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摘要在重庆市开县厚坝镇通过水稻“3414”肥料效应试验，研究了在紫泥田田中配施不同的氮磷钾肥对水稻产量的影响。结果表明，氮磷钾三要素对株高、有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重影响较大，对穗长、结实率影响不大。根据回归模型得出：水稻最大产量配方方案为施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、4.5kg/667m2，可使水稻产量达到629.57kg/667m2；最佳经济效益方案为施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、0kg/667m2，可使产量达到600.12kg/667m2；适用配方方案为施氮、磷、钾分别为12.5kg/667m2、4.5 kg/667m2、7.5kg/667m2，可使产量达到586.13kg/667m2。
关键词水稻；3414试验；肥效；重庆开县；厚坝镇
中图分类号 S147.5 文献标识码A文章编号 1007-5739（2009）03-0160-03
“3414”设计是在国外“3411”多点试验方案的基础上，加了12～14的3个处理后得到的方案。该方案设计吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点[1]，不仅可以作为一个完整的3因素试验用于建立三元二次肥料效应回归方程，而且还可以作为3个2因素或3个单因素试验建立二元或一元肥料效应回归方程。同时，即使某一个或某几个处理出问题，仍可以获得一些用于施肥决策的有价值信息，提高了试验效率。此外，该方案的另一个优点是编码值取整数，有较直观的可比性，便于实施与示范推广，是目前国内外应用较为广泛的肥料效应田间试验方案[2]。根据农业部《测土配方施肥项目的技术规范》和“重庆市3414肥效田间试验总体方案”要求，2007年在开县厚坝镇厚坝村进行了水稻“3414”肥料效应试验，以期通过田间试验，研究水稻最佳施肥量，提高肥料利用率，增加经济效益，为科学施肥提供指导依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验地设在开县厚坝镇厚坝村一农户的田块中，属紫泥田，土壤质地为重壤，其中有机质含量为21.44g/kg，全氮1.15 g/kg，全磷0.61g/kg，全钾17.52g/kg，碱解氮113.8mg/kg，有效磷4.09mg/kg，速效钾49.66mg/kg，pH值6.88。试验面积1 866.68m2，代表面积12hm2；地处北纬31°11′43.0″，东经108°29′30.0″，海拔250m；轮作制度为一年一熟，常年种植模式为水稻，土壤肥力水平中等偏上。
1.2试验设计
试验设氮、钾、钾3个因素，每个因素4个水平，共计14个处理。每个处理小区面积为20m2（长7m，宽2.67m），小区间筑实田埂，埂宽18cm，高25cm，高出水面至少10cm。试验小区随机排列，3次重复，每个小区设独立灌排水系统，防止串灌，试验小区周边设保护行。
空白小区（小区1）除在苗床期与其他处理相同外，移栽后不施用任何肥料；其余13个小区为化肥施用区，氮、钾、钾肥按4个水平施用，其处理和施肥水平见表1，氮肥施用46%尿素，磷肥为12%的过磷酸钙，钾肥为60%的氯化钾。
1.3栽培管理
供试水稻品种为Q优6号，2007年3月8日进行旱育秧，4月28日移栽，密度为18万穴/hm2。肥料施用时采取的是分小区分阶段施肥。小区施肥分区称量、分区施用，4月28日施用时按设计要求准确称量，先用60%的氮肥和全部磷钾肥作底肥施用；另外40%的氮肥于返青期作追肥施用，均匀撒施于各小区，并加强田间管理。8月13日收获，分小区单收单晒计产。
2.2产量表现
从表2可以看出，各施肥处理区与空白区各相比实际产量均有不同程度的增加，其中处理11的实际产量最高，为621.48kg/667m2。各处理的实际产量由高到低排列顺序为11>14>5>10>6>7>9>8>4>13>12>3>2>1。
根据各个试验小区产量（包括重复）进行方差分析，结果见表3。由表3可见，各个试验小区的重复试验差异不显著，说明该试验具有很好的可靠性、可信性，而各个处理之间的差异在0.01水平上也是极显著，这也充分说明不同的施肥状况对水稻的产量影响是很明显的。
2.3单因素效应分析
根据表2的产量经过多元回归分析，得出如下三元二次肥料效应方程：
Y=270.690 4 95.210 1N 100.953 7P 46.138 8K 17.985 3 NP 38.977 6NK-34.926 6PK-31.709N2-16.102 8P2-21.604 5 K2（回归平方和U=138 459.4，剩余平方和Q=3 777.578，检验值F=16.290 21>F0.01=14.659）（1）
式中Y表示水稻产量，经检验在0.01水平上非常显著，且一次项系数为正，二次项系数为负，说明该方程能很好地表达当地的肥料与水稻产量的关系。
为了研究氮、磷、钾单一肥料对水稻产量的影响，在（1）式中先假定其他2个元素为0，从而得到单一肥料与水稻产量的方程式，分别为：
Y=270.69 96.21N-31.71N2 （2）
Y=270.69 100.95P-16.1P2（3）
Y=270.69 46.14K-21.61K2 （4）
随着每种肥料施肥水平的增加，水稻产量也发生一定的变化，得出3种肥料施用量与水稻产量关系图（如图1）。由（2）式可以求出当施氮量为1.5水平时，水稻产量达到最大值为342.16kg/667m2，从图1可见，当施氮量超过这一值时水稻产量反而降低。同样由（3）式可以求出当施磷量为3.14水平时，水稻产量达到最大值为428.92kg/667m2；由（4）式可以求出当施钾量为1.07水平时，水稻产量达到最大值为295.32kg/667m2。
3个元素的一元二次方程的一次性系数的大小顺序为P（100.95）＞N（96.21）＞K（46.14），这说明磷肥对水稻产量的增长作用居于第1位，氮肥次之。
根据开县的肥料价格氮、磷、钾分别为4.5元/kg、7.0元/kg、7.5元/kg，稻谷价格为1.6元/kg；根据肥料和稻谷的价格得出最佳经济效益方案（2.0，3.0，0），即施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、0kg/667m2，这样可以使产量达到600.12kg/667m2。但由于每年作物都要从土壤里带走一定量的氮、磷、钾元素，由植株样分析结果（见表6）可知，植物每年从土壤里带走氮、磷、钾分别为3.93kg/667m2、2.41 kg/667m2、8.01kg/667m2。虽然最佳经济效益方案从经济上最划算的，但它不能满足植株每年从土壤里带走的肥料，这样长此以往会使土壤的肥力越来越低，不能使农田可持续生产。因此，又从低于最高产量50kg/667m2之内的配方方案中选用了一种配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、钾分别为12.5kg/667m2、4.5kg/667m2、7.5kg/667m2，这样既可以使水稻产量达到相对地高产（586.13kg/667m2），也可以满足植株每年从田地里带走的养分。
3结论
氮磷钾三要素对株高影响很大，施肥区的平均株高增加6.9%，对有效穗的影响也比较明显，平均增加45.3%，每穗总粒数增加15.12%，每穗实粒数比空白区增加15.78%，千粒重减少0.9g。对穗长、结实率影响不大。
通过单因素分析得出氮、磷、钾单一肥料施肥水平分别为1.501、3.135、1.068即可使水稻产量达到最大值。磷肥对水稻产量的增长作用居于第1位，其次为氮肥。多因素交互效应方面，NP、NK组合的对水稻产量具有相互促进作用；而PK组合则存在着相互抑制作用。
根据回归模型得出水稻最大产量的配方方案（3.0， 3.0，1.5），即施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、4.5kg/667m2即可达到水稻最大产量629.57kg/667m2。当考虑肥料与谷子的价格因素后，得出最佳经济效益方案（2.0， 3.0，0），即施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、0kg/667m2，这样可以使产量达到600.12kg/667m2。再考虑植株每年从田地里带走的养分最后确定一组适用配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、钾分别为12.5kg/667m2、4.5 kg/667m2、7.5kg/667m2可以使产量达到586.13kg/667m2，同时也保证农田的可持续生产。
4参考文献
[1] 王圣瑞，陈新平，高祥照，等.“3414”肥料试验模型拟合的探讨[J].植物营养与肥料学报，2002（4）：6-9.
[2] 王兴仁，张福锁.现代肥料试验设计[M].北京：中国农业出版社，1996.
关键词水稻；3414试验；肥效；重庆开县；厚坝镇
中图分类号 S147.5 文献标识码A文章编号 1007-5739（2009）03-0160-03
“3414”设计是在国外“3411”多点试验方案的基础上，加了12～14的3个处理后得到的方案。该方案设计吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点[1]，不仅可以作为一个完整的3因素试验用于建立三元二次肥料效应回归方程，而且还可以作为3个2因素或3个单因素试验建立二元或一元肥料效应回归方程。同时，即使某一个或某几个处理出问题，仍可以获得一些用于施肥决策的有价值信息，提高了试验效率。此外，该方案的另一个优点是编码值取整数，有较直观的可比性，便于实施与示范推广，是目前国内外应用较为广泛的肥料效应田间试验方案[2]。根据农业部《测土配方施肥项目的技术规范》和“重庆市3414肥效田间试验总体方案”要求，2007年在开县厚坝镇厚坝村进行了水稻“3414”肥料效应试验，以期通过田间试验，研究水稻最佳施肥量，提高肥料利用率，增加经济效益，为科学施肥提供指导依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验地设在开县厚坝镇厚坝村一农户的田块中，属紫泥田，土壤质地为重壤，其中有机质含量为21.44g/kg，全氮1.15 g/kg，全磷0.61g/kg，全钾17.52g/kg，碱解氮113.8mg/kg，有效磷4.09mg/kg，速效钾49.66mg/kg，pH值6.88。试验面积1 866.68m2，代表面积12hm2；地处北纬31°11′43.0″，东经108°29′30.0″，海拔250m；轮作制度为一年一熟，常年种植模式为水稻，土壤肥力水平中等偏上。
1.2试验设计
试验设氮、钾、钾3个因素，每个因素4个水平，共计14个处理。每个处理小区面积为20m2（长7m，宽2.67m），小区间筑实田埂，埂宽18cm，高25cm，高出水面至少10cm。试验小区随机排列，3次重复，每个小区设独立灌排水系统，防止串灌，试验小区周边设保护行。
空白小区（小区1）除在苗床期与其他处理相同外，移栽后不施用任何肥料；其余13个小区为化肥施用区，氮、钾、钾肥按4个水平施用，其处理和施肥水平见表1，氮肥施用46%尿素，磷肥为12%的过磷酸钙，钾肥为60%的氯化钾。
1.3栽培管理
供试水稻品种为Q优6号，2007年3月8日进行旱育秧，4月28日移栽，密度为18万穴/hm2。肥料施用时采取的是分小区分阶段施肥。小区施肥分区称量、分区施用，4月28日施用时按设计要求准确称量，先用60%的氮肥和全部磷钾肥作底肥施用；另外40%的氮肥于返青期作追肥施用，均匀撒施于各小区，并加强田间管理。8月13日收获，分小区单收单晒计产。
2.2产量表现
从表2可以看出，各施肥处理区与空白区各相比实际产量均有不同程度的增加，其中处理11的实际产量最高，为621.48kg/667m2。各处理的实际产量由高到低排列顺序为11>14>5>10>6>7>9>8>4>13>12>3>2>1。
根据各个试验小区产量（包括重复）进行方差分析，结果见表3。由表3可见，各个试验小区的重复试验差异不显著，说明该试验具有很好的可靠性、可信性，而各个处理之间的差异在0.01水平上也是极显著，这也充分说明不同的施肥状况对水稻的产量影响是很明显的。
2.3单因素效应分析
根据表2的产量经过多元回归分析，得出如下三元二次肥料效应方程：
Y=270.690 4 95.210 1N 100.953 7P 46.138 8K 17.985 3 NP 38.977 6NK-34.926 6PK-31.709N2-16.102 8P2-21.604 5 K2（回归平方和U=138 459.4，剩余平方和Q=3 777.578，检验值F=16.290 21>F0.01=14.659）（1）
式中Y表示水稻产量，经检验在0.01水平上非常显著，且一次项系数为正，二次项系数为负，说明该方程能很好地表达当地的肥料与水稻产量的关系。
为了研究氮、磷、钾单一肥料对水稻产量的影响，在（1）式中先假定其他2个元素为0，从而得到单一肥料与水稻产量的方程式，分别为：
Y=270.69 96.21N-31.71N2 （2）
Y=270.69 100.95P-16.1P2（3）
Y=270.69 46.14K-21.61K2 （4）
随着每种肥料施肥水平的增加，水稻产量也发生一定的变化，得出3种肥料施用量与水稻产量关系图（如图1）。由（2）式可以求出当施氮量为1.5水平时，水稻产量达到最大值为342.16kg/667m2，从图1可见，当施氮量超过这一值时水稻产量反而降低。同样由（3）式可以求出当施磷量为3.14水平时，水稻产量达到最大值为428.92kg/667m2；由（4）式可以求出当施钾量为1.07水平时，水稻产量达到最大值为295.32kg/667m2。
3个元素的一元二次方程的一次性系数的大小顺序为P（100.95）＞N（96.21）＞K（46.14），这说明磷肥对水稻产量的增长作用居于第1位，氮肥次之。
根据开县的肥料价格氮、磷、钾分别为4.5元/kg、7.0元/kg、7.5元/kg，稻谷价格为1.6元/kg；根据肥料和稻谷的价格得出最佳经济效益方案（2.0，3.0，0），即施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、0kg/667m2，这样可以使产量达到600.12kg/667m2。但由于每年作物都要从土壤里带走一定量的氮、磷、钾元素，由植株样分析结果（见表6）可知，植物每年从土壤里带走氮、磷、钾分别为3.93kg/667m2、2.41 kg/667m2、8.01kg/667m2。虽然最佳经济效益方案从经济上最划算的，但它不能满足植株每年从土壤里带走的肥料，这样长此以往会使土壤的肥力越来越低，不能使农田可持续生产。因此，又从低于最高产量50kg/667m2之内的配方方案中选用了一种配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、钾分别为12.5kg/667m2、4.5kg/667m2、7.5kg/667m2，这样既可以使水稻产量达到相对地高产（586.13kg/667m2），也可以满足植株每年从田地里带走的养分。
3结论
氮磷钾三要素对株高影响很大，施肥区的平均株高增加6.9%，对有效穗的影响也比较明显，平均增加45.3%，每穗总粒数增加15.12%，每穗实粒数比空白区增加15.78%，千粒重减少0.9g。对穗长、结实率影响不大。
通过单因素分析得出氮、磷、钾单一肥料施肥水平分别为1.501、3.135、1.068即可使水稻产量达到最大值。磷肥对水稻产量的增长作用居于第1位，其次为氮肥。多因素交互效应方面，NP、NK组合的对水稻产量具有相互促进作用；而PK组合则存在着相互抑制作用。
根据回归模型得出水稻最大产量的配方方案（3.0， 3.0，1.5），即施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、4.5kg/667m2即可达到水稻最大产量629.57kg/667m2。当考虑肥料与谷子的价格因素后，得出最佳经济效益方案（2.0， 3.0，0），即施氮、磷、钾分别为10.0kg/667m2、9.0kg/667m2、0kg/667m2，这样可以使产量达到600.12kg/667m2。再考虑植株每年从田地里带走的养分最后确定一组适用配方方案（2.5，1.5，2.5），即施氮、磷、钾分别为12.5kg/667m2、4.5 kg/667m2、7.5kg/667m2可以使产量达到586.13kg/667m2，同时也保证农田的可持续生产。
4参考文献
[1] 王圣瑞，陈新平，高祥照，等.“3414”肥料试验模型拟合的探讨[J].植物营养与肥料学报，2002（4）：6-9.
[2] 王兴仁，张福锁.现代肥料试验设计[M].北京：中国农业出版社，1996.