水稻基礎(chǔ)產(chǎn)量與土壤速效養(yǎng)分含量的相關(guān)性

劉 潔，胡冬華

(衡東縣農(nóng)業(yè)局，湖南衡東 421400)

水稻基礎(chǔ)產(chǎn)量與土壤速效養(yǎng)分含量的相關(guān)性

劉 潔，胡冬華

(衡東縣農(nóng)業(yè)局，湖南衡東 421400)

匯總分析了衡東縣近幾年進行的多點水稻“3414”肥效試驗，采用其中的空白區(qū)和全肥區(qū)產(chǎn)量以及土壤速效養(yǎng)分測定結(jié)果，計算出水稻產(chǎn)量的地力依存率。分析結(jié)果表明：土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分含量與水稻產(chǎn)量地力依存率呈顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.6106**、0.5195*、0.5107*，建立估算依存率的數(shù)學模型均達到顯著水平。模型可用于計算不同土壤養(yǎng)分含量下的地力依存率和基礎(chǔ)產(chǎn)量，并依據(jù)基礎(chǔ)產(chǎn)量采用地力差減法制定施肥方案。

水稻；基礎(chǔ)產(chǎn)量；土壤養(yǎng)分；地力依存率；數(shù)學模型

自2007年實施國家測土配方施肥試點項目以來，按照農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》以及《測土配方施肥補貼項目肥料效應(yīng)田間試驗示范方案》的要求，衡東縣在水稻上分年度多點設(shè)立了17個“3414”肥效試驗。本文在匯總多年多點試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對試驗得到的水稻基礎(chǔ)產(chǎn)量、地力依存率和土壤速效養(yǎng)分含量進行了相關(guān)分析，以為完善衡東縣水稻的施肥技術(shù)參數(shù)，建立水稻施肥技術(shù)指標體系提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計及數(shù)據(jù)來源

2007～2011年按照農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)程》的要求，采用“3414”完全試驗設(shè)計方案[1]，在衡東縣實施了17個早、中、晚稻“3414”肥效試驗(早稻7個、中稻3個、晚稻7個)，即氮、磷、鉀3因素4水平14個處理的田間試驗方案，其中4個水平是：0水平指不施肥，2水平指當?shù)刈罴咽┓柿浚?水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5(表1)。小區(qū)面積30 m2，隨機排列，不設(shè)重復。試驗除了施肥量不同外，其他操作均同等對待。試驗前后均采集土樣化驗，取試驗中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析。

表1 “3414”氮、磷、鉀肥效試驗處理設(shè)計表

1.2 土壤養(yǎng)分測試方法

在試驗前采用5點取樣法分別取試驗田20 cm耕作層混合樣進行檢測。統(tǒng)一采用的土壤養(yǎng)分測試方法是：堿解氮采用1 mol/L NaOH堿解擴散法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用NAC浸提，火焰光度計法測定。

1.3 數(shù)據(jù)整理及分析

取“3414”試驗中的無肥區(qū)處理1和完全施肥區(qū)處理6的實際產(chǎn)量，按照：地力依存率=無肥區(qū)作物產(chǎn)量/完全施肥區(qū)作物產(chǎn)量×100%，分別計算出每個試驗的地力依存率。采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析地力依存率與土壤有效養(yǎng)分含量的相關(guān)系數(shù)，并建立最佳回歸模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗數(shù)據(jù)的整理

基礎(chǔ)產(chǎn)量是指不施用任何肥料時的作物產(chǎn)量，構(gòu)成產(chǎn)量的養(yǎng)分主要來自于土壤，它反映了土壤能夠提供養(yǎng)分的能力。為了準確的反映基礎(chǔ)產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性，消除因品種和生產(chǎn)季節(jié)造成的差異，采用地力依存率來分析其與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性。已有的研究表明，農(nóng)作物吸收的全部養(yǎng)分有55%～75%是來自土壤提供的養(yǎng)分[1，2]。水稻產(chǎn)量對土壤養(yǎng)分的依賴程度叫做地力依存率。將17個水稻試驗中的無肥區(qū)產(chǎn)量(基礎(chǔ)產(chǎn)量)、全肥區(qū)產(chǎn)量、土壤速效養(yǎng)分測試結(jié)果匯總整理成表，并計算出每個試驗的地力依存率于表2。

表2 近年的水稻“3414”肥料試驗土壤養(yǎng)分結(jié)果及基礎(chǔ)產(chǎn)量與全肥區(qū)產(chǎn)量結(jié)果

2.2 地力依存率與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)分析

早、中、晚稻所有試驗的平均地力依存率為65.22%，最大為75.16%，最小為56.39%。用各試驗的地力依存率與對應(yīng)的土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分測試值進行相關(guān)分析，其相關(guān)系數(shù)分別為0.6106**、0.5195*、0.5107*，相關(guān)性均達到顯著水平以上，表明土壤氮、磷、鉀速效養(yǎng)分含量與水稻的基礎(chǔ)產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān)，其中土壤堿解氮含量與地力依存率的相關(guān)性最大，有效磷次之，速效鉀最低，說明氮對基礎(chǔ)產(chǎn)量和水稻的地力依存率的影響程度要大于磷和鉀。

2.3 水稻的地力依存率與土壤養(yǎng)分含量的回歸模型

分別設(shè)水稻試驗田土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分含量為自變量(X)，依存率為依變量(Y)，建立的水稻土速效養(yǎng)分對水稻的地力依存率的最佳數(shù)學模型均為直線，由此計算出在不同土壤養(yǎng)分含量時的依存率。其數(shù)學模型如下：

土壤堿解氮對依存率的估算數(shù)學模型：

YN=45.19+0.116558XN，F(xiàn)=8.92**

土壤有效磷對依存率的估算數(shù)學模型：

YP=59.21+0.460424XP，F(xiàn)=5.55*

土壤速效鉀對依存率的估算數(shù)學模型：

YK=55.42+0.089502XK，F(xiàn)=5.29*

以上數(shù)學模型經(jīng)F檢驗，均達到顯著水平以上，可用于根據(jù)土壤速效養(yǎng)分含量的多少來模擬計算對應(yīng)的地力依存率。

3 基礎(chǔ)產(chǎn)量與地力依存率相關(guān)性的應(yīng)用

在應(yīng)用測土配方施肥技術(shù)進行的定量施肥中，目標產(chǎn)量配方法是目前最普遍采用的配方施肥技術(shù)之一。其有兩個具體方法：第一是養(yǎng)分平衡法，即根據(jù)作物目標產(chǎn)量需肥量與土壤供肥量之差估算施肥量。其中，土壤供肥量是根據(jù)土壤檢測結(jié)果獲得，而土壤檢測結(jié)果并不能完全體現(xiàn)出對作物的實際供肥能力，尚有一定的局限性；第二是地力差減法，即根據(jù)作物目標產(chǎn)量與基礎(chǔ)產(chǎn)量之差計算施肥量，能夠反映土壤的實際供肥能力，但基礎(chǔ)產(chǎn)量的數(shù)據(jù)又需要在上一年進行田間試驗獲得，即時性較差?，F(xiàn)在通過多年多點試驗建立的地力依存率與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)模型之后，就可以綜合以上兩個方法的優(yōu)點更為精確快捷的制定施肥配方。將土壤測試值分別代入以上模型，計算出該田塊的地力依存率，由其地力依存率和目標產(chǎn)量就可以計算出基礎(chǔ)產(chǎn)量，再采用地力差減法制定施肥配方。例如，衡東縣早稻的目標產(chǎn)量為6 900 kg/hm2，水稻土的養(yǎng)分平均檢測結(jié)果為堿解氮179 mg/kg，有效磷14 mg/kg，速效鉀109 mg/kg，由上述得到的數(shù)學模型計算出的依存率分別為：66.06%、65.65%、65.18%，由目標產(chǎn)量6 900 kg/hm2乘以依存率計算得到的基礎(chǔ)產(chǎn)量分別為：4 560、4 530、4 500 kg/hm2。按照需肥量計算公式：施肥量(純量)=養(yǎng)分系數(shù) (目標產(chǎn)量-基礎(chǔ)產(chǎn)量)/肥料當季利用率，100 kg稻谷所需養(yǎng)分量(養(yǎng)分系數(shù))氮、磷、鉀取值2.25、0.9、2.6 kg，氮、磷、鉀當季利用率取值33%、25%、55%，計算出配方施肥量為：159.7、85.3、113.6 kg/hm2(表3)。在晚稻磷肥施用量上，由于早稻施用的磷肥剩余較多，由此計算出的施磷量應(yīng)減半施用。在不同的土壤肥力水平下，推薦的施肥純量也是隨著土壤速效養(yǎng)分含量的減少而增加，與生產(chǎn)實際相吻合(表4)。

表3 早、中、晚稻在中等土壤肥力水平下的施肥量

表4 在不同的土壤肥力水平下早稻產(chǎn)量6 900 kg/hm2的施肥量

4 結(jié)論及討論

(1)本研究結(jié)果表明，地力依存率與對應(yīng)的土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分測試值呈顯著的正相關(guān)，這與前人所作的分析結(jié)果相一致[3]。說明水稻產(chǎn)量地力依存率隨著土壤有效養(yǎng)分含量的增加而提高，可以用數(shù)學模型來表示，在應(yīng)用中可通過土壤速效養(yǎng)分含量的高低來估算水稻依存率，再計算出在不同的目標產(chǎn)量下的基礎(chǔ)產(chǎn)量，利用地力差減法計算出最佳的推薦施肥純量。在實際生產(chǎn)上可以通過水稻土壤速效養(yǎng)分的檢測值來估算該田塊的水稻基礎(chǔ)產(chǎn)量，減少了為獲取基礎(chǔ)產(chǎn)量而做空白試驗的數(shù)量，為水稻測土配方推薦施肥提供了一項有效的科學依據(jù)，有利于測土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用。該法適用于早、中、晚稻和不同的土壤肥力水平下的推薦施肥。

(2)該法準確應(yīng)用的條件是需要大量的田間試驗數(shù)據(jù)，可以充分利用測土配方施肥項目所進行的多年多點試驗數(shù)據(jù)。一般應(yīng)在15個試驗數(shù)據(jù)以上，否則擬合精確度不高。如試驗數(shù)據(jù)較多的話，可以按早、中、晚稻分別建立數(shù)學模型，其針對性更好，準確性更高。

(3)建立縣級作物施肥指標體系是一個較長期的過程，還有很多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需要通過大量的試驗進行探索和積累，以進一步完善施肥配方技術(shù)參數(shù)，為農(nóng)作物科學施肥提供依據(jù)。

[1] 謝衛(wèi)國，黃鐵平，鐘武云，等.測土配方施肥理論與實踐[M].長沙：湖南科技出版社，2006.

[2] 金耀青，張中原.關(guān)于農(nóng)作物對土壤肥力的依存率及其應(yīng)用的研究[J].沈陽農(nóng)學院學報，1985(4)：64-68.

[3] 高 輝，張洪程，戴其根，等.不同土種土壤氮素等養(yǎng)分與水稻基礎(chǔ)產(chǎn)量的關(guān)系[J].揚州大學學報：農(nóng)業(yè)與生命科學版，2007，28(1)：49-53.

[4] 謝錦良，方 萍.水稻基礎(chǔ)產(chǎn)量與最高產(chǎn)量的分布模型及相互關(guān)系[J].浙江農(nóng)業(yè)大學學報，1994，20(3)：35-38.

2015-01-08

劉 潔(1974-)，女，湖南衡東縣人，助理農(nóng)藝師，主要從事土肥技術(shù)推廣工作，Email：373486922@qq.com。

S511.06

A

1001-5280(2015)03-0277-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.03.14