率（相对产量）平均为63.5，最低59.8（河砂泥），最高65.5（红黄泥）。表1 试验地块土壤测试结果试验编号肥力等级有机质（g/kg）碱解氮（mg/kg）有效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）PH值1高肥力田25.514218.61525.42中肥力田22.826611.5935.73低肥力田26.5945.3565.34高肥力田27.512511.41025.15中肥力田27.615011.6855.06低肥力田24.515811.9906.1表2 超级中稻“3415”试验方案处理号处理猪粪（/亩）纯养分（/亩）N肥P2O5K2O1MN0P0K010000002MN0P2K2100006153MN1P2K210006.56154MN2P0K21000130155MN2P1K21000133156MN2P2K21000136157MN2P3K21000139158MN2P2K0100013609MN2P2K110001367.510MN2P2K3100013622.511MN3P2K2100019.561512MN1P1K210006.531513MN1P2K110006.567.514MN2P1K110001337.515M0N0P0K00000表3 不同施肥处理对超级中稻产量的影响编号代码高肥力田产量中肥力田产量低肥力田产量1MN0P0K0472.5461.2432.42MN0P2K2567554.6519.43MN1P2K2683.5622.7604.84MN2P0K2680621.4625.35MN2P1K2740672.1658.96MN2P2K2748704.4723.17MN2P3K2756664.9655.88MN2P2K0672620.6610.19MN2P2K1743685.4650.510MN2P2K3722682.1683.111MN3P2K2728695.7654.212MN1P1K2697638.3613.513MN1P2K1700649.3605.114MN2P1K1725.8661.5630.515M0N0P0K0348.6342.5326.4表4 主要土壤基础地力作物土种项目空白产量（/亩）全肥区产量（/亩）相对产量（%）超级中稻红黄泥3415试验348.674846.6 红黄泥342.5704.448.6 河砂泥326.4723.145.1 红黄泥校正试验427.0 670.0 63.7 红黄泥447.0 683.0 65.4 红黄泥425.0 671.0 63.3 平均386.1 699.9 55.5 幅度326.4447.067074845.165.41.1.2 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。超级中稻目标产量与基础地力产量的关系为：y-0.1297x+760.38， r0.4775*(n=6)。图4 超级中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5是根据2008年的田间试验结果计算出的超级中稻的N、P、K相对产量，不同养分相对产量之间有明显的差异，且高中低肥力水平的田块趋势一致，以P的相对产量最高，K次之，N最低；高中低肥力水平田块的相对产量之间也表现一定的差异，N的相对产量以低肥力田最高，中肥田最低；P的相对产量以高肥力水平田最高，达到90.9，与生产实际中超级中稻施用磷肥效果不明显的趋势一致，而中、低肥力田P的相对产量差别不大；K的相对产量高肥田与低肥田无明显的差异，中肥田最低，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，因此超级中稻要特别注重钾肥的施用。表5 超级中稻NPK相对产量统计肥力等级缺素区相对产量NPK高肥力田75.8090.9189.84中肥力田71.8386.4784.37低肥力田78.7388.2288.10平均75.4588.5387.441.3养分吸收量表6 不同处理的养分吸收量肥力等级处理产量（/亩）养分吸收量（）NP2O5K2O高肥力田无N区（2）56713.65.118.7无P区（4）68016.36.122.4无K区（8）67216.16.022.2全肥区（6）74818.06.724.7中肥力田无N区（2）554.613.35.018.3无P区（4）621.414.95.620.5无K区（8）620.614.95.620.5全肥区（6）704.416.96.323.2低肥力田无N区（2）519.412.54.717.1无P区（4）625.315.05.620.6无K区（8）610.114.65.520.1全肥区（6）723.117.46.523.9平均637.215.35.721.01.4 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7 超级中稻NPK相对养分吸收量统计作物相对吸收量（）NPK高肥力田75.890.989.8中肥力田78.788.288.1低肥力田71.886.584.4平均75.588.587.4 表7的统计结果表明，不同肥力水平的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，均以N的相对吸收量最低，P的相对吸收量最高，N的相对吸收量以低肥力水平田最低，中肥力水平田最高，其中低肥力水平田N的相对吸收量平均只有71.8，即对低肥力水平田的超级中稻来说，土壤N素的贡献率71.8；P的相对吸收量以高肥力田最高，达到90.9，低肥力田最低，为86.5；K的相对吸收量以高肥力田最高，低肥力田最低。1.5 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8）。其中氮肥利用率以低肥力田最高，为37.6%；磷肥利用率以中肥力田最高，为12.5%；钾肥利用率以低肥力田最高，为24.9%。表8 NPK养分利用率计算表肥力水平肥料养分利用率（）NPK高肥力田33.410.216.7中肥力田27.712.518.4低肥力田37.69.824.9平均32.910.820.01.6 单位产量养分吸收量根据试验产量结果以及参考测土配方施肥理论与实践计算得出单位经济产量N、P、K养分吸收量（表9），超级中稻100kg产量N、P2O5、K2O平均吸收量分别为2.4、0.9、3.3kg，NPK吸收比例为1：0.38：1.38。表9 超级中稻单位产量NPK养分吸收量作物100kg经济产量养分吸收量(kg)NP2O5K2ON: P2O5: K2O超级中稻2.40.93.31:0.38:1.382 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的相对产量与碱解N（碱解扩散法）有良好的相关性（图5）；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6）；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7）。图5 超级中稻无N区相对产量与土壤碱解N的关系图6 超级中稻无P区相对产量与土壤有效P的关系图7 超级中稻无K区相对产量与土壤速效K的关系从图5可以看出，试验样点土壤碱解氮含量在94-266mg/kg之间，无N区相对产量与土壤碱解N之间有显著的相关性，施用氮肥的总体效果相对较好，相对产量均在75%左右；从图6可以看出，试验样点土壤有效磷含量在5.3-18.6mg/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很低，相对产量平均在88以上；图7结果显示，试验样点速效钾含量在56-152mg/kg之间，无K区相对产量与土壤速效钾之间有显著的相关性，但施用钾肥的总体效果也较低，相对产量平均在87以上。总的来说，试验样点较少，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碱解N之间相关性良好， 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8、图9、图10），说明土壤碱解N、有效P、速效K测试值能够反映土壤碱解氮、有效磷、速效钾的供应水平。图8 超级中稻N相对吸收量与土壤碱解N的关系图9 超级中稻P2O5相对吸收量与土壤有效P的关系图10 超级中稻K2O相对吸收量与土壤速效K的关系2.3 土壤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，如超级中稻对氮的依存率明显的低于对磷、钾的依存率，无氮区的相对产量在71.8-78.7%，平均75.4%；无钾区的相对产量在84.3-89.8%，平均87.4%，而无磷区相对产量在86.4-90.9%，平均88.5%，完全依据相对产量划分丰缺指标，土壤碱解氮都只可以划分为中级、低级，土壤有效磷和速效钾只能划分为中级；（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10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5图10关系，根据回归方程 ，计算y(相对产量或相对吸收量)分别等于50、75、95时对应的X（土壤养分测试值），得出茶陵县超级中稻不同等级相对产量、相对吸收量对应的土壤测试值。从表10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，无论是土壤碱解氮、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，划分茶陵县中酸性潴育水稻土的N、P、K养分丰缺指标（表11）。表10 茶陵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)碱解N有效P速效K相对产量95%高16712.11357595%中120-1675.212.1431355075%低1205.22.0124350%极低/2.095%高16011.51307595%中114-1605.111.5651305075%低1141.75.1366550%极低1.716512130中11516551260130低1152.05.54060极低/2.075612.813中肥69275613.5低肥66969213.113.53.3 水稻P肥效应模型与推荐施P量根据表11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水平下超级中稻磷肥效应回归模型（图15图18），根据P肥效应模型得出不同土壤有效P水平早、中稻的推荐施P量（表18）。图15 最佳施P量与目标产量关系表18 茶陵县超级中稻推荐施P量丰缺等级有效Pmg/kgP2O5用量(kg/亩)肥料效应模型计算值推荐施肥量高124.04.50 中5124.55.04.5 低255.55.05.0 极低1309.289.2中601309.79.29.7低406010.29.510.5极低4011.111.011.54、肥料施用方法根据历年肥料试验的结果，结合各地的施肥习惯，按目标产量首先制定了茶陵县超级中稻施肥时间和大致的施肥量范围，并对各个生长季节的水稻确立了相应的高产栽培管理措施，形成了超级中稻施肥指标体系的技术规程。但具体应用时根据各地的土壤供肥情况，特别是田间水稻生长情况，做到测苗定量施肥，即叶色深（叶色卡读数4.0以上）适当少施，叶色淡（叶色卡读数3.5以下）适当多施。4.1氮肥施用技术超级中稻氮肥按6：4（基蘖肥：穗肥）模式施用，即基肥50%、分蘖肥10%、穗肥20%、保花肥20%。根据不同丘块的土壤供肥情况，特别是按田间水稻生长情况，用国际水稻研究所发明的叶色卡测苗定量施肥，即叶色深（叶色卡读数4.0以上）适当少施，叶色淡（叶色卡读数3.5以下）适