多元素螯合肥在水稻上的应用效果

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　　摘要 为了研究多元素螯合肥在水稻上的应用效果，为新型肥料推广提供理论依据，在辽宁盘锦市兴隆台区高升镇进行水稻田间小区试验。结果表明，施用多元素螯合肥的水稻比常规施肥产量增产15.8%，籽粒中钾含量增加0.12%，在氮、磷施用量分别减少9.0%和26.7%的情况下，水稻株高、有效穗数、穗实粒数和千粒重均显著增加;施用多元素螯合肥的氮肥利用率为48.37%，与常规施肥和同量NPK复混肥相比分别增加了20.32%、13.14%;施用多元素螯合肥的磷肥利用率比常规施肥增加1倍，超出我国磷肥最高利用率11.51百分点;与常规施肥和等量NPK施肥处理相比，多元素螯合肥中钾肥利用率显著提高，分别提高了24.71%和22.1%。根据农产品价格及肥料价格得到多元素螯合肥在水稻上的最佳经济施肥量为825 kg/hm2。
　　关键词 多元素螯合肥;水稻;肥料利用率
　　中图分类号 S143文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2019）10-0135-03
　　Abstract In order to study the application effect of multielement chelating fertilizer in rice and to provide theoretical basis for the promotion of new fertilizer， a field plot experiment of rice was carried out in Gaosheng Town， Xinglongtai District， Panjin City， Liaoning Province. The results showed that the yield of rice with multielement chelating fertilizer increased by 15.8% compared with that of conventional fertilizer， and the potassium in grain increased by 0.12%. The nitrogen utilization rate of chelating fertilizer was 48.37%， which was 20.32% and 13.14% higher than that of conventional fertilizer and NPK compound fertilizer. The utilization rate of phosphate fertilizer with multielement chelate fertilizer was 1 times higher than that with conventional fertilizer， and the highest utilization rate of phosphate fertilizer in China was 11.51 percentage points higher. Compared with conventional fertilization and equivalent NPK fertilization， the utilization rate of potassium fertilizer in multielement chelate fertilizer was significantly increased by 24.71% and 22.1%， respectively. According to the price of agricultural products and fertilizer， the optimal economic fertilizer application amount of multielement chelate fertilizer on rice was 825 kg/hm2.
　　Key words Multielement chelate fertilizer;Rice;Fertilizer utilization rate
　　水稻是世界三大糧食作物之一，也是我国最重要的粮食作物，不仅在我国农业生产中占据重要位置，同时也是保障世界粮食安全的重要组成部分[1-5]。在粮食作物的产量构成中，化肥发挥重要作用，但近年来，肥料施用过程中，化肥施用量过大，氮、磷、钾、比例不合理，施肥方法不当等原因造成肥料利用率低，农田土壤面源污染等问题越来越严重[6-10]。因此，研发新型高效肥料在提高肥料利用率、减少农业面源污染和发展高效可持续农业等方面具有重要意义[11-13]。目前，含腐殖酸或者氨基酸的缓释肥料、天然可降解纳米涂层材料包裹肥料能达到缓释效果，价格接近于传统肥料，在大田作物上应用广泛，但以上肥料在中微量元素上突破较少。该研究所用的多元素螯合肥料是在传统氮、磷、钾三大元素的基础上，通过添加螯合剂和作物必需的中微量元素，使螯合剂与金属离子螯合，形成稳定的水溶性有机-无机螯合物，不容易被土壤固定，降低了营养元素之间的拮抗作用，同时中微量元素的调控机制或措施，使作物对养分的吸收和肥料中养分的释放达到同步水平，满足作物对养分的需求，同时提高肥料利用效率[14-22]。笔者研究了螯合肥料对水稻的增产效应和肥料利用效率，旨在为新型肥料的研发和推广提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　供试作物：水稻品种为盐丰47，移栽株行距16.5 cm×30.0 cm。3次重复，随机区组排列，小区面积30 m2。除施肥外，其他管理一致，各处理栽植时控制基本苗数一致。
　　1.2 试验地概况 　　试验在盘锦市兴隆台区高升镇进行，试验地土壤养分状况：有机质2.45 g/kg，碱解氮97.9 mg/kg，速效磷19.65 mg/kg，速效钾88.92 mg/kg，pH 5.6。
　　1.3 试验设计
　　1.3.1 多元素螯合肥在水稻上的肥效试验。
　　多元素螯合肥在水稻上的肥效试验各设3个处理：常规施肥，施复合肥（15-15-15）750 kg/hm2做基肥，分蘖期追施75 kg/hm2尿素，孕穗期追施37.5 kg/hm2尿素（处理①）;施用水稻专用多元素螯合肥（20-11-15）750 kg/hm2（处理②）;施入与处理②等量N、P、K的化肥。施尿素325.5 kg/hm2、过磷酸钙412.5 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2（处理③）。随机区组排列，重复3次，小区面积30 m2。在处理②、③中，50%的肥料做基肥，另50%分别于分蘖期和孕穗期追施。
　　1.3.2 多元素螯合肥在水稻上当季利用率试验。
　　多元素螯合肥在水稻当季利用率试验共设置6个处理，其中处理①所用的多元素螯合肥含量为45%（16-11-18）（表1）。
　　1.3.3 多元素螯合肥在水稻上的施肥量试验。
　　设施用多元素螯合肥450、600、750、900、1 200 kg/hm2 5个处理，小区面积为30 m2，每处理重复3次，随机区组排列。50%的肥料做基肥，另50%分别于分蘖期和孕穗期追施。水稻收获后调查小区水稻产量。
　　1.4 测定项目与方法
　　在水稻成熟期，每小区选择10穴调查株高、有效穗数、穗长、穗粒数、穗实粒数、结实率、千粒重。分小区收割，测定各小区实际产量。烘干后的植物样品用硫酸-过氧化氢消煮，分别测定氮、磷、钾含量。全氮采用凯氏定氮法测定;全磷采用钼蓝比色法测定;全钾采用火焰光度计法测定[11-13]。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同施肥处理对水稻产量的影响
　　由表2可知，与常规施肥（对照）相比，施用多元素螯合肥显著增加水稻产量，增加了15.8%。施用与多元素螯合肥等量NPK的化肥处理（处理③）的产量也稍增加，但差异不显著。多元素螯合肥中由于含有螯合态的微量元素，比处理③营养更均衡、更稳定、更有效，使水稻产量显著增加，产量达11 430 kg/hm2。
　　2.2 不同施肥处理对水稻植株氮、磷、钾养分吸收的影响
　　由表3可知，施用多元素螯合肥处理水稻籽粒和秸秆中
　　的氮磷钾养分含量均显著高于常规施肥（对照），其中籽粒中的钾增加最大，增加了0.12%。与对照相比，与多元素螯合肥等量NPK处理（处理③）水稻的籽粒中仅氮养分含量显著增加（P<0.05），磷、钾含量略有增加，但差异不显著。这说明多元素螯合肥中的螯合态微量元素更容易被水稻吸收，同时也能促进氮磷钾及其他元素的吸收，进而促进植物体内光合作用、蛋白质合成等生化反应的进行。水稻籽粒中的氮、磷含量均显著高于秸秆，而钾含量显著低于秸秆。秸秆中的钾含量最高为籽粒的5倍。
　　2.3 不同施肥处理对水稻产量构成及生物学性状的影响
　　由表4可知，施用多元素螯合肥处理的水稻植株最高，有效穗数最高，千粒重也最重。与常规施肥（对照）相比，虽然施用多元素螯合肥处理氮、磷施用量分别减少了9.0%和26.7%，但多元素螯合肥处理的水稻株高、有效穗数、穗实粒数和千粒重均显著增加。与对照相比，施入与多元素螯合肥等量NPK化肥的处理水稻产量构成因子无差异。多元素螯合肥中加入了螯合剂，螯合态的微量元素稳定性、可溶性和有效性增加，有利于水稻根系的吸收，同时也促进了其他应用元素的吸收。因而促进了水稻早发、快发，有利于有效穗的形成，为后期水稻产量的形成奠定了物质基础。螯合态的营养元素更稳定，从而有效减少了养分流失和土壤固定，为后期水稻的生长发育持续提供营养，使水稻稳生稳长。特别是生育后期，水稻不出现早衰现象，表现穗大粒多、籽粒饱满。
　　2.4 不同施肥处理氮、磷、钾的当季利用率和作物的增产效率
　　肥料利用率是反映作物、土壤和肥料之间关系的参数，也是检测施肥量和施肥方法是否合理的指标。根据各處理分析出土壤供氮磷钾量和作物吸收氮磷钾量，从而计算多元素螯合肥的当季利用率。由表5可知，在3个施肥处理中，多元素螯合肥的氮肥利用率为48.37%，与常规施肥和同量NPK复混肥相比分别增加了20.32%、13.14%。这说明多元素螯合肥中螯合态的微量元素促进了氮素在土壤中的稳定性，同时也促进了氮素在植物体内的转运和蛋白质的合成，表现为产量的增加。与常规施肥相比，施用多元素螯合肥的磷肥利用率增加1倍，超出我国磷肥最高利用率11.51百分点。多元素螯合肥等量NPK施肥处理也显著增加了氮肥的利用率。在氮磷钾3个营养元素中，钾肥的利用率提高幅度最大。与常规施肥和等量NPK施肥处理相比，多元素螯合肥中钾肥的利用率显著提高，分别提高了24.71%和22.10%。多元素螯合肥中钾肥当季利用率的提高可能是螯合态的微量元素促进钾元素在植株中的运输分配或增加了钾元素在土壤中的稳定性，进而提高了水稻的抗病性和籽粒产量。
　　2.5 多元素螯合肥经济施肥量的确定
　　施肥的目的是提高产量、改善品质和增加收入。要达到这个目的就必须努力做到经济合理施肥。因此，人们总是不断地在探求施肥与产量之间的关系，即肥料的增产效应，并把它用数学函数表达出来，即确定肥料效应回归方程式。多元素螯合肥与产量之间的肥料效应函数：y =-0.238x2+27.42x-29.907（R2=0.963 8）（图1），根据农产品价格及肥料价格可求得多元素螯合肥在水稻上的最佳经济施肥量为825 kg/hm2。
　　3 结论
　　与常规施肥相比，施用多元素螯合肥产量增产15.8%。施用多元素螯合肥处理的水稻籽粒和秸秆中的氮磷钾养分含量均显著高于常规施肥（对照），其中籽粒中的钾含量增加最大，增加了0.12%。与对照相比，多元素螯合肥等量NPK处理（处理③）水稻籽粒中仅氮含量显著增加（P<0.05），磷、钾含量略有增加，但差异不显著。 　　与常规施肥（对照）相比，施用多元素螯合肥处理氮、磷施用量分别减少了9.0%和26.7%，水稻株高增加17.1 cm，有效穗数增加18.6万/hm2，穗实粒数增加24粒、千粒重增加1.6 g。与对照相比，施入与多元素螯合肥等量NPK化肥的处理水稻产量构成因子无差异。
　　多元素螯合肥的氮肥利用率为48.37%，与常规施肥和同量NPK复混肥相比分别增加了20.32%、13.14%。与常规施肥相比，施用多元素螯合肥的磷肥利用率增加1倍，超出我国磷肥最高利用率11.51百分点，与常规施肥和等量NPK施肥处理相比，多元素螯合肥中钾肥利用率显著提高，分别提高了24.71%和22.1%。
　　根据农产品价格及肥料价格可求得多元素螯合肥在水稻上的最佳经济施肥量为825 kg/hm2。
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