江西农业学报２０１５，２７（４）：２８—３２ Ａｃｔａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｊｉａｎｇｘｉ 氮钾肥在水稻中的积累规律及其合理施用研究 王惠珠 （福建省龙海市土壤肥料站，福建龙海３６３１００） 摘要：通过设置氮、钾肥施用量试验，研究了氮钾肥在水稻中的积累规律及其合理施用。结果表明：（１）水稻对氮、钾 养分的吸收积累动态呈Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线，氮素以本田前期吸收最多，中期次之，后期很少；钾素以在本田中期吸收最多，前期次 之，后期也很少；（２）水稻对氮、钾养分的积累量（Ｙ）随施肥量（ ）的平方根值（ ）的增加而增加，但＂３季利用率降低；（３）－ 稻谷产量与氮、钾肥施用量呈抛物线型相关；（４）水稻对氮素更敏感，而较耐低钾和高钾，在本试验条件下，经济施氮量为 １５０ ｋｓ／ｈｍ ，经济施钾量为１３０ ｋｇ／ｈｍ ，相当于每生产１００ ｋｇ稻谷施氮１．４４ ｋｇ、施钾１．２５ 。 关键词：水稻；氮肥；钾肥；吸收积累特性；合理施用 中图分类号：￥５１１．０６２文献标志码：Ａ文章编号：１００１—８５８１（２０１５）０４—００２８—０５ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎ Ｒｉｃｅ Ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒａｔｅｓ ＷＡＮＧ Ｈｕｉ－ｚｈｕ （Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｎｇｈａｉ Ｃｉｔｙ ｉｎ Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｌｏｎｇｈａｉ ３６３１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｅｔｔｉｎｇ ｉｆｅｌｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｕｌｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ）ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ（Ｋ） ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎ ｒｉｃｅ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｉｎ ｒｉｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｂｏｔｈ Ｎ ａｎｄ Ｋ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｉｃｅ ｐｌａｎｔｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ａ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ＣＨＩＶｅ．Ｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｉｎ ｒｉｃｅ ｐｌａｎｔｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｔ ｅａｒｌｉｅｒ ｓｔａｇｅ （ｆｒｏｍ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ ｔｏ ｂｕｄ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ），ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｍｏｓｔ ａｔ ｍｉｄｄｌｅ ｓｔａｇｅ（ｆｒｏｍ ｂｕｄ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｔｏ ｆｕｌｌ ｈｅａｄｉｎｇ），ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ａｔ ｌｔｅａｒ ｓｔａｇｅ（ｆｒｏｍ ｆｕｌｌ ｈｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｍａｔｕｒｉｎｇ）．Ｈｏｗｅｖｅｒ，Ｋ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｉｎ ｒｉｃｅ ｐｌａｎｔｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｔ ｍｉｄｄｌｅ ｓｔａｇｅ，ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｍｏｓｔ ａｔ ｅａｒｌｉｅｒ ｓｔａｇｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ａｔ ｌａｔｅｒ ｓｔａｇｅ．Ｎ ａｎｄ Ｋ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ（ｙ）ｉｎ ｒｉｃｅ ｐｌａｎｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎ— ｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｑｕａｒｅ ｒｏｏｔ ｏｆ Ｎ ａｎｄ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ（ ），ｂｕｔ ｔｈｅｉｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｓｅａｓｏｎ ｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｉｒｃｅ ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ ｈａｄ ａ ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｈ ｔｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｎ ａｎｄ Ｋ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．Ｒｉｃｅ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ Ｎ，ａｎｄ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｔｅｌ— ｅｒａｎｔ ｔｏ ｌｏｗ－ｌｅｖｅｌ Ｋ ｏｒ ｈｉｇｈ－ｌｅｖｅｌ Ｋ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｎ ａｎｄ Ｋ ｗｅｒｅ １５０ ｋｇ／ｈｍ ａｎｄ １３０ ｋｇ／ｈｍ ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｂｅｉｎｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｔｏ １．４４ ｋｇ Ｎ ａｎｄ １．２５ ｋｇ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ １００ ｋｇ ｒｉｃｅ ｇｒａｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｒｉｃｅ；Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｐｐｌｉｃａ－ ｔｉｏｎ ｒａｔｅ 近６０年育种和栽培技术的不断开拓创新，推动我 国水稻单产提高了２．５倍，我国从而由水稻低产国跃居 为高产国。其中氮肥施用量的不断增加，被认为是发 文报道双季稻氮钾肥试验的部分结果。 １材料与方法 １．１试验材料 挥水稻良种增产潜力和实现高产的重要因素。但是， 随着施氮量的增加，氮肥当季利用率和生产效率趋于 降低，在一些施氮过量地区还引发了水体和大气污 染 ］。为此各地有不少有关合理施氮的研究 一 ， 然而报道的适宜施氮量和施氮技术尚不一致。据上世 试验地点为福建省龙海市海澄镇黎明村，稻田土 壤为轻粘性乌泥田，含有机质３５ ｋｇ、全氮２．１ ｇ／ｋｇ、 水解性氮１４３ ｍｇ／ｋｇ、有效磷３６ ｍｇ／ｋｇ、速效钾９２ ｍｇ／ 。供试水稻品种为特优６３，于２００７年７月１５日播 种，８月３日移栽，１０月１０日齐穗，１１月８日成熟。 １．２试验设计 纪９Ｏ年代全国第３次土壤普查结果，多地出现了稻田 有效钾素亏缺趋势 。因此稻田合理施钾开始引起注 意。为了探索水稻对氮、钾肥的吸收积累特性以及氮、 钾肥在水稻生产中的合理施用，本项目组先后对单季 稻、再生稻和双季稻进行了施肥试验研究 。本 设６个施氮量处理（Ｎ ～Ｎ ），每平方米施氮量分 别为０、７．５、１５．０、２２．５、３０．０、３７．５ ｇ；将氮肥按７０％、 ２０％、１０％的比率分别作促蘖肥（移栽后５ ｄ施用）、促 花肥（移栽后３５ ｄ施用）和保花肥（移栽后５０ ｄ施 收稿日期：２０１４—０８—２８ 基金项目：福建省科技重点项目（２００５Ｎ０３２）；福建省现代农业水稻产业技术体系建设项目（闽财指［２００９］５２８号）。 作者简介：王惠珠（１９７１一），女，高级农艺师，主要从事土壤肥料化学分析和技术推广工作。 ４期 王惠珠：氮钾肥在水稻中的积累规律及其合理施用研究 ２９ 用）。每个处理统一施磷７．５ ｇ／ｍ 、钾２２．５ ｇ／ｍ 。磷肥 作基肥；钾肥按５０％作促蘖肥、５０％作促花肥分施。 另外，设６个施钾量处理（Ｋ ～Ｋ ），每平方米施钾 量分别为０、７．５、１５．０、２２．５、３０．０、３７．５ ｇ。每个处理统一 施氮２２．５ ｇ／ｍ 、磷７．５ ｇ／ｍ 。氮、磷、钾肥施用期及比 率同上。 由于在上述设计中有１个共同处理（Ｎ ＝Ｋ ），即 每平方米施氮２２．５ ｇ＋施钾２２．５ ｇ＋施磷７．５ ｇ，因而氮、 钾肥施用量试验共有１１个处理。每个处理３次重复， 小区面积１２ ｍ （５．０ ｍＸ２．４ ｍ）。随机区组排列，小区 间筑小田埂包薄膜。各小区水稻行株距均为２０ ｃｍＸ ２０ ｃｍ。 １．３观测项目及方法 １．３．１稻株干物质重及氮钾素含量的测定分别于移 栽期、分蘖初期（栽后１５ ｄ）、分蘖中期（栽后２５ ｄ）、苞 分化期（栽后３５ ｄ）、减数期（栽后５２ ｄ）、齐穗期 （栽后６８ ｄ）、乳熟期（栽后８３ ｄ）、黄熟期（栽后９７ ｄ），【】 ＼ ｚ 蘧蜷 每小区取５丛稻株，分解为叶片、茎鞘、穗等器官，烘干 加 称重。然后分处理粉碎干物质样品，从中取样，用硫酸 一过氧化氢联合消煮后，采用凯氏定氮法测定含氮量， 用原子吸收分光光度法测定含钾量。 １．３．２水稻产量及其构成因子的测定 当水稻成熟 时，分小区收获称产；在收获前一天，每小区调查５０丛 稻株的穗数，用以计算单位面积穗数；同时按各处理大 样品调查结果的平均每丛穗数标准，各处理取稻株５ 丛考察穗部性状。 ２结果与分析 ２．１水稻对氮、钾养分的吸收积累动态 图１、图２、表１、表２显示：在不同施肥量下，水稻 全株对氮、钾养分的吸收积累动态均呈Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线， 但各时期的净积累量有显著差异。 水稻对氮素的吸收积累，以在本田前期（移栽～苞 分化期）最多，本田中期（苞分化～齐穗期）次之，并随 施氮量的提高而增加。６个施氮量处理平均，前期、中 期氮素净积累量分别占最终总积累量的６１．７％（变幅 ５１．７％～６９．６％）和３０．６％（变幅３８．２％～２５．８％）；秧田 期和本田后期（齐穗期一成熟期）的氮素净积累量很 少，分别占最终总积累量的３．３％和４．４％。 水稻对钾素的吸收积累，以在本田中期最多，前期 次之，并随施钾量的提高而增加。６个施钾量处理平 均，前期、中期的钾素净积累量分别占最终总积累量的 ４５．３％（变幅４７．８％～４４．５％）和４９．２％（变幅４３．９％～ ５１．３％）；秧田期和本田后期的钾素净积累量也较少，分 别占最终总积累量的２．７％和２．８％。 ２．２水稻氮钾养分吸收量与氮钾化肥施用量的关系 水稻吸收的氮、钾养分，一部分来自土壤，一部分 来自化肥。表１、表２、图３显示：水稻最终吸收的氮、钾 养分总量（Ｙ）随氮、钾化肥施用量（ ）的平方根值（ ） 的增加而呈曲线增加，一元线性回归方程（Ｙ：ａ＋ｂ４；） 如下： 氮：ｙ＝１４．８８＋１．５１７８￣ｘ，ｒ＝０．９８７８～； 钾：Ｙ＝１５．７２＋１．４９１４４ｘ，ｒ＝０．９９５９一。 式中截距ｎ为不施肥区稻株对氮、钾养分的吸收 量，可视作土壤自然供肥量；回归项ｂ是稻株从化肥吸 收的氮、钾养分量。 ０ ｌ０ ２０ ３０ 勰 ４０ 加 ５０ ６０ ７０ ８ ４ Ｏ ８０ ９０ ｌ００ 移栽后天数／ｄ 图１稻株在不同施氮量下的氮素积累动态 薯 躜 蜷 ０ １０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １００ 移栽后天数／ｄ 图２稻株在不同施钾量下的钾素积累动态 应用差减法计算出不同施肥量下水稻对化肥氮或 化肥钾的吸收量及当季利用率，结果表明：随着化肥施 用量的提高，水稻对化肥氮、钾养分的吸收量也增加， 但当季利用率降低。如当化肥氮施用量为７．５ ｇ／ｍ 时，稻株总吸氮量为１８．１５ ｇ／ＩＴＩ ，其中化肥氮吸收量为 ２．９５ ｇ／ｍ ，占１６－３％，化肥氮当季利用率为３９．３％；当化 肥氮施用量为３７．５ ｇ／ｍ 时，稻株总吸氮量为２３．８５ ｍ ，其中化肥氮８．６５ ｇ／ｍ ，占３６．３％，化肥氮当季利用 率为２３．１％。水稻对化肥钾的吸收量及当季利用率与 钾素化肥施用量的关系，与上述趋势相似。 考察不同化肥施用量下稻谷产量及肥料当季利用 率，可以发现：达到最高产量的化肥当季利用率在３０％ 一３３％，处于中等水平；达到最佳经济效益而产量略低 于最高产量的化肥当季利用率为３７％左右，处于中上 水平；只有施肥量很低条件下的化肥当季利用率在 ４０％以上，但产量剧减。 ８ ４ Ｏ ３０ ４期 王惠珠：氮钾肥在水稻中的积累规律及其合理施用研究 ３１ 注：ＰＬＳＤ０ ０５＝３５６，ＰＬＳＤ０ ０ｌ＝５０７。 表４水稻在不同施钾量下的稻谷产量及生产效率 ＂注：ＰＬＳＤ０＝３３８，ＰＬＳＤ０ ０１＝４８１。 ．０５３讨论 益的施肥量［ 。。＝（Ｐ—ｂ）／２ｃ］，进而计算出每生产１００ ３．１水稻对氮、钾养分的吸收积累特性 ｋｇ稻谷的施肥量和吸肥量。土壤供肥量则由不施肥试 据本项目组历年研究结果 ，水稻全株对氮、 验区的植株养分含量测定值推定。获得达到最高产量 钾养分的吸收积累动态呈Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线，以在本田前期 和最佳经济效益的每生产１００ ｋｇ稻谷的施肥量和吸肥 和中期吸收积累较多，合占总积累量的８０％～９０％。稻 量参数后，便可求算出目标产量的施肥量和吸肥量。 株吸收的氮素在本田前期分配到叶片居多，在中期平 以往着重研发高产、超高产施肥。为了提高经济 衡分配到叶片、茎鞘和稻穗，在后期分配到稻穗。稻穗 效益和保护环境，今后应转向研发经济施肥。比较不 从齐穗至成熟期新积累的氮素，有６７％－９０％来自营养 同施肥量每生产１００ ｋｇ稻谷的施氮量和吸氮量数据， 器官氮化物的分解再转运，只有小部分靠根系从土壤 可以看出：水稻吸肥量随施肥量的提高而增加，但其增 吸收。稻株吸人的钾素呈离子状态，全期都以分配到 幅小于施肥量的增幅。当达到最高产量时，施肥量与 茎鞘居多，成熟期全株总积累钾量中，茎鞘占６８％，稻 吸肥量相近，土壤养分收支基本平衡。以此为界限增 穗占１７％，叶片占１５％。茎鞘和稻穗从齐穗至成熟期 施肥料，吸肥量少于施肥量，会出现土壤化肥养分盈 新积累的钾素，有７８％～９０％来自叶片贮存钾的转运， 余；以此为界限减施肥料，吸肥量多于施肥量，会出现 只有小部分靠根系从土壤吸收。由于穗部自抽穗至成 土壤化肥养分亏缺。达到最佳经济效益时，施肥量为 吸肥量的６０％～７０％。长此以往，会不会出现土壤库养 熟期所需的氮、钾养分大部分来自营养器官贮存物的 转运，不足部分由土壤自然供应，因此抽穗后无须再施 分人不敷出，地力下降？但经多年监测，经济施肥试验 田土壤有效养分并未减少，表明土壤库除化肥养分收 肥补充。 支外，还有其他肥源收贮，如有机肥、回田稻草、残留根 ３．２水稻氮钾肥的适宜施用量 茬、豆类作物和经济作物残留养分，以及含养分的灌溉 合理施肥需先确定总施肥量。我国目前广泛按目 水等。 标产量推荐施肥量，计算式为：目标产量施肥量＝（目 我国缺乏钾肥资源，钾肥单价高，钾肥／稻谷单价 标产量吸肥量一土壤供肥量）／肥料当季利用率，目标产 比Ｐ随之较高（ｐ＞４），而水稻又较耐低钾，因而尤其应 量吸肥量＝目标产量×每生产１００ ｋｇ稻谷吸肥量。 强调经济施用钾肥。不过氮肥单价较低，氮肥／稻谷单 上述参数因地域、土壤、气候、种植品种等不同而 价比Ｐ也较低（Ｐ≤２），由抛物线方程求算的经济施氮 有一定差异，推荐施肥量也有所差异。为此，必须通过 量比最高产量施氮量减少有限。为此，本研究以施氮 设置田间不同施肥量试验结合植株养分含量测定，应 量试验的产量最小显著差数（ＰＬＳＤ。．。 ）为标准，确定出 用数学模型法求算。具体方法是在一定地力田块设置 经济施氮量，结果节氮３０％，产量仅比预期最高产量降 施肥量多重复小区试验，由试验结果建立稻谷产量（Ｙ） 低２％，差异不显著，而经济效益显著提高。 与施肥量（∞）的抛物线方程（Ｙ＝ａ＋ｂｘ＋ｃｘ ），计算出达 ３－３水稻氮钾肥分期适量施用策略 到最高产量的施肥量（ ＝－ｂ／２ｃ）和达到最佳经济效 在确定适宜总施肥量的基础上，分期适量施用，提 ３２ 江西农业学报 ２７卷 高肥料生产效率，是作物营养管理的中心问题之一。 据吉田昌一报道 ，当总施肥量少时，以于颖花分化期 施氮的稻谷生产效率最高；当总施肥量中等时，以分两 次在分蘖初期和颖花分化期施氮的稻谷生产效率最 高；当总施肥量高时，以在生育初期施氮的稻谷生产效 率最高。 国内磷肥多作基肥施用，氮、钾肥有多种分期分量 施用法：（１）作基肥一次性施肥；（２）作基蘖肥攻头施肥； （３）前重中轻施肥（基蘖肥占７０％～８０％，穗粒肥占２０％ ～３０％）；（４）前中期并重施肥（基蘖肥和穗粒肥各占一 半）。本项目组曾在闽南双季早、晚稻各设置４种前中 期施肥量比例试验（总施肥量为每公顷施氮１８０ ｋｇ、磷 ７８ ｋｇ、钾１５０ ｋｇ）。结果显示：以蘖穗肥施用量比例７： ３处理的产量最高，比１０：０处理极显著增产；前中期施 肥量比例７：３、６：４、５：５这３个处理的产量无显著性差 异；前中期施肥量比例６：４和５：５这２个处理扩增了中 后期叶面积和干物质积累，但茎鞘在中期贮积、在抽穗 后向穗部转运的非结构性碳水化合物显著减少，于是 略为减产。不过，如果试验总施肥量提高，则蘖穗肥施 用量比例６：４、５：５的处理有可能促进倒一二叶和茎秆 过度伸长，引发群体郁闭倒伏。 参考文献： ［１］吉田昌一．稻作科学原理［Ｍ］．厉葆初译．杭州：浙江科学技术 出版社，１９８４：１７１—１７５． ［２］黄育民，李义珍，郑景生，等．杂交稻高产群体的氮磷钾素积 累运转［Ｊ］．福建省农科院学报，１９９７，１２（３）：卜６． ［３］李义珍，郑景生，庄占龙，等．杂交水稻施Ｎ水平效应研究 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