嘉豐優(yōu)2號(hào)新組合高產(chǎn)高效氮磷鉀肥料配比試驗(yàn)

林飛榮 貝道正 陶永剛 林海忠 朱靜琦 屠昌鵬 楊巍 劉也楠 米敏 劉偉明

摘 ? ?要：為了探索單季雜交晚稻新組合嘉豐優(yōu)2號(hào)在浙江臺(tái)州的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)開(kāi)展了嘉豐優(yōu)2號(hào)新組合氮、磷、鉀肥料效應(yīng)試驗(yàn)。結(jié)果表明，嘉豐優(yōu)2號(hào)實(shí)際單產(chǎn)在無(wú)肥區(qū)（處理1）和無(wú)氮區(qū)（處理2）無(wú)顯著差異（P>0.05），二者均顯著低于其他處理（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05），其中以氮、磷、鉀均為2水平（202.5—90.0—150.0 kg·hm-2）的處理6產(chǎn)量最高，較無(wú)氮區(qū)（處理2）、無(wú)磷區(qū)（處理4）、無(wú)鉀區(qū)（處理8）分別高31.73%、6.34%和6.43%說(shuō)明氫肥對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)高于磷、鉀肥;相關(guān)分析表明，實(shí)際產(chǎn)量與有效穗數(shù)極顯著正相關(guān)（P<0.01），而與每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）;從高產(chǎn)高效要求出發(fā)，綜合氮、磷、鉀肥料效益模型和生產(chǎn)實(shí)際，嘉豐優(yōu)2號(hào)在當(dāng)?shù)刈鲉瓮矸N植的N、P2O5、K2O用量分別以201.0～210.0 kg·hm-2、90.0～97.5 kg·hm-2、112.5～120.0 kg·hm-2為宜。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)渭倦s交晚稻;嘉豐優(yōu)2號(hào);氮肥;磷肥;鉀肥

中圖分類(lèi)號(hào)：S14-33;S511 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.10.008

Abstract： ?In order to explore the high productive and efficient cultivation technology of Jiafengyou No.2 new combination for single late planting in Taizhou， Zhejiang province， the experiment was conducted with "3414" design to study the effects of N， P， K fertilizers on Jiafengyou No.2. The results showed that the yield of Jiafengyou No. 2 had no significant difference between no fertilizer and no N fertilizer treatment （P>0.05）， but the two treatments were significant lower than the other treatments （P<0.05），and there was no significant difference among the other treatments （P>0.05）; the treatment of the 2nd level （N 202.5 kg·hm-2， P 90.0 kg·hm-2， K 150.0 kg·hm-2） had the highest yield， which the yield was 31.73%， 6.34% and 6.43% higher than the treatments of no N fertilizer， no P fertilizer， and no K fertilizer， respectively. The correlation analysis indicated that the yield had significantly positive relationship with effective panicle （P<0.01）， but significantly negative related with filled grains per panicle and seed setting rate （P<0.05）. According to N， P， K fertilizer benefit model combine with the actual production， the optimum application amounts of N， P2O5 and K2O for Jiafengyou No.2 single late planting should be 201.0～210.0 kg·hm-2， 90.0～97.5 kg·hm-2， 112.5～120.0 kg·hm-2， respectively.

Key words： single hybrid late rice; Jiafengyou No.2; nitrogen fertilizer; phosphate fertilizer; potash fertilizer

氮、磷、鉀是水稻正常生長(zhǎng)所必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素，如何合理確定三者用量及配比以實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提升，是水稻栽培中需解決的一個(gè)重要問(wèn)題。王偉妮等[1]研究表明，氮、磷、鉀肥施用可顯著提高水稻產(chǎn)量，同時(shí)改善部分米質(zhì)性狀，其中3種肥料配施的增產(chǎn)效果顯著優(yōu)于任兩種肥料配施。為探明氮、磷、鉀肥對(duì)水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，開(kāi)展“測(cè)土配方施肥”，從2005年開(kāi)始，通過(guò)“3414”肥料試驗(yàn)分析推薦水稻施肥方案已逐漸被有關(guān)學(xué)者采納，現(xiàn)已較多地應(yīng)用于水稻[2-4]、甘蔗[5-6]、玉米[7-8]、棉花[9]、油菜[10-12]、芋[13-14]、馬鈴薯[15-16]、小麥[17]、甘薯[18-19]等農(nóng)作物的肥料效應(yīng)研究，筆者也曾嘗試將“3414”試驗(yàn)方案應(yīng)用于西蘭花對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分需求效應(yīng)的研究中[20-21]，優(yōu)化施肥方案可為菜農(nóng)減少習(xí)慣施肥量8%以上，取得了比較好的效果。

嘉豐優(yōu)2號(hào)（浙審稻2017012）系浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)院與浙江可得豐種業(yè)有限公司合作選育的單季秈粳雜交稻（偏秈型）新組合。2017年冬榮獲浙江省“最好吃大米”稱(chēng)號(hào)，2018年5月獲得“首屆全國(guó)優(yōu)質(zhì)稻品食味品質(zhì)鑒評(píng)”金獎(jiǎng)[22]。嘉豐優(yōu)2號(hào)產(chǎn)量高，中抗稻瘟病，米質(zhì)優(yōu)，符合當(dāng)前稻米綠色生產(chǎn)和消費(fèi)需求，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

近年，臺(tái)州市開(kāi)始引進(jìn)嘉豐優(yōu)2號(hào)進(jìn)行試種示范，為探索該組合在當(dāng)?shù)胤N植的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，發(fā)揮其增產(chǎn)潛力，特采用“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)方案進(jìn)行田間試驗(yàn)，研究氮、磷、鉀養(yǎng)分對(duì)單季雜交稻嘉豐優(yōu)2號(hào)的主要性狀及產(chǎn)量等指標(biāo)的影響，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效之目的。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在浙江省臺(tái)州市黃巖區(qū)澄江街道涼棚嶺村實(shí)施。土壤類(lèi)型為水稻土—脫潛潴育水稻土亞類(lèi)—青紫泥田土屬—青紫泥田土種。經(jīng)檢測(cè)，該地塊有機(jī)質(zhì)含量54 g·kg-1，全氮含量0.3%，有效磷含量2.5 mg·kg-1，速效鉀含量76 mg·kg-1，地力等級(jí)評(píng)定為一等二級(jí)類(lèi)型。前茬為冬閑田。

1.2 供試材料

供試雜交稻新組合為嘉豐優(yōu)2號(hào)，作單晚種植。試驗(yàn)用氮肥為尿素，青海鹽湖工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，含N量46%;磷肥為過(guò)磷酸鈣，金華市江南化肥廠生產(chǎn)，P2O5含量16%;鉀肥為氯化鉀，中國(guó)化工建設(shè)總公司代理進(jìn)口的原產(chǎn)加拿大氯化鉀，K2O含量60%。

供試肥料價(jià)格：尿素2.50元·kg-1，即化學(xué)純氮5.43元·kg-1;過(guò)磷酸鈣0.90元·kg-1，即P2O5為5.63元·kg-1;氯化鉀3.00元·kg-1，即K2O為5.00元·kg-1。產(chǎn)品稻谷價(jià)格為2.98元·kg-1。

肥料施肥方法：尿素分3次施用，即耙面肥、插秧后7 d、插秧后30 d各施處理用量的50%、40%、10%;過(guò)磷酸鈣全部作耙面肥施下;鉀肥分2次施用，即耙面肥、插秧后30 d各施處理用量的50%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用原農(nóng)業(yè)部《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》推薦的二次回歸D—最優(yōu)設(shè)計(jì)3因素4水平（“3414”方案）肥料試驗(yàn)設(shè)計(jì)[23]（表1），設(shè)氮、磷、鉀養(yǎng)分3個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)（0、1、2、3）4個(gè)水平，其中0水平為不施肥，2水平為當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的最佳施肥量，本試驗(yàn)的氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）2水平分別為202.5，90.0，150.0 kg·hm-2，共14個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，共42個(gè)小區(qū)。試驗(yàn)小區(qū)凈插秧面積18.018 m2，插秧規(guī)格30 cm×22 cm，插151 515叢·hm-2，單本插秧。小區(qū)四周均作底部寬30 cm、高25 cm的小田埂，并覆蓋黑色地膜防滲漏和雜草產(chǎn)生。重復(fù)間及與保護(hù)行間均設(shè)立50 cm寬進(jìn)排水溝。

1.4 試驗(yàn)管理及數(shù)據(jù)采集

每個(gè)小區(qū)均單獨(dú)排灌，四周保護(hù)行不施任何肥料。試驗(yàn)于5月27日經(jīng)摧芽后播種，7月1日統(tǒng)一插秧。除試驗(yàn)處理外的其它管理措施同一般高產(chǎn)栽培規(guī)范。為保證田間各處理產(chǎn)量盡量不受邊際效應(yīng)影響，小區(qū)四周各邊均割去邊行及向內(nèi)一行稻株后計(jì)算產(chǎn)量。單收單曬。收獲前調(diào)查有效穗，按叢平均數(shù)取樣本考查穗部經(jīng)濟(jì)性狀。用單穗脫粒機(jī)脫?！逅捶ǚ珠_(kāi)飽滿(mǎn)粒和空秕粒，干燥后分別計(jì)數(shù)[24]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行建模和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料配比對(duì)嘉豐優(yōu)2號(hào)的主要經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響

由表2可知，有效穗數(shù)在高氮區(qū)（處理11）顯著多于其他處理（P<0.05），無(wú)肥區(qū)和無(wú)氮區(qū)則顯著低于其他各處理（P<0.05）;各處理穗總粒數(shù)介于210.59～258.03 粒·穗-1之間，結(jié)實(shí)率介于87.56%～94.69%，千粒質(zhì)量介于25.58～26.58 g，處理間均無(wú)顯著差異（P>0.05）;每穗實(shí)粒數(shù)在無(wú)肥區(qū)（處理1）、無(wú)氮區(qū)（處理2）、低氮區(qū)（處理3，12，13）及高鉀區(qū)（處理10）顯著高于高氮區(qū)（處理11）（P<0.05）;嘉豐優(yōu)2號(hào)實(shí)際單產(chǎn)在無(wú)肥區(qū)（處理1）和無(wú)氮區(qū)（處理2）無(wú)顯著差異（P>0.05），二者顯著低于其余12個(gè)處理（P<0.05），其余12個(gè)處理實(shí)際單產(chǎn)介于9 964.5～11 178.0 kg·hm-2，處理間差異均不顯著（P>0.05），其中以氮、磷、鉀均為2水平（202.5—90.0—150.0 kg·hm-2）的處理6產(chǎn)量最高，較無(wú)氮區(qū)（處理2）、無(wú)磷區(qū)（處理4）、無(wú)鉀區(qū)（處理8）分別高31.73%，6.34%和6.43%，說(shuō)明本試驗(yàn)條件下氮肥對(duì)產(chǎn)量效應(yīng)最大，磷、鉀對(duì)增產(chǎn)的貢獻(xiàn)相近。

2.2 嘉豐優(yōu)2號(hào)主要性狀的相關(guān)分析

相關(guān)分析結(jié)果（表3）表明，有效穗數(shù)與實(shí)際產(chǎn)量極顯著正相關(guān)（P<0.01），但與每穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率呈極顯著（P<0.01）或顯著（P<0.05）負(fù)相關(guān)，每穗總粒數(shù)與實(shí)粒數(shù)極顯著正相關(guān)（P<0.01），每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均與實(shí)際產(chǎn)量顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。綜合而言，嘉豐優(yōu)2號(hào)主要性狀之間相互影響，根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果和多個(gè)嘉豐優(yōu)2號(hào)新組合展示、比較試驗(yàn)及栽培試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，嘉豐優(yōu)2號(hào)以有效穗為180萬(wàn)～200萬(wàn)·hm-2比較容易協(xié)調(diào)穗、粒、質(zhì)量之間的關(guān)系。

2.3 氮、磷、鉀肥料效應(yīng)模型

經(jīng)對(duì)產(chǎn)量（y）與N（純氮）、P（P2O5）、K（K2O）施用量的三元二次回歸分析，獲得N、P、K養(yǎng)分對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)模型：

y=8 360.020 5+9.769 2N+15.750 5P+7.198 5K+? ? 0.066 2NP+0.039 9NK-0.120 5PK-0.046 7N2-? ? 0.070 4P2-0.009 5K2?

上述回歸模型的相關(guān)系數(shù)（R）為0.991 1，達(dá)極顯著水平（P<0.01），故可用來(lái)描述N、P、K施用量與產(chǎn)量之間的關(guān)系。

利用回歸模型分別對(duì)N、P、K求偏導(dǎo)數(shù)，并令其為0，得：

（1）9.769 2-0.097 4N+0.066 2P+0.039 9K=0

（2）15.750 5+0.066 2N-0.140 8P-0.120 5K=0

（3）7.198 5+0.039 9N-0.120 5P-0.019 0K=0

解聯(lián)立方程組（1）、（2）、（3），得最高產(chǎn)量所需施肥量為：N=228.7 kg·hm-2，P2O5=116.5 kg·hm-2;K2O=120.2 kg·hm-2;將（1）、（2）、（3）式等號(hào)右邊的0換成肥料價(jià)格與稻谷價(jià)格的比值，得最佳經(jīng)濟(jì)效益的氮、磷、鉀施肥量為：N=189.6 kg·hm-2、P2O5=90.8 kg·hm-2、K2O=113.2 kg·hm-2?？梢?jiàn)，以經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的氮、磷、鉀施肥量總體上比以高產(chǎn)為目標(biāo)的氮、磷、鉀施肥量低，此施肥量與目前生產(chǎn)中推薦的氮、磷、鉀施肥量（處理6）比較接近，但還有優(yōu)化的空間，主要是應(yīng)適當(dāng)減少鉀肥用量，從而可進(jìn)一步兼顧高產(chǎn)與高效的統(tǒng)一。

3 結(jié)論與討論

王偉妮等[1]利用“3414”方案研究了氮、磷、鉀肥對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收利用的影響，氮、磷、鉀肥的施用可顯著提高水稻產(chǎn)量，其中以N2P2K2（135.0—45.0—90.0 kg·hm-2）處理產(chǎn)量最高。馬坤偉等[2]對(duì)水稻“3414”肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)效果分析表明，以氮、磷、鉀合理配施處理水稻產(chǎn)量最高，缺氮、缺磷、缺鉀的相對(duì)產(chǎn)量分別為68.97%，86.03%，82.94%。本試驗(yàn)中，氮、磷、鉀施用的各處理均在一定程度上提高了嘉豐優(yōu)2號(hào)水稻的實(shí)際產(chǎn)量，其中以氮、磷、鉀的2水平處理（202.5—90.0—150.0 kg·hm-2）較對(duì)照的增幅（33.98%）最大，與對(duì)照和無(wú)氮區(qū)差異顯著（P<0.05），但與其他處理差異均不顯著（P>0.05），說(shuō)明本試驗(yàn)條件下氮肥對(duì)嘉豐優(yōu)2號(hào)水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大于磷肥、鉀肥，這與馬坤偉等[2]研究結(jié)果基本一致。土壤自身養(yǎng)分供應(yīng)不足是施肥能夠影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的前提[1]，故在本試驗(yàn)區(qū)域相對(duì)較好的土壤條件（地力評(píng)價(jià)為一等二級(jí)類(lèi)型）下，肥料的影響效應(yīng)被削弱，導(dǎo)致除無(wú)氮處理外的其他肥料處理間產(chǎn)量差異未達(dá)顯著水平;此外，這也與嘉豐優(yōu)2號(hào)的品種特性（如需肥特性）有關(guān)，具體原因還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

水稻的產(chǎn)量與有效穗數(shù)、穗總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒質(zhì)量等多個(gè)性狀有關(guān)，且相關(guān)關(guān)系因品種而異。雜交水稻甬優(yōu)12表現(xiàn)為每穗總粒、每穗實(shí)粒和結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，有效穗和千粒質(zhì)量與產(chǎn)量極顯著負(fù)相關(guān)[26];雜交水稻甬優(yōu)8號(hào)表現(xiàn)為有效穗與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，每穗總粒、每穗實(shí)粒和千粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)[27];而雜交水稻中浙優(yōu)1號(hào)表現(xiàn)為除有效穗與產(chǎn)量的正相關(guān)不顯著外，每穗總粒、每穗實(shí)粒、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量與產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)[28]。本試驗(yàn)中，嘉豐優(yōu)2號(hào)的產(chǎn)量與有效穗數(shù)極顯著正相關(guān)（P<0.01），而與穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），氮、磷、鉀施肥處理中以高氮區(qū)（處理11）有效穗數(shù)最高但穗實(shí)粒數(shù)最低，故其產(chǎn)量雖顯著高于對(duì)照和無(wú)氮區(qū)但在各處理中僅排第5位，這也反映出水稻產(chǎn)量的提高是在適量施肥的條件下，氮、磷、鉀肥用量過(guò)高或過(guò)低均會(huì)有一定的負(fù)面作用，這與王偉妮等[1]等研究結(jié)果基本一致。

由此可見(jiàn)，本試驗(yàn)條件下，嘉豐優(yōu)2號(hào)水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素相互影響，且氮肥對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)高于磷、鉀肥，另也有研究報(bào)道氮肥對(duì)水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)的影響高于磷肥[25]，故如何調(diào)整氮肥用量實(shí)現(xiàn)穗粒關(guān)系的協(xié)調(diào)是高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵。筆者曾較早地通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)探索研究一些作物的栽培技術(shù)[29-34]，至今還認(rèn)為它是一種能夠有效提高試驗(yàn)研究效率的方法[35]。本試驗(yàn)中，從高產(chǎn)高效要求出發(fā)，綜合氮、磷、鉀肥料效益模型和生產(chǎn)實(shí)際，嘉豐優(yōu)2號(hào)在當(dāng)?shù)刈鲉瓮矸N植的N、P2O5、K2O用量分別以201.0～210.0 kg·hm-2、90.0～97.5 kg·hm-2、112.5～120.0 kg·hm-2為宜，本方案與當(dāng)?shù)卦瓉?lái)的最佳施肥方案（試驗(yàn)中的2水平）相比，磷肥用量基本持平，氮肥和鉀肥用量有所的下降，導(dǎo)致總體肥料投入成本下降。但是當(dāng)最優(yōu)設(shè)計(jì)為飽和設(shè)計(jì)時(shí)，一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)可以提供回歸模型一個(gè)參數(shù)，因此最優(yōu)設(shè)計(jì)試驗(yàn)更應(yīng)注意保持試驗(yàn)的準(zhǔn)確性[36]，故有關(guān)模型所獲最優(yōu)氮磷鉀配比的結(jié)果還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

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