陈建民， 王慧荣， 谢小聪， 施黎云， 陈凯， 徐欣欣， 唐旭

(1.泰顺县农业农村局，浙江 温州 325500； 2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

冷浸田是一类特殊的中低产田，在中国面积达200万hm2，主要分布在江南山丘谷地、平原湖沼低洼地带。由于长期受水浸渍，以地下水位高、还原性有毒物质多、有效养分低、土体构型发育不良等“冷、烂、毒、瘦”为主要特征的一类水田，在浙江省也有少量分布[1-2]。冷浸田土壤有机质含量高，其相应的氮素也处于较高水平，增产潜力巨大，故对其改造、治理，对保证国家粮食安全具有重大意义。养分供应是制约冷浸田水稻产量的重要因子，由于冷浸田土壤有效磷、钾水平普遍较低，增施磷、钾肥增产效果明显，以往对冷浸田施肥多集中于土壤磷与钾元素研究[3-5]，但对冷浸田不同肥料配施以提高产量与效率的研究尚鲜见报道。为此，2021年以泰顺县主要类型冷浸田为研究对象，通过不同肥料配施研究冷浸田单季稻产量及施肥效应，以期为促进冷浸田水稻生长和肥料合理施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在泰顺县罗阳镇毛竹下村(27°32′40″N，119°41′45″E)进行。试验田前茬作物为花生，耕层土壤(0～20 cm)pH 5.14、电导率 27.9 μS·cm-1、有机质31.3 g·kg-1、全氮1.41 g·kg-1、水解性氮113.7 mg·kg-1、有效磷23.5 mg·kg-1、速效钾55.4 mg·kg-1。供试水稻品种为隆两优1686。

1.2 处理设计

设4个处理：1)PK，磷钾肥配施；2)NP，氮磷肥配施；3)NK，氮钾肥配施；4)NPK，氮磷钾肥平衡施肥。氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)肥施用量分别为210、60和120 kg·hm-2。磷肥、钾肥作基肥一次性施入，氮肥分3次施用，基肥、分蘖肥、孕穗肥各占40%、40%和20%。小区面积30 m2，随机区组排列，重复3次。各小区间设置塑料薄膜包裹田埂，单排单灌，避免串灌串排，试验区域外围设置保护行，各小区其他田间管理按当地常规栽培措施进行。水稻于5月1日播种育苗，6月13日移栽，9月27日收获。

1.3 取样与分析

采用手工收获，籽粒和秸秆产量来源于整个小区。收获的同时取植株样品，经烘干、粉碎后用于植株养分分析。

土壤、植株中各养分含量按土壤农化常规分析方法测定[6]。其中：有机质采用重铬酸钾容量法，全氮采用凯氏定氮法，水解性氮采用碱解扩散法，有效磷采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法，速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法，电导率采用电位法(水土比例1∶5)，pH采用电位法(水土比例1∶2.5)；植株经硫酸-过氧化氢消煮，采用半微量蒸馏法测氮、钒钼黄比色法测磷和火焰光度计法测钾。

1.4 有关参数

收获指数是指水稻收获时籽粒产量与地上部生物量的比值，反映了作物同化产物在籽粒和营养器官上的分配比例以及作物群体光合同化物转化为经济产品的能力，是评价作物品种产量水平和栽培成效的重要指标。

肥料表观利用率是指施肥水稻地上部养分吸收量与不施该种肥料水稻地上部养分吸收量之差占施肥量的百分率[7]。

养分内部利用率是指水稻籽粒产量与地上部养分吸收量的比值。它表示水稻每吸收单位养分所获得的籽粒产量[7]。

肥料偏生产力是指单位投入的肥料所能生产的水稻籽粒产量[8]。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel软件进行整理，并采用SAS统计软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 籽粒产量及其构成

在所有处理中，不施氮肥(PK)水稻籽粒产量最低，为4 552 kg·hm-2(表1)，施氮肥提高了水稻产量。与PK相比，施氮肥水稻籽粒产量提高38.7%。尽管NK处理籽粒产量显著高于PK的，但与平衡施肥(NPK)处理没有显著差异，这主要是因为稻田本身有效磷含量比较高(23.5 mg·kg-1)，土壤自然供磷能力比较强。而NP处理籽粒产量比NPK处理显著低8.2%，这主要是因为土壤含钾量比较低(55.4 mg·kg-1)，不施钾肥土壤供钾能力不足。PK水稻产量占NPK处理的72.1%，说明在本试验条件下氮肥增产贡献率为27.9%，而磷肥、钾肥的增产贡献率只有1.7%和7.6%。这说明在本试验条件下氮肥是限制产量的主要因子，其次是钾和磷。NPK水稻有效穗与NK和NP处理相近，但比PK处理显著高43.7%，而各处理间水稻收获指数、千粒重和每穗实粒数没有显著差异。

表1 不同肥料配施处理的水稻籽粒产量及其构成

2.2 水稻氮含量及其吸氮量

施氮肥促进了水稻对氮的吸收(表2)。平衡施肥水稻籽粒、秸秆氮含量分别比不施氮处理高23.6%～33.7%和46.9%～54.2%。但各施氮处理间水稻籽粒和秸秆氮含量没有显著差异。与氮含量变化趋势相似，施氮处理籽粒、秸秆吸氮量显著高于不施氮处理，但施氮处理彼此间吸氮量没有显著差异。水稻籽粒中的氮占地上部吸氮量的66.7%～72.9%，平均为69.8%。

表2 不同肥料配施处理的水稻氮含量和吸氮量

2.3 水稻磷含量及其吸磷量

施磷肥提高了水稻籽粒中磷含量(表3)，尤其是平衡施肥处理，比不施磷(NK)处理显著高46.7%，而各施磷处理间籽粒磷含量没有显著差异。各施肥处理间秸秆磷含量没有显著差异。这可能是因为土壤中磷含量比较高。施NPK处理水稻籽粒吸磷量与NP处理相似，比NK、PK处理显著高50.0%和58.4%。但NK和PK处理间籽粒吸磷量没有显著差异。尽管NPK处理水稻秸秆吸磷量比PK的显著高89.9%，但与NK和NP处理间没有显著差异。不施氮肥水稻籽粒和秸秆吸磷量比平衡施肥处理显著降低，甚至在数值上低于不施磷处理，这主要是因为不施氮水稻籽粒和秸秆产量比较低(表1)。水稻籽粒中的磷占地上部吸磷量的63.0%～72.2%，平均为68.9%。

2.4 水稻钾含量及其吸钾量

水稻籽粒、秸秆中钾含量分别为1.71～1.87 g·kg-1和14.4～23.7 g·kg-1，平均分别为1.81和18.9 g·kg-1(表4)。与不施钾(NP)处理相比，PK、NPK处理的秸秆钾含量显著提高了64.6%和37.6%。在所有处理中，平衡施肥的水稻秸秆吸钾量最高，比PK、NK、NP处理高31.0%、32.6%和70.0%。尽管NK和PK处理间水稻秸秆吸钾量没有差异，但均比NP处理显著高28.2%和29.7%。结果表明，施钾肥能显著提高水稻秸秆中钾含量和吸钾量，但偏施钾肥影响水稻对钾的吸收和累积。水稻籽粒中的钾仅占地上部吸钾量的9.6%～14.3%，平均为11.8%，这说明水稻所吸收的钾绝大部分储存在秸秆中，秸秆还田可将水稻吸收的80%以上的钾返还到稻田中。

表3 不同肥料配施处理的水稻磷含量和吸磷量

2.5 肥料效率

由于水稻对氮素不断吸收，造成不施氮肥稻田土壤氮素亏缺55.6 kg·hm-2(表5)，施氮肥210 kg·hm-2，稻田氮素盈余量在106.2～111.3 kg·hm-2，平均108.8 kg·hm-2。在本试验条件下，氮肥表观利用率平均为21.7%，其中，NPK处理最高，为23.0%，其次是NK和NP处理。这说明偏施氮肥影响氮肥利用效果。在所有处理中PK处理氮素内部效率最高，为82.2 kg·kg-1，比施氮处理高34.8%～38.5%。施氮水稻的氮素内部利用率平均60.7 kg·kg-1，这说明在施氮肥条件下每生产100 kg籽粒，需要水稻吸收氮1.65 kg。每施1 kg氮肥，偏施氮磷肥、氮钾肥水稻可以生产27.8和29.6 kg籽粒，而平衡施肥水稻可提高到30.1 kg籽粒。

表4 不同肥料配施处理的水稻钾含量和吸钾量

表5 不同肥料配施处理的氮素表观平衡和氮肥效率

不施磷肥造成稻田土壤磷素亏缺44.2 kg·hm-2(表6)，施磷肥可以减少土壤磷素亏缺，甚至NP、PK处理还有盈余。平衡施肥处理磷肥表观利用率为28.5%，而偏施氮磷肥，磷肥表观利用率降低了15.7%，甚至偏施磷钾肥处理磷肥表观利用率为负值，这主要是因为缺氮严重降低了水稻产量，进而降低了水稻对磷的吸收和累积。在所有处理中，不施磷处理的磷素内部利用率最高，为333 kg·kg-1，比施磷处理高13.2%～36.4%。施磷处理的磷素内部利用率平均为277 kg·kg-1，这表明在施磷肥条件下每生产100 kg籽粒，需要吸收磷0.84 kg。每施1 kg磷肥，配施氮肥、钾肥可以分别生产97.3和75.9 kg籽粒，而平衡施肥水稻可提高到105.3 kg籽粒。

表6 不同肥料配施处理的磷素表观平衡和磷肥效率

不施钾肥造成稻田土壤钾素亏缺84.3 kg·hm-2(表7)，施钾肥缓解了土壤钾素亏缺(NPK)，甚至出现盈余(NK和PK)。平衡施肥处理的钾肥表观利用率为36.5%，而偏施钾肥明显降低了钾肥表观利用率。在所有处理中，NP处理钾素内部利用率最高，为85.1 kg·kg-1，比施钾处理高16.0%～34.7%。在施钾肥条件下每生产100 kg籽粒，需要吸收钾1.95 kg。每施1 kg钾肥，偏施氮钾肥、磷钾肥可以分别生产51.7和37.9 kg籽粒，而平衡施肥水稻可提高到52.6 kg籽粒。

表7 不同肥料配施处理的钾素表观平衡和钾肥效率

3 小结

在本试验条件下，氮肥仍然是限制水稻产量的最主要因素，氮肥对水稻增产贡献远高于磷和钾肥。施氮肥能显著提高水稻群体有效穗，从而提高水稻籽粒产量。而施氮磷钾肥对水稻收获指数、穗粒数和千粒重没有显著影响。一般施肥条件下，作物所吸收的绝大部分氮和磷被存储在籽粒中，而秸秆还田可以将水稻吸收的80%以上的钾返回到土壤中。在平衡施肥条件下，水稻地上部氮、磷、钾吸收量分别为103.8、61.1和137.1 kg·hm-2，氮、磷和钾吸收量比例为1.7∶1.0∶2.2，生产籽粒6 315 kg·hm-2。氮肥、磷肥、钾肥的表观利用率分别为23.0%、28.5%和36.5%。每施1 kg氮肥、磷肥、钾肥，可以生产籽粒30.1、105.3和52.6 kg。每生产100 kg籽粒，需要水稻吸收氮、磷、钾分别为1.65、0.84和1.95 kg。