王关林++苏章锋++刘东++孙玉海++丁亨虎++付勇++白淑萍+++潘久四

摘要 白鹭湖农场土壤养分存在明显的空间变异，以速效磷变异最大；土壤中氮磷钾养分都表现不同程度肥料残存效应。结果表明：潴育型水稻土水稻目标产量8 250～9 750 kg/hm2，应根据虾稻共作年限分类推荐水稻施肥量。虾稻共作1年田块推荐氮磷钾（9.5-3.5-4.5）用量262.5 kg/hm2，虾稻共作2年田推荐氮磷钾（9-3.5-4）用量247.5 kg/hm2，虾稻共作3年田推荐氮磷钾（8.5-3.5-4）用量240 kg/hm2，虾稻共作4年以上田块推荐氮磷钾（8-3.5-4）用量232.5 kg/hm2。

关键词 虾稻共作；土壤养分；空间变异；中稻；施肥技术

中图分类号 S158；S147 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0160-03

湖北省白鹭湖农场位于潜江市西南，海拔26～28 m，境内湖泊众多，水资源丰富，是潜江市优质水产养殖基地。虾稻共作模式是近几年本市现代农业发展中的一种新型高效模式，也是一种集约耕地种植模式，能更好地保护耕地质量，利用现有耕地[1]。白鹭湖农场从2012年开始推广虾稻共作种养模式，至2016年面积达1 868 hm2，占水田面积的64.66%。

虾稻共作模式中水稻秸秆实行全量还田，能明显提高土壤肥力、改善土壤性状，且共作时间越长效果越明显。然而，施肥模式与常规种植区别很大，必须推广减量施肥模式，才能确保水稻稳产，若施肥不当则会造成水稻贪青晚熟，虾繁殖率降低、产量下降，效益减少。白鹭湖农场通过实践，全面推进化肥减量增效工作，结合水稻秸秆还田、配方施肥、配方补微等不同模式达到虾稻共作共赢的目的。

1 材料与方法

1.1 样品及数据采集

土壤样品、植株样品养分采集，从潜江市国家测土配方施肥补贴资金项目（2007—2015年）获得。土壤分类从《潜江市土壤志》（1982年）获得。水稻施肥数据以近3年白鹭湖农场虾稻共作水稻施肥大区示范数据为基础，分析近年来潜江市潴育型水稻土水稻施肥及“虾稻共作”施肥数据得出。

1.2 样品测试方法

1.2.1 土壤样品分析方法。pH值测定采用水土比，pH计法；有机质测定用重铬酸钾容量法；速效磷测定采用碳酸氢钠提取原钼锑抗比色法；速效钾测定采用乙酸铵提取原火焰光度计法；土壤容重采用环刀法；土壤团聚体采用干筛法。

1.2.2 植株样品分析方法。全氮采用H2SO4-H2O2蒸馏法；全磷采用H2SO4-H2O2钼锑抗比色法；全钾采用H2SO4-H2O2火焰光度法。

1.3 数据处理

数据统计采用SPSS 13.0软件和Excel 2003处理。

2 结果与分析

2.1 白鹭湖农场土壤养分状况

2.1.1 土壤分类。据《潜江市土壤志》记载，第二次土壤普查白鹭湖农场土壤资源面积4 380.2 hm2，其中水稻土面积3 284.8 hm2，占74.99%；潮土面积1 095.4 hm2，占25.01%。水稻土主要有4类，即淹育型水稻、潴育型水稻土、潜育型水稻、沼泽型水稻土，其中淹育型面积1 59.64 hm2，占水稻土的4.86%；潴育型面积1 832.93 hm2，占水稻土的55.80%；潜育型面积1 143.35 hm2，占水稻土的34.81%；沼泽型面积148.89 hm2，占4.53%。据初步研究，潴育型水稻土、潜育型水型水稻均适宜“虾稻共作”模式，因而白鹭湖农场有90%以上的水稻田适合虾稻种植模式。截至2015年，白鹭湖农场耕地面积3 200 hm2，其中水田2 887 hm2，适宜虾稻种植模式。

2.1.2 土壤养分分级指标。土壤养分分级指标，依据土壤测定结果、作物产量水平及施肥水平，参考丁亨虎等[2]的方法而制定（表1）。将土壤养分分为5个级别，每个级别冠以名称，并且全部带有“缺乏”，即无论土壤测定结果多高，不施肥均无法达到目前产量水平。土壤酸碱度的划分虽有一定的标准，由于土壤类型、自然环境、种植结构差异，导致适宜作物正常生长的范围不一样，本文参照白鹭湖农场土壤养分分级指标五级划分法将pH值划分为5级（表1）。

2.1.3 土壤养分空间变异。2007—2015年按照测土配方施肥技术规程进行取样，全场累计采集耕层土壤样品525个，每个样品平均代表面积为5.33～6.67 hm2。检测分析常规5项，即碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、pH值。

对白鹭湖农场土壤养分数据采用统计学的方法进行描述性统计[3]，统计分析结果（表2）。统计中，为了解土壤养分含量的偏移程度，引用了偏移度（P）的概念，是指中值偏斜程度。同时进行了统计分析，计算其变异系数C.V，了解其变异程度。

P（%）=（X-M）÷X×100（1）

式（1）中，X表示平均值，M表示中值。P值的5%为临界值，>5%为偏斜，<5%为不偏斜。

C.V（%）=（S÷X）×100（2）

式（2）中，S表示标准差，X表示平均值。C.V大小不仅受变量值离散程度的影响，而且还受变量值平均水平大小的影響。C.V值越大表示数据离散程越高，正态分布型差。

统计结果表明：土壤pH值、有机质、碱解氮、速效钾为不偏斜养分，速效磷为偏斜养分。

土壤中养分按变异强度划分[3]，pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均为低等或中等变异养分，其中以速效磷变异最大，最大养分是最小养分的50倍。说明土壤中磷肥易被土壤吸附固定，且不易淋失，具有残存效应，这与杨 力等[3]的观点一致。将土壤养分5项指标进行频率统计得图1～5。

从图1～5可以看出，除pH值呈正态分布外，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均呈非正态分布，其中速效磷、有机质呈横反“S”形分布，速效钾、碱解氮呈上“梯”分布，且表现为正偏峰分布特征。由此说明，近几年虾稻种植模式对土壤养分影响较大。虾稻共作增加了秸秆还田量，也就是补充了土壤养分。由于水稻施肥结构没有发生根本性变化，加之虾稻共作田肥水淋失较少，致使土壤中氮、磷、钾残存明显，因而近几年土壤检测养分含量均偏高。

有机质50.66%处于“潜在缺乏”水平以上，速效钾80.21%处于“潜在缺乏”水平以上，速效磷48.19%处于“潜在缺乏”水平以上，碱解氮70.10%处于“潜在缺乏”水平以上。

2.2 “虾稻共作”水稻施肥技术

2.2.1 水稻常规种植施肥指标。有研究[2，4]将潜江市水稻常规种植施肥指标分5级，见表3。

据研究[4]，目标产量为7 500～11 250 kg/hm2，推荐N的最佳施肥量150～210 kg/hm2，P2O5的最佳施肥量60～90 kg/hm2，K2O的最佳施肥量75～105 kg/hm2。

据检测，白鹭湖农场土壤碱解氮90.85%处在“缺乏”以上水平，速效磷76.20%处在“缺乏”水平以上，速效钾94.29%处在“缺乏”水平以上，有机质79.05%处在“缺乏”水平以上。2015—2016年全面推进了农作物小麦、水稻秸秆还田技术，常年还田小麦秸秆3 750～4 500 kg/hm2、还田水稻秸秆7 500～9 000 kg/hm2。据检测[5-7]，小麦秸秆养分含量为纯N 0.75%、P2O5 0.09%、K2O 1.32%，水稻秸秆养分含量纯N 0.85%、P2O5 0.249%、K2O 3.92%；还田小麦秸秆含纯N 28.125～33.750 kg/hm2、P2O5 2.70～4.05 kg/hm2、K2O 49.5～59.4 kg/hm2，还田水稻秸秆含纯N 63.75～76.50 kg/hm2、P2O5 18.675～22.410 kg/hm2、K2O 294.0～352.8 kg/hm2。有研究认为，秸秆还田钾素可以替代20%～50%的钾肥，氮、磷可调节作物后期肥料不足。

据此推荐，农作物秸秆还田条件下水稻常规种植，目标产量7 500～11 250 kg/hm2，推荐N、P2O5、K2O最佳施肥量分别为120～150、45～60、60～75 kg/hm2。

2.2.2 “虾稻共作”推荐水稻施肥量。“虾稻共作”田为一季水稻秸秆还田，还田水稻秸秆养分为纯N 63.75～76.50 kg/hm2、P2O5 18.675～22.410 kg/hm2、K2O 294.0～352.8 kg/hm2。由于虾稻共作田具有肥料不淋失或少流失特点，其施肥量应根据虾稻共作时间逐渐减少；根据秸秆后期补肥作用及水稻收获后需及时上水种养结合的特点，后期必须控施穗肥。

水稻目标产量8 250～9 750 kg/hm2，应根据虾稻共作年限分类推荐施肥量。虾稻共作1年田块推荐氮磷钾（9.5-3.5-4.5）用量262.5 kg/hm2、虾稻共作2年田推荐氮磷钾（9-3.5-4）用量247.5 kg/hm2、虾稻共作3年田推荐氮磷钾（8.5-3.5-4）用量240 kg/hm2、共作4年以上田块推荐氮磷钾（8-3.5-4）用量232.5 kg/hm2。

2.2.3 “虾稻共作”施肥技术路径。还田水稻秸秆7 500～9 000 kg/hm2，至水稻移栽前整地施基肥[5]，基施锌肥1.8 kg/hm2。配方施肥选用42%（21-9-12）配方肥。

磷肥全部作基肥，氮肥、钾肥75%以上作基肥、25%作追肥；追施氮肥在分蘖期（主）、孕穗期（次）各一次性施入，钾肥在孕穗期施1次；硅肥作基肥一次性施入[8-11]。由于水稻秸秆中含有大量硅，据检测，SiO2含量为6.75%、pH值中性以上田块施硅效果不明显，不推荐基施硅肥；于返青期、拔节期、灌浆期施用3次归欣甲[10]。

（1）施足基肥。耕整前，对42%复合肥（21-9-12）525～675 kg/hm2、25%大粒鋅4.5～7.5 kg/hm2、20%大粒硅60 kg/hm2，均匀撒在田面并用机器翻耕耙匀。

（2）早施蘖肥。栽插后5～7 d施尿素45～75 kg/hm2，严重缺锌田块补施25%大粒锌2.25 kg/hm2；7 d后对长势差的田块补施1次平衡肥，施尿素30～45 kg/hm2。

（3）控施穗肥。晒田复水后，对色泽落黄的田块施尿素45～75 kg/hm2、氯化钾45～75 kg/hm2。

（4）根外喷肥。齐穗期、灌浆期叶面喷施1%尿素和0.2%磷酸二氢钾或归欣甲2～3次，提高千粒重。

2.3 “虾稻共作”对土壤理化性状的影响

2.3.1 减少化肥施用。秸秆还田比常规施肥减少化肥用量，共作年限越长用量减少越多，4年以上田块节约化肥30%以上。

2.3.2 提高土壤肥力。水稻秸秆还田2年以上田块能明显提高土壤有机质，增加土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量。数据表明，有机质增加0.89 g/kg，增幅8.68%；碱解氮增加3.01 mg/kg，增幅2.79%；有效磷增加1.23 mg/kg，增幅6.97%；速效钾增加6.87 mg/kg，增幅7.05%。

2.3.3 改善土壤性状。水稻秸秆还田能有效改变土壤团聚体，<10 mm团聚体为27.79～38.12 g/kg，增幅8.25%～11.33%。土壤容重明显下降，1～2年容重为1.137 g/cm3，3～5年容重为1.080 g/cm3，6～9年容重为1.054 g/cm3，10年以上容重为1.007 g/cm3，分别比非虾稻田下降4.66%、9.24%、11.42%、15.38%。

3 结论与讨论

（1）白鹭湖农场土壤养分状况存在明显的空间变异。常规5项（pH值、碱解氮、有机质、速效磷、速效钾）都存在不同程度的变异，其中以速效磷变异最大，土壤中氮、磷、钾肥均表现不同程度的残存效应。常规5项除pH值呈正态分布外，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均呈非正态分布，其中速效磷、有机质呈横反“S”形分布，速效钾、碱解氮呈上“梯”分布，且表现为正偏峰分布特征。

（2）潴育型水稻土水稻目标产量8 250～9 750 kg/hm2，应根据虾稻共作年限分类推荐水稻施肥量。虾稻共作1年田块推荐氮磷钾（9.5-3.5-4.5）用量262.5 kg/hm2，虾稻共作2年田推荐氮磷钾（9-3.5-4）用量247.5 kg/hm2，虾稻共作3年田推荐氮磷钾（8.5-3.5-4）用量240 kg/hm2，虾稻共作4年以上田块推荐氮磷钾（8-3.5-4）用量232.5 kg/hm2。

（3）水稻秸秆还田2年以上田块能明显提高土壤有机质，增加土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量。数据表明，有机质增加0.89 g/kg，增幅8.68%；碱解氮增加3.01 mg/kg，增幅2.79%；有效磷增加1.23 mg/kg，增幅6.97%；速效鉀增加6.87 mg/kg，增幅7.05%。

4 参考文献

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