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水稻精确定量施肥技术1.为什么要精确定量施肥自上世纪90年代我省水稻单产跨过500公斤，进入高产阶段，生产上暴露出一些越来越突出的问题：一是氮肥施用量偏高，特别是大面积扩种粳稻以来，一般亩施纯氮20-22公斤，甚至更高；二是氮肥利用率低，其当季利用率一般为30%-35%；三是氮肥过量施用和施用技术不合理，面源污染突出。而大量的化肥是通过作物栽培者的决策施入稻田的，因此解决氮肥的精确定量施用,就成为水稻精确栽培中的中心环节。①要研明优质高产群体吸氮规律、土壤基础地力、吸肥量、肥料利用率等，并从中找出规律，寻求得到作物总施肥量的精确确定的方法。②要明确水稻一生不同生育阶段的施肥比例与数量。③由于水稻生长受到多方面因素的影响，即使合理计算出总施肥量，实践上也很难完全达到目标的生长指标。因此还必须研究找到水稻主要生育阶段因苗精确调整施肥的方法。为此，从2000年起，由扬州大学、南京农业大学、江苏省农林厅、江苏省农垦总公司等单位,对上述主要问题组织了联合攻关，现将攻关取得主要进展与结果介绍于下。要精确定量施氮,必须解决以下关键问题：在多种复杂的生产条件下，各种田块的氮肥总用量如何具体地精确定量确定，而且又利于水稻高产、优质与肥料的高效呢？这是生产上一直没有得到很好解决的大问题。我们通过多种解决途径的分析，用Stanford方程计算是较好，因为它是理论上很严谨的一种科学方法。但要应用这个公式,有一个很大的难题,就是要在复杂纷繁的生产情况下，找出三个参数可准确取值的规律与方法。唯有这个问题解决了，这个公式才有实用意义。2.氮肥总用量的精确确定为了使方程三个参数实用化取值，我们采取的方法是根据生产实际来设定前提条件：（1）在一定的地区范围内求取具体的参数值；（2）按品种类型；（3）按土壤肥力等级(包括按前茬类型)；（4）以化肥加秸秆还田为肥源对象；（5）以高产田的测定资料为主要依据，配合进行多种专题试验。达到目标产量的需氮量—土壤氮素供应量达到目标产量的施氮量=施用氮肥的当季利用率Stanford方程：第一个参数是目标产量需氮量的求取目标产量需氮量＝目标产量×百公斤稻谷需氮量求取目标产量需氮量，首先必须求取百公斤稻谷需氮量。本研究以江苏现行的主推水稻品种为对象，按产量等级来求解。解决了以往百公斤稻谷需氮量变动幅度大(1.17-2.9)，难于具体确定的问题。图1粳稻百公斤稻谷需氮量与产量的关系对百公斤稻谷需氮量小于最优回归值2.14kg的群体进行性回归，得到产量与百公斤稻谷需氮量的线性方程（y＝515.25x-392.5（r＝0.7971**，n＝64）），从而可以计算出亩产500～750kg的百公斤稻谷的需氮量。分析江苏主体粳稻品种91个不同产量水平的百公斤稻谷需氮量，以700公斤的稻谷需氮量为中心，变化在1.88-2.29公斤之间,呈二次曲线关系,最优回归值为2.14，因此2.1kg可作为亩产700kg的百公斤稻谷需氮量的参数值。超过了此值的是奢侈吸收，正是精确施肥需要解决的问题。分析籼稻，也有相似的规律。y＝457.05x-217.78（r＝0.8465**,n=32）全部点y=-800.57x2+3116.1x-2405.1r=0.7987**小于最小回归值的点y=457.05x-217.78r=0.8465**3504004505005506006507007501.31.51.71.92.12.32.5百公斤稻谷需氮量（kg）亩产量（kg）图2籼稻百公斤稻谷需氮量与产量的关系归纳近几年的研究结果，江苏亩产500-700公斤的百公斤稻谷需氮量可定为：粳稻籼稻亩产500kg1.7kg，1.5kg；亩产600kg1.9kg，1.7kg；亩产700kg2.1kg，1.9kg。我们经过研究发现，直接利用不施氮空白区稻谷产量及其对应的百公斤稻谷的需氮量，测得的稻谷需氮量，更能客观地反映土壤的综合供氮量(包括灌溉水，降雨的氮及生物固氮的氮)，便于在生产上直接应用。第二个参数是土壤供氮量的求取图3粘、砂土不同地力水平上吸氮量与基础产量的关系粘土y低=76.942x-55.192r=0.8650**y中=59.854x+7.768r=0.8029**y高=57.472x-0.2265r=0.7358**200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.0吸氮量（kg/667m2）基础产量（kg/667m2）高地力中地力低地力砂土y高=54.309x+37.522r=0.7372**y中=53.954x+63.518r=0.7186**y低=68.939x+16.772r=0.7391**250.0300.0350.0400.0450.0500.04.04.55.05.56.06.57.07.58.0吸氮量（kg/667m2）基础产量（kg/667m2）高地力中地力低地力研究表明，空白区基础产量的每100kg稻谷需氮量受地力、土壤特性等的影响（图3）。相同基础产量的每100公斤稻谷需氮量粘土地比砂土地高。砂土y=439.25x-238.77r=0.9079**粘土y=415.67x-285.44r=0.7857**3504004505005506001.31.51.71.92.1百公斤稻谷需N量(kg)基础产量(kg/667m2)图4不同土壤类型在同一地力水平上百公斤稻谷需氮量与基础产量的关系同为400公斤左右的地力水平，每100公斤稻谷需氮量，粘土地上为1.7公斤左右(1.64-1.88)，而砂土地上，每100公斤稻的需氮量为1.53公斤左右(1.45-1.629)（图4）。因此首先必须在同种土类不同肥力水平的土壤上，分别设置空白区，求得该土类的基础产量和百公斤籽粒吸氮量的关系式，然后在一个地区，所有主土类均要按上述方法建立关系式，从而方便生产应用。总体y=0.0016x+0.9083R2=0.4196昆山y=0.0013x+1.1134R2=0.3261锡山y=0.0012x+1.3072R2=0.2788泰兴y=0.0007x+1.2208R2=0.1018建湖y=0.0004x+1.468R2=0.0266高邮y=0.0005x+1.4454R2=0.1191东海y=0.0009x+1.0758R2=0.46131.21.31.41.51.61.71.81.92.0200250300350400450500550无氮区产量(kg/mu)百公斤籽粒吸氮量(kg)总体昆山锡山泰兴高邮建湖东海总体昆山锡山泰兴建湖高邮东海图5无氮区产量和百公斤籽粒吸氮量的关系因为从图5大量数据综合分析，不同土类的空白区产量和百公斤籽粒吸氮量的斜率不同。可见按土类以空白试验求取百公斤稻谷需氮量是必须的，也是有效的。例如，在同一地上，前茬为小麦时，水稻基础产量为400公斤的，若前茬种植油菜，水稻基础产量会提高至450公斤左右。例如，在同一地上种植生育期差别在10d以上的水稻品种，基础产量可差异在23kg／667m2以上，土壤供氮量的差异在0.58kg／667m2以上，差异一般均在5%以上。生育期相同籼粳稻之间，粳稻每百公斤稻谷需氮量约高0.1kg,粳稻内的常规粳稻品种比杂交稻品种略高0.1kg。同时还应该注意到，不同前茬和不同水稻品种条件下对稻田空白区产量是有差异的。多点试验表明（表1，2），不同地力等级（基础产量）下每100公斤籽粒吸N量与土壤供氮量是不同的。结果汇总成表，不同地力的田块只要知道基础产量，就可利用此表求出土壤供氮量。表1江苏不同地区、土壤、地力水平下的基础产量和土壤供氮量*（粳稻）试验地点田块数基础产量（kg/亩）百kg稻谷吸氮量（kg）亩供氮总量（kg）昆山26474.56（415.3－525.1）1.73(1.61-1.84)8.21(6.75-9.48)锡山10422.92（395.7－449.0）1.82(1.76-1.88)7.68(6.95-8.18)高邮30420.77（315.3－513.9）1.68(1.55-1.81)7.00(4.97-8.78)建湖39431.46（347.3－506.1）1.61(1.48-1.79)6.94(5.28-8.65)泰兴18405.50（341.5－443.3）1.50(1.40-1.61)6.08(5.09-6.98)东海38358.50（247.5－433.8）1.41(1.29-1.52)5.05(3.58-6.97)表2不同地力等级土壤供氮量（粳稻）地力等级低（下等）中（中等）高（上等）不施氮稻谷产量（Kg/mu）325-375(350±25)375-425(400±25)425-475(450±25)每百公斤籽粒吸N量1.61.71.8粘土土壤供氮量（Kg/mu）5.2—6.0(5.6±0.4)6.4—7.2(6.8±0.4)7.7—8.5(8.1±0.4)每百公斤籽粒吸N量1.41.51.6沙土土壤供氮量（Kg/mu）4.55—5.25(4.9±0.35)5.63—6.38(6.0±0.38)6.8—7.6(7.2±0.4)用稻田空白产量求取到的土壤供氮量，在年度间是较稳定的。表3表明各地基础产量两年间变化较小，绝对值在25kg/667m2以下，变化的百分率在6％以下；吸氮量在0.6kg/667m2以下，变化的百分率在10％以内。表3基础产量的吸氮量的稳定性分析基础产量(kg/667m2)吸氮量(kg/667m2)2000－20012000－2001地点地块号2000年2001年绝对值百分比2000年2001年绝对值百分比1501.4500.410.29.259.160.090.972495.6490.651.019.068.890.171.883485.7490.751.038.498.620.131.534486.6477.691.858.758.20.556.295471.1462.58.61.837.957.80.151.89昆山平均488.08484.365.721.188.78.5340.2182.511417.5418.510.246.416.480.071.092413.5393.5204.846.436.010.426.533402.638022.65.616.235.970.264.174341.5352.5113.225.095.270.183.54泰兴平均393.78386.1313.653.486.045.93250.23253.831406.8401.35.51.355.775.610.162.772405.2405.80.60.155.695.880.193.343458.7431.7275.896.976.560.415.884406.1419.213.13.235.746.140.46.975424.84195.81.376.186.190.010.16东海平均419.2414.511.552.656.04256.04750.294.741447.342126.35.887.497.030.466.142400.741817.34.326.726.920.22.983432.741814.73.46.946.80.142.024397.342022.75.716.286.870.599.395412.74196.31.536.446.80.365.59建湖平均419.5419.2520.254.836.85756.9050.34755.13高产栽培氮素当季利用率合理参数的确定，必须以当地高产(如江苏700kg)的施肥实践为主要研究对象，应满足几个前提条件：气候正常、应用良种、基本苗合理、行株距适当、以及其他栽培技术配合得当等。从肥料本身来说，必须满足：①氮、磷、钾肥配比合理；②以氮素化肥加秸秆还田为主要肥源；③施氮总量合理；④基蘖肥和穗肥的比例合理。第三个参数值是氮素的当季利用率的求取2001-02年对多地氮素当季利用率的测定分析表明：江苏主栽粳稻品种在不同水