作物杂志,2022, 第5期: 241–248 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.05.035

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

长期和短期减施磷肥对华南双季稻产量与磷肥利用的影响

潘俊峰(), 刘彦卓(), 梁开明, 黄农荣, 彭碧琳, 傅友强, 胡香玉, 钟旭华(), 李妹娟, 胡锐   

  1. 广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室,510640,广东广州
  • 收稿日期:2021-07-19 修回日期:2021-08-13 出版日期:2022-10-15 发布日期:2022-10-19
  • 通讯作者: 钟旭华,从事水稻生理生态研究,E-mail:xzhong8@163.com
  • 作者简介:潘俊峰,从事水稻高产栽培生理研究,E-mail: junfeng401@163.com;|刘彦卓为共同第一作者,从事水稻高产栽培生理研究,E-mail: yzliuduke@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2018YFD0200303);广东省自然科学基金(2018A030313463);广东省农业科学院科技成果培育专项(粤农科研〔2018〕45号);广东省农业科学院农业新兴产业学科团队建设项目(202112TD);广东省农业科学院青年导师制项目(R2018QD-012);广东省农业科学院青年导师制项目(R2020QD-002);广州市科技计划项目(201806010094);广东省重点实验室(2020B1212060047)

Effects of Long- and Short-Term Reduction of Phosphorus Input on Yield and Phosphorus Utilization of Double Cropping Rice in South China

Pan Junfeng(), Liu Yanzhuo(), Liang Kaiming, Huang Nongrong, Peng Bilin, Fu Youqiang, Hu Xiangyu, Zhong Xuhua(), Li Meijuan, Hu Rui   

  1. Rice Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Provincial Key Laboratory of New Technology in Rice Breeding, Guangzhou 510640, Guangdong, China
  • Received:2021-07-19 Revised:2021-08-13 Online:2022-10-15 Published:2022-10-19

摘要:

通过短期和长期试验相结合,研究减施磷肥对水稻产量和磷肥利用的影响。短期试验设置常规基施磷肥(P1)、磷肥减半基施(P2)和磷肥减半且基肥和穗肥各50%施用(P3)3个处理,以常规稻粤晶丝苗2号和杂交稻晶两优华占为供试材料,进行早晚两季试验;长期定位试验包含不施磷(M0)和常规施磷(M1)2个处理,采用9年18季试验数据。短期试验结果表明,磷肥减施对水稻产量、干物质积累量与转运、磷素积累量与利用等性状指标均无显著影响。P1、P2和P3处理间土壤总磷和可溶性磷含量均无显著差异,并且田面水总磷和可溶性磷含量在全生育期内无显著差异。P1、P2和P3处理的磷素盈亏率分别为8.7%、-35.3%和-31.8%,P1处理可达到土壤磷素表观平衡。长期定位试验结果表明,M0处理的产量随种植季节数增加而下降,3年6季内M0与M1处理产量相当。根据目前稻田土壤磷含量情况,在生产上3年内磷肥减半施用,既不影响水稻产量,又可降低稻田磷素损失风险,是兼顾产量和环保的技术方案。

关键词: 双季稻, 产量, 磷肥利用效率, 磷平衡

Abstract:

Short-term and long-term experiments were conducted to determine the effects of phosphorus (P) fertilizer reduction on rice yield and phosphorus utilization. In the short-term experiment, three treatments, including normal P application (P1), half-dosage P application as basal dressing (P2), half-dosage P application with 50% as basal dressing and 50% as panicle fertilizer (P3), were established in an early and a late cropping season, conventional rice Yuejingsimiao 2 and hybrid rice Jingliangyouhuazhan were used as materials. In the long-term experiment, two treatments of no P application (M0) and normal P application (M1) were set up for nine consecutive years (comprising 18 seasons). Results from the short-term experiment indicated that two P reduction had no significant effect on grain yield, accumulation and translocation of dry matter, P accumulation and utilization. Among three treatments, no significant difference existed in the total and soluble P contents in the soil or in surface water. The P surplus and deficit rate were 8.7%, -35.3% and -31.8% for P1, P2 and P3 treatments, with P1 treatment achieving P apparent balance in the soil. In the long-term experiment, the relative yield under M0 treatment displayed a gradual declining trend across cropping seasons. However, the yields were comparable between two treatments in the six first seasons of three years. It could be concluded that short-term P reduction for three years would do no harm to grain yield and could reduce P loss from paddy soil in these fields with low to medium level of P content. Basal dressing of P fertilizer with half dosage would be better for achieving benefits in both grain yield and environmental protection.

Key words: Double cropping rice, Yield, Phosphorus utilization efficiency, Phosphorus balance

表1

短期试验的气象条件

生长阶段
Growth period
2016年晚季Late season in 2016 2017年早季Early season in 2017
日均气温
Average daily
temperature
(℃)
日均最高温
The highest
average daily
temperature
(℃)
降水量
Rainfall
(mm)
相对湿度
Relative
humidity
(%)
总辐射
平均值
Total
radiation mean
[MJ/(m2∙d)]
日均气温
Average daily
temperature
(℃)
日均最高温
The highest
average daily
temperature
(℃)
降水量
Rainfall
(mm)
相对湿度
Relative
humidity
(%)
总辐射
平均值
Total
radiation mean
[MJ/(m2∙d)]
移栽-穗分化始期
TR-PI
28.7 32.8 136.4 83.6 15.2 23.9 27.9 517.4 89.7 9.9
穗分化始期-抽穗期
PI-HD
27.0 31.5 132.8 81.9 15.5 26.8 31.1 566.6 89.2 13.4
抽穗期-成熟期
HD-MA
23.6 27.9 134.4 81.1 13.0 27.8 32.3 301.0 89.1 16.0

表2

不同处理的磷肥施用时间和施用量

生长阶段
Growth stage
移栽后天数Days after transplanting (d) 施磷量Amount of P application (kg P2O5/hm2)
早稻Early season 晚稻Late season P1 P2 P3 M1a
基肥Basal dressing -1 -1 45 22.5 11.25 45/27
穗分化始期PI 40 35 11.25
合计Total 45 22.5 22.50 45/27

表3

短期试验磷肥运筹对产量及其构成因素的影响

处理
Treatment
产量
Yield (t/hm2)
有效穗数
Effective
panicles (m2)
每穗颖花数
Spikelets per
panicle
单位面积颖花数
Spikelets per unit
area (×103/m2)
结实率
Seed-setting
rate (%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
收获
指数
HI
年份Year (Y)
2016 6.83a 266.9a 177.5a 47.27a 72.33a 22.46a 0.53a
2017 5.84b 263.5a 166.9b 43.82b 64.06b 21.13b 0.41b
磷肥处理Phosphorus (P)
P1 6.32a 259.6b 173.9a 45.02a 67.98a 21.69a 0.47a
P2 6.33a 265.6ab 171.5a 45.49a 69.43a 21.76a 0.48a
P3 6.35a 270.5a 171.2a 46.12a 67.18a 21.94a 0.47a
品种Variety (V)
YJSM2 5.88b 272.5a 160.42b 43.67b 69.29a 21.87a 0.47a
JLYHZ 6.78a 257.9b 184.03a 47.42a 67.10a 21.72a 0.47a
Y×V ns ns ** ** ** ** **
Y×P ns ns ns ns ns ns ns
V×P * ns ns ns ns ns ns
Y×P×V ns ns ns ns ns ns ns

表4

2016年磷肥运筹对磷素积累量、磷效率和磷收获指数的影响

处理
Treatment
磷积累量P accumulation (kg/hm2) 磷籽粒生产效率
PUEg (kg/kg)
磷干物质生产效率
PUEb (kg/kg)
磷收获指数
PHI
PI HD MA PI-HD HD-MA
磷肥处理Phosphorus (P)
P1 7.6a 22.0a 31.8a 14.3a 9.8a 216.9a 387.5a 0.791a
P2 6.4a 21.8a 31.0a 15.4a 9.2a 222.6a 404.6a 0.817a
P3 6.4a 21.9a 29.7a 15.5a 7.9a 230.1a 426.4a 0.808a
品种Variety (V)
YJSM2 7.3a 21.1a 31.4a 13.8b 10.3a 204.7b 380.9b 0.817a
JLYHZ 6.3b 22.7a 30.3a 16.4a 7.6a 241.7a 431.5a 0.794a
P ns ns ns ns ns ns ns ns
V * ns ns * ns ** ** ns
P×V ns * ns ns ns ns ns ns

表5

磷肥运筹对干物质积累量和转运的影响

处理
Treatment
生物量Biomass (t/hm2)
穗分化―抽穗期
PI-HD
抽穗―成熟期
HD-MA
物质转运量
DMT
总干物质量
TDW
年份Year (Y)
2016 6.68a 3.53a 1.58b 12.41a
2017 6.99a 1.63b 4.16a 12.08a
磷肥处理Phosphorus (P)
P1 6.76a 2.46a 2.94a 12.15a
P2 6.79a 2.64a 2.84a 12.26a
P3 6.95a 2.64a 2.85a 12.35a
品种Variety (V)
YJSM2 6.12b 2.62a 2.43b 11.65b
JLYHZ 7.54a 2.53b 3.31a 12.85a
Y×V ns ns ns ns
Y×P ns ns ns ns
V×P ns ns ns ns
Y×P×V ** * * ns

图1

磷肥运筹对稻田耕作层土壤总磷和可溶性磷含量的影响 同一年份不同小写字母表示在P < 0.05水平上处理间差异显著,下同

图2

不同磷肥运筹处理条件下稻田田面水总磷和可溶性磷含量变化

表6

2016年晚季不同处理下磷素的输入、输出及平衡状况

处理
Treatment
投入量
Input (kg/hm2)
输出量
Output (kg/hm2)
盈亏量
Amount of surplus and deficit (kg/hm2)
盈亏率
Rate of surplus and deficit (%)
输入/输出
Input/output
磷肥Phosphorus (P)
P1 27.1a 25.2a 1.9a 8.7a 1.1a
P2 16.2b 25.4a -9.2b -35.3b 0.6b
P3 16.3b 24.0a -7.6b -31.8b 0.7b
品种Variety (V)
YJSM2 19.6a 25.6a -6.0a -22.6a 0.8a
JLYHZ 20.1a 24.0a -3.9a -16.3a 0.8a
P ** ns ** ** **
V ns ns ns ns ns
P×V ns ns ns ns ns

图3

长期定位试验条件下相对产量的变化

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