?不同鉀肥用量對水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響

引用格式：廖炳鈞，鐘樂輝，曾立龍，等. 不同鉀肥用量對水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，（6）：44-47.

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2024.006.009

收稿日期：2023-12-27

基金項(xiàng)目：湖南省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新資金項(xiàng)目（2023CX45；2023CX47）

作者簡介：廖炳鈞（1970－），男，湖南沅江市人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

通訊作者：聶軍

摘要：為探究適宜水稻生產(chǎn)的鉀肥使用量，以“濟(jì)優(yōu)6553”為為供試材料，研究不同鉀肥施用量對水稻產(chǎn)量及肥料利用率的影響。結(jié)果表明：在氮肥和磷肥等量施用條件下，水稻籽粒產(chǎn)量和稻草產(chǎn)量隨著鉀肥施用量的增加逐漸增加，但增幅逐漸變小。鉀肥用量85%和115%處理的經(jīng)濟(jì)效益相近。在水稻生產(chǎn)上，推薦鉀肥用量（K2O）4.76～6.44 kg/667m2可以達(dá)到最佳的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：水稻；不同鉀肥用量；產(chǎn)量；肥料利用率

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2024）06-0044-04

Effects of Different Potassium Application Rates on the Yield and Fertilizer Utilization Rate of Rice

LIAO Bing-jun1，ZHONG Le-hui1，ZENG Li-long1，XU Hong-liang1，YANG Liang1，LIU Li-ren2，NIE Jun3，4

（1. Yuanjiang Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Yiyang 413100， PRC; 2. Comprehensive Agricultural Service Center of Caowei Town， Yuanjiang City， Yuanjiang 413108， PRC; 3. Hunan Soil and Fertilizer Institute， Changsha 410125， PRC; 4. Scientific Observation and Experiment Station of Arable Land Conservation （Hunan）， Ministry of Agriculture， Changsha 410125， PRC）

Abstract： The effects of different potassium application rates on the yield and fertilizer utilization rate of the rice cultivar 'Jiyou 6553' were studied. The results showed that in the case of equal application of nitrogen and phosphorus fertilizers， the grain yield and straw yield of rice increased gradually with the increase in the potassium application rate， while the increasing rate declined. The economic benefits in the cases of potassium application at 85% and 115% were similar. Therefore， the application of potassium fertilizer （K2O） was recommended at 71.4-96.6 kg/hm2 for achieving the highest yield and economic benefit in rice production.

Key words： rice; different potassium application rates; yield; fertilizer utilization rate

水稻（Oryza sativa L.）作為主要糧食作物之一，在世界范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。中國是世界上最大的水稻生產(chǎn)國，也是種植面積第二大的國家。鉀是植物的主要營養(yǎng)物質(zhì)之一，由于鉀不能與有機(jī)分子共價(jià)結(jié)合，因此不能像氮那樣被植物吸收，但鉀是最豐富的細(xì)胞陽離子，可調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)、滲透調(diào)節(jié)和穩(wěn)態(tài)酶激活，并參與膜蛋白運(yùn)輸，從而影響植物的生長、產(chǎn)量和質(zhì)量，以及植物對病原體、霜凍、高溫、干旱、農(nóng)藥和重金屬的抗性[1-3]。在目前全球氣候變化造成的干旱和高溫壓力下，特別是在低鉀土壤中，鉀素的重要性顯得尤為重要。然而，與氮和磷相比，鉀肥的使用在世界范圍內(nèi)明顯較低，這使土壤和植物中這些養(yǎng)分之間的關(guān)系不平衡[4]。同時(shí)鉀素和氮素的相互作用可改善根系發(fā)育以及影響作物產(chǎn)量和質(zhì)量的功能。另一方面，鉀肥對農(nóng)作物的有效性也取決于它們與其他養(yǎng)分的營養(yǎng)關(guān)系，尤其是氮和磷[5]。此外，人們還注意到，均衡施用氮、磷和鉀肥，可使農(nóng)作物的養(yǎng)分吸收效率顯著提高[6]。因此，本研究通過開展不同鉀肥施用量對水稻生產(chǎn)的影響，探究適宜的鉀肥施用量，避免大量施肥或不均衡化肥帶來的不利影響，為提高水稻生產(chǎn)肥料利用率，提高水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)水稻的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

試驗(yàn)于2023年在沅江市草尾鎮(zhèn)進(jìn)行，試驗(yàn)地地勢平坦，肥力均勻，排水情況好，稻草多年連續(xù)全量還田。試驗(yàn)土壤基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)為：土壤pH值7.44，有機(jī)質(zhì)40.3 g/kg，全氮2.67 g/kg，全磷1.00 g/kg，全鉀20.2 g/kg，水解性氮245 mg/kg，有效磷21.3 mg/kg，速效鉀94 mg/kg。供試水稻品種為“濟(jì)優(yōu)6553”。采用60%氯化鉀作為鉀肥，尿素作為氮肥，12%過磷酸鈣作為磷肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)鉀肥施用量的不同，試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為：處理1：施用70%鉀肥；處理2：施用85%鉀肥；處理3：施用100%鉀肥；處理4：施用 115%鉀肥；處理5：施用130%鉀肥。每個(gè)處理3次重復(fù)，按隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2（4 m × 5 m），試驗(yàn)采用水稻拋秧栽培技術(shù)，拋栽密度2.2萬株/667 m2。除鉀肥外，氮肥和磷肥施用量完全相同，且嚴(yán)格按照湖南省土壤肥料工作站制定的《2022年全省田間肥效試驗(yàn)方氮肥案》湘土發(fā)〔2022〕4號(hào)執(zhí)行測土配方施肥，氮肥、磷肥用量分別為N 11.0 kg/667 m2、P2O5 3.0 kg/667 m2；100%鉀肥（處理3）用量為K2O 5.6 kg/667 m2，其他4個(gè)處理鉀肥按比例施用。氮鉀肥60%做基肥施入，40%做追肥施入，磷肥一次性做基肥施入。拋秧前1～3 d，做好田埂、覆蓋好薄膜后施基肥，拋秧后7～10 d施追肥，其余田間管理措施均保持一致。同時(shí)設(shè)置無氮區(qū)、無磷區(qū)、無鉀區(qū)用于肥料利用率的計(jì)算。

1.3 項(xiàng)目測定及方法

試驗(yàn)前使用不銹鋼土鉆按照“S”形取樣法采集供試稻田耕層土壤，測定土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效磷、水解性氮、速效鉀含量。

水稻成熟后，參照庾振宇等[7]的方法，分小區(qū)單獨(dú)采集稻草和籽粒樣品，各小區(qū)單打單曬籽粒和稻草并稱重測定產(chǎn)量。分別使用凱氏定氮法、鉬釩黃比色法和火焰光度計(jì)法測定稻草和籽粒樣品中的氮（N）、磷（P）、鉀（K）含量，根據(jù)《基于田間試驗(yàn)的三大糧食作物化肥利用率測算規(guī)范（試行）》計(jì)算作物N、P、K吸收量和肥料利用率。

水稻氮肥利用率按公式（1）進(jìn)行計(jì)算

REN=（U-U0）/ FN" " " " " " " （1）

式中：U——試驗(yàn)區(qū)作物收獲時(shí)地上部的吸氮總量（kg/667m2）；U0——無氮區(qū)作物收獲期地上部的吸氮總量（kg/667m2）；FN——氮肥投入量（kg/667 m2）；

磷肥、鉀肥利用率（REP、REK）同理計(jì)算獲得。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2023和IBM SPSS Statistic 26軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鉀肥用量對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及籽粒的影響

由表1可知，穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率隨鉀肥用量的增加整體呈增長趨勢，有效穗數(shù)先增后降，以處理3最高，總體而言各產(chǎn)量構(gòu)成因素在不同處理之間差異不顯著。從表2可以看出，籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為處理5＞處理4＞處理3＞處理2＞處理1，隨施鉀量的增加逐漸增加，但增幅逐漸變小，產(chǎn)量最高的處理5較產(chǎn)量最低的處理1增產(chǎn)6.41%，各處理間差異不顯著。說明增施鉀肥能一定程度上提高穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率從而提高水稻籽粒產(chǎn)量。從籽粒養(yǎng)分含量來看，各處理的N、P2O5含量之間沒有顯著差異，但增施鉀肥可顯著提高水稻籽粒中的K2O含量。

2.2 不同鉀肥用量對稻草產(chǎn)量及養(yǎng)分含量的影響

由表3可知，各處理間稻草產(chǎn)量表現(xiàn)為處理5＞處理4＞處理3＞處理2＞處理1，隨鉀肥施用量的增加呈現(xiàn)增長趨勢，但增幅較小，產(chǎn)量在不同處理間差異不顯著。增施鉀肥能小幅度的提升稻草產(chǎn)量。此外，增施鉀肥并未顯著提高稻草中K2O養(yǎng)分含量。

2.3 不同鉀肥用量對肥料利用率的影響

表4列出了水稻地上部N、P2O5、K2O養(yǎng)分吸收量及肥料利用率測算結(jié)果。處理1-5的鉀肥利用率分別為58.72%、55.01%、47.79%、40.52和37.15%，

隨鉀肥施用量的增加呈現(xiàn)下降趨勢。處理1-5的磷肥利用率分別為22.72%、23.46%、33.13%、36.55%和40.05%，隨鉀肥施用量的增加呈現(xiàn)增長趨勢。而氮肥利用率在不同處理下的表現(xiàn)并沒有明顯規(guī)律。說明增施鉀肥有利于提高磷肥的肥料利用率。

2.4 不同施鉀處理對水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

按照其他支出670元/667m2（包含除施肥外的播種、收割、人工等其他全部田間管理成本），水稻2.7元/kg，氮肥（尿素）3.9元/kg，磷肥（12%過磷酸鈣）1.0元/kg，鉀肥（60%氯化鉀）5.8元/kg的費(fèi)用計(jì)算，鉀肥用量70%、85%、100%、115%和130%處理下的化肥成本分別為129.14、146.36、172.19、198.02、257.42元/667m2，不同鉀肥施用量對水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響見表5。隨著鉀肥用量的增加，各處理稻谷收入逐漸增長，但因生產(chǎn)成本的不同，凈收入表現(xiàn)也不相同。凈收入從高到低排序?yàn)樘幚?＞處理4＞處理1＞處理2＞處理5。凈收入最高的處理3，達(dá)804.12元/667 m2，而處理4和5的稻谷收入雖然大于處理3，但因成本增加，凈收入反而少于處理3，特別是處理5的凈收入僅為732.20元/667 m2，排在最末。因此最佳經(jīng)濟(jì)施鉀量（K2O）應(yīng)為85%～115%（即4.76～6.44 kg/667m2）。

3 討論與結(jié)論

目前，關(guān)于如何提高水稻產(chǎn)量大多是通過提高水稻的抗病性和抗逆性來進(jìn)行的研究，而針對水稻鉀肥施用的研究略顯有限，特別是不同鉀肥施用量對水稻產(chǎn)量的影響的相關(guān)研究還不夠深入和系統(tǒng)。前人研究表明，農(nóng)藝產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而增加，當(dāng)鉀肥施用量達(dá)到130 mg/kg時(shí)，鉀肥對農(nóng)藝產(chǎn)量的響應(yīng)最大[8]，說明農(nóng)藝產(chǎn)量對鉀肥的響應(yīng)較為敏感。本研究發(fā)現(xiàn)，水稻穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率隨著鉀肥用量的增加整體呈增加趨勢。Singh 等[9]指出，在抽樣調(diào)查中，只有12.5%的稻田施鉀對水稻產(chǎn)量有顯著影響。另一項(xiàng)研究表明，比推薦用量多施50%（18.75 kg/hm2）鉀肥，可提高水稻產(chǎn)量[10]。研究過程中發(fā)現(xiàn)，水稻籽粒產(chǎn)量隨著施鉀量的提升呈拋物線增長的趨勢，這與以往的研究結(jié)果一致[11-12]。 Chen等[3]研究表明，施鉀可顯著提高水稻有效分蘗數(shù)，增產(chǎn)23.20%，可顯著提高結(jié)實(shí)率和千粒重，隨著鉀肥施用量的增加，其對產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，本文研究結(jié)果與其一致。雖然70%和85%鉀肥施用量產(chǎn)生的凈收入相近，但85%鉀肥施用量下的水稻籽粒和稻草產(chǎn)量均高于70%，且研究中100%施鉀量經(jīng)濟(jì)效益最高，85%～100%和100%～115%施鉀量范圍仍可能存在最佳的施鉀量，故考慮將85%～115%作為推薦施鉀量區(qū)間，以供后續(xù)研究提供參考。

從施鉀對水稻的產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)效益綜合考慮，推薦鉀肥（K2O）用量4.76～6.44 kg/667m2的施用效果較為適宜。

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（責(zé)任編輯：劉奇頎）