全 文 ：第 10卷 第 3期
2 0 0 2年 9月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．10 NO 3
Sept．， 2002
稻作施肥制度进步的产量响应
谢 小立 周卫军 王凯荣
(中国科学院长沙农业现代化研究所 长沙 410125)
摘 要 模 拟 稻 作 l0种施 肥制 度 9年 定位 观 测 与试 验研 究结果 表 明 ，施 肥进 步 对 产 量 贡献 为 生物 量 增加 1倍 ，稻
谷产 量增 加 83％；系统 养 分 内循环 (循环 率 0．8～0．5)产 量 贡献 率为 57．9％ ，化 肥 施用 最 大贡 献 率 N为 20 4％，NP
_勾30 8％，NK 为 32．8％ ，NPK _勾61．3％，有机 肥 与无机 肥 配 施 的最 大贡 献 率 82．7％ ，稻 田 自然 生产 力 占系 统生 产
力约 1／4。石 油 化学 农 业能 维持 一定 时期 的 生产 力稳 定 ，但 必 须保 持 系统 的养 分 平 衡 。 系统 养 分 内循 环 有 良好 的
产 量增 益 和 系统 生产 力 的稳定 性 ，有机 肥 与无 机肥 配 施 其 生 物 生产 力 和 土 地 生 产 潜 力均 呈 正 向发 展 ；但 与 施 肥增
产效率 戎 反 比例 。稻 怍施 肥质量 达 到 一定 水平 时，施 肥 增产 效 益反 而 有所 下 降 ，伴 随 施 肥进 步 ，须 致 力 于管 理 水平
的提 高。
关 键词 稻 作 施 肥进 步 产 量 响直
Output response to fertilization development in rice cropping． XIE Xiao—Li， ZHOU W ei—Jun， W ANG Kai—Rong
(Changsha Institute of Agricultural Modernization，Chinese Academy of Sciences，Changsha 410125)，CJEA ，2002，10(3)：
83～ 85
Abstract Fertilization was control instrument of productivity of cropland system ．Simulation of ten kinds of fertilization
systems of rice cropping show~that the fertilizing progress can double the biomass and increase the paddy by 83％ ．Nutri—
ent in the system contributes 57．9％ of the output．the contributions of fertilizing are as folows：N is 20．4％ ，NP
30．8％ ．NK 32 8‘％ ．NPK 6 1．3％ and combination of organic and inorganic fertilizers 82 7％ respectively．Nature con—
ductivity is 1／4 of the system conductivity or so．Petrochemical agriculture can maintain the conductivity in a period of
time at the condition of nutrient balance and the conductivities of inorganic transform to organic and the nutrient inner cir—
culation in the system have favorable output and the impact on system stabilization．The combination of organic—inorganic
can not only improve the conductivity but also the potential conductivity of the fertilizing combination，the benefit of fer—
tilization declines after some degrees of fertilization．Accompanying by fertilizing progre．~s，improving the management is
also important．
Key words Rice cropping，Fertilization development，Output response
施 肥是调控农 田系统生产 力 的重要手 段 ，从 80年 代后 期始一 些地 区 出现 了纯施化 肥 而不施 有机 肥 ，即
所谓 的“石 油农业”。施肥制 度是 区分 各种农业生 产经营模式 的重要依据 ，即养分循 环方式 ，故对施肥 制度
进行长期定位 研究 ，揭示农业 生产经营模式 的发展机 制 ，完 善农业施肥 管理等对促进农 业持续稳定 发展具有
重要意义 ，也为 高产 稳产农 田的土壤培肥 和地力管理 提供科学依据 。
1 试验材料与方法
试验 在 中国科 学 院桃 源农 业 生态试 验 站综 合 实验 场 (E113。30’，N28。55’)田间 进行 ，供 试 种植 制 度为
“绿肥一稻一稻 ”，绿肥为 紫云英 ，供 试早稻 品种 1990～1992年 为“浙辐 7号”、1993～1995年为 “湘早 籼 10号”、
1996～1998年 为“湘早籼 2l号 ”，供 试晚稻品 种 1990～1992年 为“威 优 46”、1993～1998年 为“汕优 63”。供
试土壤为第四纪红土发育的水稻土，土壤有机质 23．2g／kg，全 N、全 P和全 K分别为 1．39g／kg、1．37g／kg和
l8．0g／kg，速效氮 、速效磷 和速效 钾分 别 为 53．4mg／kg、14．7mg／kg和 67．7mg／kg，pH5．74，容重 1．25g／cm 。
模拟 双季稻 田4种基本类 型的农业施肥 制 度 ，设置 10种 不 同施肥 处 理 ，即不施 肥 ，代 表 “移 耕农 业 ”施 肥 制
(处理 I)；不施化肥 ，收获产 品中养分循 环再利用 (全 部秸 秆 +50％～80％的稻 谷 喂猪 ，猪粪 尿翌 年还 田，简
称 “循环 ”)，代表 有机农业施肥 制 (处 理 Ⅱ)；施化 学 N肥 (处理 Ⅲ)；施 化学 N肥 +循 环 (处 理 Ⅳ)；施化学 NP
* 中国科 学 院知识 创新 工程 (KZCX2—407)项 目
收稿 El期 ：2001 12—16 改 回 日期 ：2002—02—03
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 lO卷
肥 (处理 、’)；施化学 NP肥 +循 环(处理 Ⅵ)；施 化学 NK肥 (处理 Ⅶ )；施 化 学 NPK肥 ，代 表 “石 油农业 ”施肥
制 (处理 Ⅷ)；施 化学 NPK肥 +循环 ，代 表较 完善 的“有 机 与无 机相 结 合农 业 ”施 肥 制 (处 理 Ⅸ)；施 2／3化 学
NP肥 +l／3化学 K 肥 +1／2秸秆 还 田 ，代 表“节 肥型农业”施肥制 (处 理 X)，供 试处 理施 肥为“循 环”处理 区将
收获 的 80％(1990～1993年 )或 50％(1994～1998年 )精谷 及全部 空秕 谷喂 猪 ，收集 全部 猪粪 尿于 翌年 紫云
英 翻压 时还 田 ，稻秸 秆和紫云英全 部还 田；无 “循 环”处理地上 部紫 云英 和谷草收获 时全部移 出小区。供 试化
肥 为尿素 、过磷酸钙 和氯 化 钾 ，化肥 每年 用 量 为 N262．5kg／hm 、P39．3kg／hm 、K137．0kg／hm ，小 区随机 排
列 ，小 区面积 33．4m ，设 3次重 复 ，农事耕作 和水管理按 当地常规 实施 ，进行较 长期 的田间定位实验 研究 ．通
过稻 作生物生 长 、生物量 、精 谷产 量观测 ，探讨施 肥进步对 系统 生产力 的影 响和产量增 益 。
2 结 果与 分 析
2．1 不同施肥制度稻作生物量与稻谷产量
表 1 不 同施肥 制 度稻 作 生物 量
Tab．1 Rice biomass on system of fertilizer application in paddy
l990～ l992
l993～ l995
l996～ l998
平 均
长 l2．2％和 9．8％，处理Ⅳ一处 理 Ⅸ的生
物 产 量 与 稻 谷 产 量 分 别 增 长 9．4％ 和
5．4％ ，处理 m一 处理 Ⅷ稻 作 产量 的 2指
标分别增 长 31．1％和 28．4％，而 处 理 Ⅲ
一 处 理 V 、处 理 Ⅶ一 处 理 Ⅷ ，处 理 Ⅳ 一 处
理 Ⅵ一 处理 Ⅸ双 季稻 作 2项 产 量指 标 均
有不 同程 度增 长 。该试验结 果表 明 ，从移
由表 1和表 2可 知 ，不 同年 度 、不 同
水稻 品种 间试 验结果虽有 较大 差异 ，但 供
试 处理 间 表 现趋 势 不 论 年 份 、品种 均 一
致 。稻作施 肥进步有 良好 的产 量增益‘ ，
处理 I一 处理 Ⅱ双 季稻 作生物 产 量与 稻
谷产 量分 别增 长 49．7％和 57．9％ ，处 理
Ⅱ一 处 理 Ⅳ生物 产量 与 稻谷产 量 分别增
表 2 不同施 肥 制度 稻 谷产 量
Tab 2 Rice yield Ol system of fertilizer application in paddy
耕农业 到现代农业 稻作生产 的施 肥进步 对产量 的贡献使 生物 量增 加 1倍 ，稻 谷产 量增 加 83％ ，但 施肥 进步
产量增益中生物产量增长大于经济产量的增长 ，即水稻生产的谷草比例下降。
2．2 有机物循环利用与化肥增产效应
把对应处 理间差额 (处理 Ⅱ一I、Ⅳ～Ⅲ、Ⅵ一V、Ⅸ～Ⅷ)视 为稻 田稻 作生 产有 机物 循环 利用 的增产 ，有 机物
循 环利用 的增 产效应 见图 1，增 产效益最佳 为净施有机 肥 ，水 稻生物量增长 49．7％，精 谷增长57．9％，经济产
量增长大 于生物产量 的增 长 ；其 次是处理 Ⅳ水稻生物量增 长 42．8％ ，精谷增长 38．0％ ；处 理Ⅵ水稻生物量增
长 28．0％，精谷增长 21．0％；处 理 Ⅸ增 产效益较 低 ，生物量 增长 19．2％ ，精 谷增 长 13．3％；而有 机物循 环利
用配施化肥水稻生物量和水稻产量虽上升，但其增产效益呈下降趋势。由图 2可知，从不施肥到施用 NPK
7000
6000
5000
c 4000
3000
2000
1000
0
单循环 N+循环 Np+循环 NPK+循环
处 理
图 】 稻 田有机 物 循环 利用 增产 效 应
Fig．1 Rice increase production on
organic nlanuc application in paddy field
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
l000
0
N P K NP NK PK NPK
处 理
图 2 稻 作化 肥 施用 的增 产 效益
Fig．2 Rice increase production on
fertilizer application
化 肥 ，随 着 施 肥 进
步 的产 量 响 应 十分
显 著 ，单 施 N 肥 稻
谷和 生 物 量 分 别增
长 27％和 28％：单
施 NP肥 稻 谷 和 生
物量 分别 增长 44％
和 45％；单 施 NK
肥 稻谷 和 生 物 量 分
别 增 长 49％ 和
49％；施 NPK 化 肥
稻 谷 和生 物 量 分别
增长 61％和 68％，化肥施用使产量提高近 20％，证明化学肥料合理配施完全必要 ，施用化肥和合理配施可
产 生同等 的施肥进步 效应 。处理 V与处理 Ⅶ相 比 ，NK 配施 产量增 益略 高 于 NP配施 的产 量 ，其原 因一是 处
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第 3期 谢 小 立等 ：稻作 施 肥制 度 进步 的产 量响 应 85
理本身在稻作生产中的优势 ，二是红壤水稻土缺 K甚于缺 P。
2．3 稻作施肥效益
由表 3可知 ，化肥施用 增产效果 为
NP配施最 高 (29．1kg和 7．Okg)，NPK
次之 (19．5kg和 6．7kg)，NK 居第 三位
(14．5kg和 5．9kg)，而单 施 N 肥 增 产
效果最 差(11．3kg和 4．7kg)；化肥与有
机肥等量 NPK增 产效 果 比较 ，生 物量
增 产 化 肥 高 于 有 机 肥 (19．5kg 和
l3．1 kg)，精 谷 量 增 产 二 者 基 本 持 平
(6．7kg和 6．8kg)；施 肥 水 平 达 到 一 定
程度 时施肥增产效 益出现下滑 ，增产 效
益 比较 处理 Ⅷ>处 理 X>处 理 Ⅸ。
3 小结与讨论
表 3 各 处理 施 肥效 益 比较
Tab．3 Com parison on benefit to treat with fertilizer application
处 理
1 reathients
施 用 NPK 肥增 U：／kg·hm Increase production by NPK application
增 产生 物量 Biomass
化肥NPK Fertilizer 有机肥～ NPK Manure
增产 精谷量 Rice
化肥NPK Fertilizer 有机肥～ NPK Manure
* 施 肥效 益为 每施 N、P、K 量的 生物增 产量 ；**为 有 机 NPK肥 。
施肥 进步带来 明显增产效益 ，本 研究解析稻作 施肥进 步的第一性 生产力效应 和产量增益表 明 ，施肥进 步
可使生物量增加 l倍 ，稻谷产量增加 83％。稻作施肥效益化肥 NP配施增产效果最好 ，化肥与有机肥等量
NPK施用 增产效果 基本～致 ，当施肥 质量达到一 定水平时施 肥增产效益 反而有所下 降 。稻 作施肥 管理一 是
可增加施肥总量培养地力，这是维持系统生产力的关键措施；二是合理施用化肥 ，应控制过量施用 N肥 ，增
施 P、K肥 ，补充中、微量元素，保持作物 、土壤养分动态平衡 引；三是强化平衡施肥技术研究 ，推进肥料管理
技术 革命 ，形 成水稻施肥 “精 准”技术 体系 ，建立持续 高产稻 田肥 力指标 体 系和施肥 模型 及其 调控 技术 ，保 障
系统 生产力持续稳 定 ，同时维 系大环境 的生态平 衡 。
参 考 文 献
1 沈善敏，刘鸿翔，王凯荣等 施肥进步在粮食增产 中的贡献及其地理分异[J] 应用生态学报 ，1998，9(4)：386～390
2 Nikitishen V 1 Dmitrakova L K ，Zaborin A V ，Lichko V I．Formation of nitrate nlaxinlunl with long+term nitrogen fertilizer applica
tion[J] Poehvovedenie，1 999，2：24I～252
3 Johnson A M ，Hoyt G J Changes to the soil environment under conservation tilage[J] HortTechnology，1 999，9(3)：380～393
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