施钾对寒地水稻氮肥吸收和利用效率的影响

施钾对寒地水稻氮肥吸收和利用效率的影响

Abstract: The effect of K fertilizer application on the N fertilizer absorption and utilization of Kongyu131 were studied. The application of K fertilizer could increase the yield of rice. When increasing the amount of K fertilizer, the relative content of N in rice decreased while the absolute absorption amout in it increasd, the relative amount of N in rice seed decreased, and apparent recovery efficiency, partial factor productivity, agronomic efficiency and physiological efficiency of N fertilizer all increased. These resuts showed that K fertilizer application could promote the absorption and utilization of N fertilizer in rice. The optimal K fertilizer application amount(K2O) under this experimental condition should be 90.0 kg/hm2.

Key words: K; N fertilizer absorbing; N fertilizer utilization ratio; rational fertilization; rice in cold region

氮是对植物生长发育作用最直接､影响最大的必需养分元素｡我国以世界上20%的水稻种植面积,消耗了世界稻田氮肥用量的37%,目前我国稻田单季氮肥用量平均为180 kg/hm2,比世界平均水平高出75%[1]｡我国稻田施氮量为270~300 kg/hm2,有的高达350 kg/hm2[2],但随施氮量的增加,单位氮肥的增产作用减缓,生产效益下降,特别是氮肥过量投入,不仅带来了面源污染等问题,而且导致氮素利用效率下降｡李庆逵[3]的研究表明,我国稻田氮肥利用率介于30%~35%之间;朱兆良[4]､张福锁等[5]多年对不同作物和不同区域试验的结果分析发现,无论是氮肥､磷肥,还是钾肥,从历史变化来看,我国主要粮食作物的肥料利用率均呈逐渐下降趋势｡研究选用黑龙江省主栽品种空育131(粳稻)进行不同施钾量处理,探讨施钾对寒地水稻氮素吸收和氮肥利用效率的影响,为寒地稻区水稻生产的合理施肥提供参考｡

1材料与方法

1.1试验材料

供试品种为空育131(粳稻,主茎11叶),试验于2006､2007年连续两年在哈拉海农场进行｡土壤为草甸白浆土,基础肥力为全N 1.141 g/kg,碱解N 106.8 mg/kg,速效K 57.6 mg/kg,缓效K 304.7 mg/kg,速效P 21.2 mg/kg,有机质32.8 g/kg｡

1.2试验处理

试验设4个施钾水平,K2O用量(kg/hm2)分别为0(NPK0)､45.0(NPK1)､90.0(NPK2)､135.0(NPK3),NPK0处理为对照(CK)｡全生育期施N 120.0 kg/hm2､P2O5 60.0 kg/hm2,磷肥全部基施,氮､钾肥基､穗肥各50%,移栽前一天施基肥,倒3叶施穗肥｡另设一处理(N0PK0)不施氮､钾肥,磷肥施用方式与其他处理相同｡供试化肥为尿素､过磷酸钙和氯化钾｡4次重复,随机区组排列,小区面积40 m2｡试验品

种经浸种后穴盘育秧,秧苗长至3叶1心时移栽,行距30.0 cm,株距13.3 cm,每穴4株｡

1.3测定项目与方法

水稻成熟时,在每个小区内中央8行每行连续取样15株,共120株收割稻谷,晒干,测产;在测产区外按平均穗数取5株稻样,测定干物质产量,稻谷和稻草的含氮量[6]｡所得数据采用SPSS 16.0软件进行差异显著性分析｡

2结果与分析

2.1施钾对水稻氮肥吸收和分配的影响

施钾对水稻产量､对水稻氮吸收和分配均有影响｡从表1可知,施用钾肥提高了水稻产量,但随用量增加,单位钾肥对产量的提高幅度减缓,全生育期K2O用量90.0和135.0 kg/hm2处理间产量比较接近,无明显差异｡测定植株不同器官含氮量发现,随施钾量增加稻谷和稻草氮含量均降低,施钾后稻谷含氮量降低幅度较大,与不施钾肥处理相比达到显著水平(P<0.05),但各施钾处理间相差不显著,稻草含氮量在施钾与不施钾处理间､各施钾处理间均无显著差异｡虽然施钾降低了植株含氮量,但由于干物质产量增加,水稻的总吸氮量均随钾肥用量加大而升高,且K2O用量90.0 kg/hm2和135.0 kg/hm2两处理显著高于45.0 kg/hm2处理,45.0 kg/hm2处理显著高于不施钾肥的处理｡从氮素在经济器官与营养器官中分布来看,施钾降低了稻谷吸氮量占总吸氮量比值,亦即施钾后水稻多吸收的氮素,大部分分配到营养器官中,钾肥对水稻的“强源”作用大于“扩库”作用｡

2.2施钾对水稻氮肥利用效率的影响

目前国内外比较常用的表征农田氮肥利用效率的参数主要有氮肥利用率(Apparent recovery efficiency of applied N,REN)､氮肥偏生产力(Partial factor productivity fromapplied N,PFPN)､氮肥农学效率(Agronomic efficiency of applied N,AEN)和氮肥生理利用率(Physiological efficiency of applied N,PEN)｡氮肥利用率,即氮肥养分回收率,反映了作物对施入土壤中的肥料氮的回收效率,REN=[(U-U0)/F]×100%;氮肥偏生产力是指单位投入的肥料氮所能生产的作物子粒产量,PFPN=Y/F;氮肥农学效率是指单位施氮量所增加的作物子粒产量,AEN=(Y-Y0)/F;氮肥生理利用率是作物地上部每吸收单位肥料中的氮所获得的子粒产量的增加量,PEN=(Y-Y0)/(U-U0)｡其中U为施肥后作物收获时地上部的吸氮总量,U0为未施肥时作物收获期地上部的吸氮总量,F为化肥氮的投入量,Y 为施肥后的作物产量,Y0为不施肥条件下作物的产量｡

表2列出了不同施钾水平下水稻氮肥利用效率的4个参数值｡结果表明,与不施钾肥相比,施钾后水稻氮肥利用率､氮肥偏生产力､氮肥农学效率､氮肥生理利用率均明显提高,在P<0.05水平上差异显著｡不同钾肥用量间水稻氮肥利用率变化不明显,但水稻氮肥偏生产力､氮肥农学效率､氮肥生理利用率施钾处理间变化较大,表现为全生育期K2O用量90.0 kg/hm2和135.0 kg/hm2处理间无明显变化,但两处