干旱胁迫下不同施肥处理对水稻产量和养分吸收量的影响.pdf

四川农业科技2023年第9期土壤农化干旱胁迫下不同施肥处理对水稻产量和养分吸收量的影响陈竞天,余瑞，黎博,唐仕姗2*（1.四川省内江市市中区农业农村局，四川内江6 410 0 0;2.四川省内江市农业科学院，四川内江6 410 0 0）摘要：旨在探究高温干旱气候条件下，不同氮、磷、钾施肥比例对内江市市中区水稻推广品种产量的影响，为后续优化水稻种植提供理论依据。通过设置5个不同比例的氮、磷、钾施肥处理，对不同处理的水稻产量和养分吸收量进行测定。试验表明，干旱条件下，适量施用氮肥对稻谷的产量有促进作用，对水稻茎叶产量有抑制作用。施加过量的钾肥会抑制稻谷氮、磷、钾养分的吸收。关键词：水稻；干旱；产量；施肥氮、磷、钾作为植物生长必需的3大营养元素，是影响植物生长的主要因素，也会对水稻产量产生影响 。氮、磷、钾对水稻产量存在复杂的互作关系 2 ,其中氮元素主要影响水稻有效穗数和结实率，磷元素主要影响穗粒数，钾元素主要影响千粒重 3。极端高温干旱天气是农业生产中的严重气象灾害,对水稻的正常生长和灌浆产生不利影响,从而导致水稻减产。旨在分析四川省内江市市中区2022年7 9月极端高温干旱气候条件下不同施肥处理水稻产量和养分吸收量的差异，以期为尽量避免未来极端干旱天气造成水稻减产提供施肥理论支撑。1材料与方法1.1试验地试验地点位于内江市市中区书房湾村水稻田内,水稻田为同一农户长期耕种,肥力均匀。供试水稻田前茬作物为油菜。土壤pH6.79,有机质19.8 9g/kg，土壤全氮1.2 6 g/kg，土壤速效钾17 6.34mg/kg,土壤有效磷为12.53 mg/kg。1.2供试材料供试水稻品种为“川优6 2 0 3”。试验所需新型肥料为复合微生物肥料,其养分含量为N+P,Os+K,0=25%（15-4-6）,有效活菌数0.2 亿/g,有机质2 0%，由成都若尔盖司生物科技有限公司生产。1.3试验设计试验设置5个处理,3次重复。处理1为对照，不施肥；处理2 为施氮肥、磷肥，不施钾肥；处理3为收稿日期：2 0 2 3-5-2 9作者简介：陈竞天（1995），硕士，助理农艺师，研究方向：基层农技推广。E-mail:。*为通讯作者。E-mail:。施磷肥、钾肥，不施氮肥；处理4为施氮肥、钾肥，不施磷肥；处理5施复合微生物肥料。试验各处理具体施肥量见表1。1.4大田试验管理措施试验小区长6 m、宽3m，小区面积18 m。各小区单独起宽30 cm、高40 cm隔离垄并利用农用薄膜隔离，小区间间隔40 cm。小区单独灌水、排水、施肥等，避免串灌串排。周围设置保护行,其他田间管理方式按照当地常规方式进行。2 0 2 2 年5月2 3日进行水稻插秧、同时施底肥,7 月2 0 日进行尿素追肥，9月10 日收获。水稻测产为各小区单收单测1.5干旱胁迫根据内江市气象局公布数据,2 0 2 2 年7 8 月中旬,四川省内江市出现极端高温干旱气候,降雨量较常年减少8 0%左右，最高温度达42，全市范围内出现伏旱，持续时间达30 d。干旱胁迫出现时间正处于水稻拔节期到孕穗期。1.6楼数据分析以SPSS24.0和Excel为工具进行数据分析。表1试验处理施肥量单位：kg/667m处理N10.0210.530.0410.5510.5注：施肥量为化肥折纯数据。2结果与分析2.1不同施肥处理对水稻茎叶产量的影响水稻收割去除稻谷后，测定晒干后地上部分茎叶重量（表2）。茎叶产量除处理3增加了2 5.95kg/667m以外,其他处理相比对照有所降低,其中处理55.N(追肥)0.02.82.82.82.8P2Os0.02.82.80.02.8K200.00.04.24.24.2土壤农化2 0 2 3年第9期四川农业科技O4降低最多、达7 0.41kg。处理2 和处理5分别降低了6 6.7、51.8 8 kg/667m。由表3可知，水稻茎叶产量与氮肥施用成显著负相关（p0.01），相关系数r=-0.964。结果表明,氮肥在干旱条件下抑制茎叶生物量积累中可能起到关键作用。稻谷产量和茎叶产量呈显著性负相关（p0.05），相关系数r=-0.914。结果表明，此品种稻谷产量越高，茎叶产量越低，经济产量占总生物量比重越高。水稻籽粒产量氮肥施用量磷肥施用量钾肥施用量水稻茎叶产量注：*表示在p0.05,相关性显著；*表示在p0.01,相关性显著，下同。2.2不同施肥处理对水稻稻谷产量的影响稻谷收获晒干后分别测定重量（表3）。各施肥处理稻谷产量均高于对照处理,其中处理2 相比对照增产最高，达131.18 kg/667m；处理4相比对照增产10 3.0 2 kg/667m；处理5相比对照增产55.57kg/667m；处理3相比对照增产最少，仅2.97kg/667 m。处理5较处理2 稻谷产量减少7 5.6 1kg/667m,表明在施用氮磷肥相同的情况下,施用钾肥减少了稻谷产量；处理5较处理4减少了47.45kg/667m,表明在氮、钾肥施用相同的情况下，减少磷肥施用会增加稻谷产量；处理5较处理3增产52.6kg/667m,结果表明在磷、钾肥相同施用的情况下，施加氮肥增加了稻谷产量。由表4可知,稻谷产量与氮肥的施用呈显著正相关(p0.05）,相关系数r=0.888;稻谷产量与磷肥施用呈正相关，与钾肥施用呈负相关,相关系数分别为r=0.109和r=-0.110。结果表明,氮肥在干旱胁迫下对稻谷产量的增长起决定性作用，磷肥施用为促进作用，钾肥施用为抑制作用。2.3不同施肥处理对水稻养分吸收的影响由表5可知,水稻吸收的磷主要集中在籽粒中，钾主要集中在茎叶中，而氮在籽粒和茎叶中呈现均匀分布的趋势。各处理间籽粒磷含量无显著差异，但处理4籽粒磷含量最高，达2.46 g/kg。处理1籽粒钾含量最高，达2.36 g/kg，与处理2、处理5差异显著；处理5籽粒钾含量最低，为2.0 9g/kg，与其他表2 各处理对水稻茎叶产量的影响处理2水稻茎叶产量774.46表3各处理水稻稻谷产量处理1稻谷产量422.43553.61425.4525.45478表4稻谷产量、茎叶产量和N、P、K 肥施用量的相关性分析水稻籽粒产量相关系数1相关系数0.888*相关系数0.109相关系数-0.11相关系数-0.914*向单位：kg/667m34867.11770.75789.28单位:kg/667m23氮肥施用量磷肥施用量0.888*0.10910.1670.16710.1670.167-0.964*0.0554个处理差异显著。处理4籽粒氮含量最高，与处理1、处理2 和处理3差异显著,达9.2 7 g/kg;处理1全氮含量最低,为8.7 0 g/kg。对茎叶而言，处理3磷含量最高，达1.8 7 g/kg，与其他4个处理差异显著；其次为处理4,为1.2 6 g/kg。茎叶中钾含量最高为处理3（2 1.7 8 g/kg）,其次为处理1（2 0.99g/kg），二者无显著性差异,但处理3和处理1与其他处理均呈显著性差异；处理5茎叶钾含量最低,为17.7 9g/kg,与其他处理均呈显著性差异。处理3中茎叶氮含量最高，达9.30 g/kg；处理1中茎叶氮含量最低,为8.9 5g/kg,且与处理3呈显著性差异水平。由表6 可知,氮肥施用量与籽粒氮含量呈显著正相关,相关系数r=0.918；与茎叶钾含量呈显著负相关,相关系数r=0.912；与籽粒钾含量呈负相关,相关系数r=-0.783;与茎叶磷含量呈负相关,相关系数r=-0.545。磷肥施用量与籽粒磷含量和籽粒钾含量呈负相关，相关系数分别为r=一0.509和r=-0.694。钾肥施用量与籽粒和茎叶钾含量均呈负相关,相关系数分别为r=-0.338 和r=-0.309;与茎叶氮含量成显著正相关,r=-0.948。结果表明，干旱条件下施用磷肥抑制水稻籽粒磷养分和钾养分吸收；施用氮肥对水稻籽粒氮养分吸收有决定性的促进作用，但对茎叶的钾养分吸收有显著的抑制作用；施用钾肥对茎叶氮养分吸收有明显促进作用，但对茎叶和籽粒钾养分吸收有抑制作用。545钾肥施用量水稻茎叶产量-0.11-0.914*0.167-0.964*0.1670.05510.0160.016156四川农业科技处理全磷一2.38a22.32a32.40a42.46a52.40a注：不同小写字母代表同列中差异显著（p0.05），下同。籽粒P籽粒N籽粒P相关系数籽粒K相关系数0.159籽粒N相关系数0.393茎叶P相关系数0.287茎叶K相关系数-0.273叶N相关系数0.717N施用量相关系数0.036P施用量相关系数-0.509K施用量相关系数0.7642.4不同施肥处理对水稻养分吸收量的影响由表7 可知，处理4、处理2 籽粒磷养分吸收量均显著高于其他处理，分别为1.30 kg/667m和1.28kg/667m；处理1和处理3籽粒磷养分吸收量显著低于其他处理，分别为1.0 2 kg/667m和1.01kg/667m。处理2、处理4籽粒钾养分吸收量显著高于其他处理，分别为1.19kg/667m和1.18kg/667m;处理3最低，为0.96 kg/667m。处理2 籽粒氮养分吸收量最高，为5.0 2 kg/667m；其次为处理4和处理5，分别为4.8 6 kg/667m和4.38kg/667m；处理1和处理3籽粒氮含量最低，且和其他处理呈显著性差异,分别为3.6 7 kg/667m和3.75kg/667 m。处理3中茎叶磷养分吸收量显著高于其他处理,达1.6 2 kg/667m；处理2 中茎养分吸收量最低，处理籽粒磷一1.01c21.28a31.02c41.30a51.14h2023年第9 期月土农化表5各处理籽粒和茎叶养分含量籽粒中氮磷钾含量（g/kg)全钟2.36a2.16bc2.26ab2.24ab2.09c表6 籽粒和茎叶养分含量与施肥的相关性分析籽粒K茎叶P10.1591-0.70.1730.715-0.17-0.783-0.694-0.338籽粒钾籽粒氮1.00b3.67c1.19a5.02a0.96b3.75c1.18a4.86ab1.00b4.38b茎叶中氮磷钾含量（g/kg）全氮全磷8.70c1.14b9.05b1.09b8.84c1.87a9.27a1.26b9.16ab1.22b茎叶K茎叶NN施用量P施用量K施用量0.3930.287-0.70.17310.263-0.2631-0.883*0.5690.220.7010.918*-0.5450.0750.3340.5060.579为0.8 3kg/667m。茎叶钾养分吸收量最高的为处理3,达18.9kg/667m；其次为处理1,为17.8 1kg/667m。对茎叶氮养分吸收量而言，处理3最高，达8.07kg/667m；其次为处理1和处理5，分别为7.52kg/667m和7.35kg/667m。对全株养分吸收量而言，处理3的磷和钾养分吸收量最高，分别为2.6 4kg/667m和19.8 6 kg/667m。各处理的全株氮养分吸收量均无显著差异,其中处理4和处理3全株氮养分吸收量最高，分别为11.8 4kg/667m和11.8 2 kg/667m。综上，处理2 籽粒氮、磷、钾养分吸收量显著高于其他处理，同时茎叶氮、磷、钾养分吸收量均在较低水平。结果表明,施加氮、磷肥而不施加钾肥的施肥处理对水稻籽粒中氮、磷、钾养分吸收有促进作用。表7 不同处理的养分吸收量茎叶磷茎叶钾0.94ab17.81 ab0.83c15.16bc1.62a18.90a0.98ab14.28c0.97b14.14c全钟20.99ab19.55bc21.78a18.39cd17.79d-0.2730.7170.715-0.17-0.883*0.220.5690.7011-0.082-0.0821-0.912*-0.120.0050.169-0.3090.948*茎叶氮全株磷7.52ab1.95d6.74b2.12c8.07a2.64a6.98 ab2.25b7.35 ab2.12c全氮8.95ab8.82b9.30a9.17ab9.25ab0.0360.5090.783-0.6940.918*0.075-0.5450.334-0.912*0.005-0.120.16910.1670.16710.1670.167全株钾18.80ab16.35hc19.86a15.46c15.14c0.7640.3380.5060.5790.3090.948*0.1670.1671全株氮11.18a11.76a11.82a11.84a11.73a57土壤农化22023年第9 期3讨论根据全国第二次土壤普查养分分级标准，速效钾含量150.0 0 2 0 0 mg/kg为级土壤，钾含量丰富 4。本试验土壤速效钾含量为17 6.34mg/kg，比西南地区水稻土壤速效钾平均含量（8 9.8 4mg/kg）高8 6.5mg/kg5】,土壤速效钾含量在较高水平。因此，在土壤速效钾含量偏高的情况下,施用钾肥会造成土壤钾含量过高，根据相关性分析可知,施加过量的钾肥对稻谷的产量有抑制作用。土壤钾含量过高是导致未施加钾肥的处理2（553.6 1kg/667m）相比处理5稻谷产量增加2 8.16 kg/667m的主要原因，但是过量的钾元素会对水稻稻谷的氮、磷、钾养分吸收量有抑制作用。施加钾肥可以减少因干旱胁迫所造成的稻谷减产 6 。本试验正常施氮肥的处理2 和处理4的稻谷平均产量相比农户常规施肥的稻谷产量（52 4kg/667m）差异不明显,可能是由于土壤自身速效钾含量处于较高水平，提高了水稻的抗旱性。而土壤速效钾含量高可能是由于前茬作物油菜秸秆还田造成的。在正常生长条件下,适量施用氮肥可以促进稻谷的产量增长 7 。此外,水稻也存在一定的“以氮调水”效应，施用氮肥能够减少因干旱导致的产量损失 8 。处理1和处理3的稻谷产量显著低于其他处理可能是由于氮肥施用量不足所引起的。同样地,处理5的稻谷产量相对于未施加氮肥的处理1和处理3更高，但相对于施氮的处理2 和处理4则降低，这可能是由于氮、磷、钾元素在干旱条件下复四川农业科技杂的相互作用所致。4结论土壤速效钾含量偏高时，施用钾肥会造成土壤钾含量过高，而过量的钾元素会对水稻稻谷的氮、磷、钾养分吸收量有抑制作用。所以,在土壤速效钾含量偏高时,应减少钾肥施用量，以避免土壤钾含量过高导致水稻减少。适宜的钾肥可以提高水稻的抗旱性。正常施氮肥可以促进稻谷产量增长,施用氮肥能够减少因干旱导致的产量损失。此外，对该试验地后续种植作物可减少钾肥施用量，降低化肥施用的同时可提高水稻产量，也为后续修正水稻测土配方施肥建议卡提供一定的理论依据。参考文献：1 储成才，王毅，王二涛植物氮磷钾养分高效利用研究现状与展望 J中国科学（生命科学），2 0 2 1，51（10）：1415142 3.2Ye T,Li Y,Zhang J,et al.Nitrogen,phosphorus,and potassiumfertilization affects the flowering time of rice(Oryza Sativa L.)J.Clobal Ecology and Conservation,2019,20:753.3吴可，谢慧敏，刘文奇，等。氮、磷、钾肥对南方双季稻区水稻产量及产量构成因子的影响 J作物杂志，2 0 2 1，（0 4）：17 8 183.4 四川省农牧厅四川省第二次土壤普查数据资料汇编R，1992.5柳开楼，韩天富，黄晶，等中国稻作区土壤速效钾和钾肥偏生产力时空变化 J土壤学报，2 0 2 1，58（1)：2 0 2-2 12.6熊志豪，杨丞，张，等不同生育期干旱胁迫条件下施钾对水稻生理性状和产量的影响 J土壤学报，2 0 2 2-12-0 5.7陈明，苏胜，陈欣，等施肥方式和施氮量及氮肥运筹对水稻产量的影响 J现代农业科技，2 0 2 2，8 2 9（2 3）：2 3-2 5.8黄慧娴，沈天花，钟蕾，等施氮对干旱条件下晚稻产量与生理的影响 J.华北农学报，2 0 2 1，36（0 3）：150-158.58