张加明

（明溪县农田建设与土肥技术推广站 福建明溪365200）

化肥对农业生产有巨大的推动作用，但随着化肥用量的增加，不仅带来化肥的浪费，而且同时造成土壤酸化、板结，理化性质变差，土壤中的化肥含量过高容易造成养分淋失，又导致水体的富营养化，已经严重影响到生态安全和农业的可持续发展[1-4]。2016年原农业部提出化肥零增长目标，福建省也出台了化肥减量化行动方案，通过推广绿肥种植、施用有机肥、秸秆还田、配方施肥等措施，在减少化肥投入的同时，促进农业增产、农民增收和生态环境安全。肥料利用率是反映化肥使用是否合理的一个重要指标，其与气候、土壤、肥料品种和用量、施肥方式、作物品种等多种因素相关[5-7]。研究表明，2020年我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物的化肥利用率为40.2%，比2015年提高了5个百分点[8]，说明化肥的减量使用效果显著。

明溪县是国家级新增粮食产能项目县,也是福建省级商品粮基地县。全县耕地面积1.28万hm2，常年农作物播种面积2.49万hm2，其中粮食播种面积1.41万hm2，粮食作物中水稻种植面积占64%，为明溪县的主要栽培作物。因此，在水稻上开展测土配方施肥，研究优化施肥对水稻产量及其经济性状的影响，进一步探讨明溪县晚稻优化施肥的肥料利用率，为肥料减量使用、实现化肥零增长目标提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

明溪县位于福建省西北部，北纬26°08′～26°39′、东经116°47′～117°35′。总面积1 708.6 km2。属中亚热带季风气候，年平均气温18℃，年平均降雨量1 800 mm，年平均无霜期261 d，气候温和，雨量充沛，冬少严寒，夏无酷暑，光照充足。试验分别安排在翰仙镇小眉溪村（试验1）、夏阳乡后洋村卢厝坂（试验2）、夏阳乡后洋村门口坂（试验3）等2个乡镇3个地点。选择灰黄泥田、灰泥田等主要土壤类型的试验地，其代表的土属占水稻土土类面积的62.6%，成土母质为坡积物，土壤质地为中壤，试验田块肥力均匀、灌溉条件好，其主要土壤养分性状见表1。

1.2 试验材料

供试水稻品种为谷优92，供试肥料为尿素（N，46%）、过磷酸钙（P2O5，12%）和氯化钾（K2O，60%）。

表1 试验地主要土壤养分性状指标

1.3 试验设计

试验设平衡施肥区（N2P2K2，为当地的推荐施肥量）、缺氮区 （N0P2K2）、缺磷区 （N2P0K2）和缺钾区（N2P2K0）、无肥区（N0P0K0）等5个处理，3次重复，随机排列。各处理施肥量见表2。

小区面积20 m2，长5 m、宽4 m，沟宽0.4 m，试验区四周保留宽1.5 m以上的保护行。小区间田埂用塑料薄膜覆盖，隔离防渗，每个小区均设有单独进出水口，各小区用水单排单灌。

1.4 栽培管理

2020年7月1 日播种育苗；7月31日，基肥施氮肥的50%、磷肥的100%、钾肥的50%；8月2日，插秧；8月20日施分蘖肥，氮肥用量占30%，钾肥用量占50%；9月5日，喷施对决、笑打、细霸防治病害；9月20日，施穗肥氮肥，用量占20%。其他栽培管理措施与大田生产一致。11月2日收获，按小区单收单称，并采集稻株用于测定株高、穗长、穗粒数、实粒数、结实率、千粒重与谷粒，同时测定植株全量的氮、磷、钾含量。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对水稻经济性状的影响

由表3可知，3个试验点的平衡施肥处理（N2P2K2）穗实粒数、结实率、千粒重、有效穗等重要经济性状明显好于无肥处理（N0P0K0），平均分别增加53粒、10.3个百分点、0.6 g和2.1万穗；相比缺氮（N0P2K2）处理、缺磷（N2P0K2）处理、缺钾（N2P2K0）处理也有不同程度的增加或提高。表明在本试验条件下，养分缺乏都会明显影响到水稻产量的主要构成因子，进而造成减产，体现了氮、磷、钾平衡施肥的重要性。

2.2 不同施肥处理对水稻产量的影响

由表4可知，与空白对照相比，试验1平衡施肥处理（N2P2K2）增产1 394 kg/hm2，增产达极显著水平；施氮增产677 kg/hm2，施磷增产399 kg/hm2，施钾增产288 kg/hm2，增产不显著。试验2平衡施肥处理增产3 006 kg/hm2，增产达极显著水平；施氮增产2 421 kg/hm2，增产达极显著水平；施磷增产1 215 kg/hm2，增产达显著水平；施钾增产597 kg/hm2，增产不显著。试验3平衡施肥处理增产3 126 kg/hm2，增产达极显著水平；施氮增产2 679 kg/hm2，增产达极显著水平；施磷增产692 kg/hm2，施钾增产299 kg/hm2，增产均不显著。

表2 试验设计及施肥量

表3 不同施肥处理水稻的主要经济性状

2.3 不同施肥处理水稻经济效益

按照当时的市场价格，水稻3元/kg、尿素2元/kg、过磷酸钙1元/kg、氯化钾4元/kg计算，与平衡施肥处理（N2P2K2）相比，试验1无肥处理（N0P0K0）收益减少2 415元/hm2，缺氮处理（N0P2K2）收益减少1 380元/hm2，缺磷处理 （N2P0K2） 收益减少825元/hm2， 缺钾（N2P2K0）处理收益减少120元/hm2；试验2无肥处理（N0P0K0）收益减少7 515元/hm2，缺氮处理（N0P2K2）收益减少6 675元/hm2，缺磷处理（N2P0K2）收益减少3 315元/hm2，缺钾处理（N2P2K0）收益减少1 200元/hm2；试验3无肥处理（N0P0K0）收益减少7 875元/hm2，缺氮处理 （N0P2K2）收益减少7 455元/hm2，缺磷处理（N2P0K2）收益减少1 740元/hm2，缺钾处理（N2P2K0）收益减少315元/hm2。综合分析，无肥处理（N0P0K0）收益减少2 415～7 875元/hm2，缺氮处理（N0P2K2）收益减少1 380～7 455元/hm2，缺磷处理（N2P0K2）收益减少825～3 315元/hm2，缺钾处理 （N2P2K0）收益减少了120～1 200元/hm2。

表4 不同施肥处理水稻籽粒产量和秸秆产量

2.4 晚稻肥料利用率

国内外普遍采用肥料回收利用率、肥料贡献率2个指标来评价肥料利用率[6]。

肥料回收利用率(%)=［（平衡施肥处理作物地上部吸收氮、磷、钾量-缺素处理作物地上部吸收氮、磷、钾量）/平衡施肥量］×100%，肥料回收利用率反映作物对施入土壤中肥料的吸收的比例。

肥料贡献率（%）=（平衡施肥处理作物经济产量-空白处理作物经济产量）/平衡施肥量。

肥料效应 （kg/kg）=（平衡施肥处理作物经济产量－缺N、缺P、缺K处理作物经济产量）/N或P或K施用量，肥料效益反映施肥的增产效果[9]。

对各试验点水稻籽粒和秸秆进行氮、磷、钾含量测定，测定结果见表5、表6、表7。结果表明，各试验点平衡施肥处理籽粒和秸秆的氮磷钾含量均高于缺素处理，说明满足水稻的养分供应，有助于水稻的养分累积，进而提高水稻产量。

根据水稻籽粒产量、秸秆产量及籽粒和秸秆的氮磷钾养分含量，计算各处理养分吸收量。试验1氮肥、磷肥、钾肥利用率分别为28.90%、17.73%、31.62%；试验2氮肥、磷肥、钾肥利用率分别为45.66%、20.14%、49.41%；试验3氮肥、磷肥、钾肥利用率分别为45.76%、18.59%、42.59%。明溪县晚稻的氮肥、磷肥、钾肥平均利用率分别为40.11%、18.82%、41.21%。

表5 各试验点水稻籽粒和秸秆氮含量及氮肥利用率

表6 各试验点水稻籽粒和秸秆磷含量及磷肥利用率

表7 各试验点水稻籽粒和秸秆钾含量及钾肥利用率

按公式计算，试验1、试验2、试验3晚稻的肥料贡献率分别为25.3%、54.0%、39.1%；试验1施用氮、磷、钾效应分别为12.3 kg/kg、7.2 kg/kg、5.2 kg/kg；试验2施用氮、磷、钾效应分别为43.5 kg/kg、21.8 kg/kg、10.7 kg/kg；试验3施用氮、磷、钾效应分别为51.5 kg/kg、13.3 kg/kg、5.7 kg/kg。可以看出施肥效应为氮肥＞磷肥＞钾肥，说明在一定的施肥量下，明溪县晚稻施用氮肥增产效果最明显。

3 结论

在明溪县晚稻上进行测土配方施肥和缺素处理试验，测土配方施肥处理的水稻籽粒和秸秆氮磷钾含量均高于缺素处理，说明优化施肥提高了水稻的氮磷钾累积量，提升了结实率、千粒重、晒干率、亩有效穗等产量构成因子，进而提高了水稻产量，平衡施肥增产1 394～3 126 kg/hm2， 增收2 415～7 875元/hm2；施氮增产677～2 679 kg/hm2，增收1 380～7 455元/hm2；施磷增产399～1 215 kg/hm2，增收825～3 315元/hm2；施钾增产288～597 kg/hm2，增收120～1 200元/hm2。

综合3个试验点的数据，明溪县晚稻肥料利用率为39.47%，其中氮肥利用率为40.11%，磷肥利用率为18.82%，钾肥利用率为41.21%；施用氮磷钾效应分别为35.77 kg/kg、14.1 kg/kg、7.2 kg/kg， 施肥效应为氮肥＞磷肥＞钾肥，说明在一定的施肥量下，明溪县晚稻施用氮肥增产效果最明显。

研究表明，我国水稻的氮磷钾利用率分别为30%～50%、低于25%、30%～60%[7]，相比而言，明溪县晚稻的氮磷钾肥料利用率处于中等偏上水平，仍有一定的提升空间，需要加大测土配方施肥推广力度，并在优化施肥量的基础上，调整氮、磷、钾肥比例和施用方式，以提高化肥利用率。尽管水稻的氮肥利用率相较于磷肥和钾肥的高，但氮肥施用量大，进一步提高氮肥利用率对实现减肥增效的目标意义重大。由于水稻田长期处于灌水状态，施用硝态氮肥容易淋失，且在厌氧状态下，反硝化作用加强，也增加了硝态氮肥的损失，进而降低了肥料利用率[10-11]。因此一般稻田推荐施用铵态氮肥，再加上深施，可降低氮素的损失，提高水稻的氮肥利用率。研究表明，广东省近10年的水稻氮肥利用率为39.98%，但不同施肥技术下氮肥利用率差异较大，控释肥利用率为47.20%，配方施肥为36.65%，常规施肥为26.18%[12]。可以看出推广控释肥技术可以极大提高肥料的利用率，也是未来施肥发展的方向。