生物有機(jī)肥對(duì)丘陵地區(qū)補(bǔ)充耕地水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響

周影+趙荷娟+管永祥+張麗+魏?jiǎn)⑺?馬天宇+王琳+黃瑩

摘 要：通過(guò)生物有機(jī)肥在丘陵地區(qū)補(bǔ)充耕地上的不同用量試驗(yàn)，研究其對(duì)瘠薄地土壤改良效果，以及對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，明確生物有機(jī)肥快速改良瘠薄地的適宜施用量。結(jié)果表明：施用生物有機(jī)肥可以有效改善貧瘠地土壤的理化性狀，促進(jìn)植株生長(zhǎng)，提高水稻產(chǎn)量。其中，處理3（基施生物有機(jī)肥9 000 kg ·hm-2）和處理4（基施生物有機(jī)肥12 000 kg ·hm-2）的產(chǎn)量，分別較對(duì)照（不施生物有機(jī)肥）增產(chǎn)730.05，1 081.10 kg ·hm-2，差異達(dá)顯著水平，而處理3和處理4之間產(chǎn)量差異不顯著。

關(guān)鍵詞：生物有機(jī)肥；水稻；產(chǎn)量；土壤肥力

中圖分類(lèi)號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.08.024

Abstract：Through test of different application amount of biological organic fertilizer in the hilly areas， the improvement effect on the barren soil and the effect on growth and yield of rice were studied. The suitable application amount of biological organic fertilizer for rapid improvement of the barren were determined. The results showed that the application of bio-organic fertilizer could effectively improve the physical and chemical characteristics of poor soil， promote plant growth and increase rice yield. Among them， the yield of treatment 3 （with the base of biological organic fertilizer 9 000 kg·hm-2） and treatment 4 （with the base of biological organic fertilizer 12 000 kg ·hm-2）， compared with the control （without application of bio-organic fertilizer）， increased by 730.05， 1 081.10 kg ·hm-2， respectively. The difference reached significant level， while the difference between the yield of treatment 3 and treatment 4 was not significant.

Key words：biological organic fertilizer； rice； yield； soil fertility

耕地占補(bǔ)平衡制度在全國(guó)實(shí)施以來(lái)，取得了較為明顯的成效，在一定程度上較為明顯地抑制了耕地的流失[1]，這對(duì)我國(guó)快速推進(jìn)工業(yè)化城鎮(zhèn)化進(jìn)程提供了較為堅(jiān)實(shí)的糧食用地資源保障。但辯證地看，城鎮(zhèn)化進(jìn)程中我國(guó)耕地占補(bǔ)平衡制度仍然存在諸多的深層次的矛盾和問(wèn)題[2]。其中，重視補(bǔ)充耕地的數(shù)量增加而忽視耕地地力提升的矛盾較為突出。生物有機(jī)肥料又稱(chēng)微生物有機(jī)肥，是以多功能微生物發(fā)酵菌和活性菌（ 如固氮菌、解磷菌、解鉀菌等） 為核心，以?xún)?yōu)質(zhì)有機(jī)肥料為載體，輔以適量無(wú)機(jī)養(yǎng)分、微量元素，經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的配比，采用先進(jìn)工藝制成的肥料。研究表明，生物有機(jī)肥兼具雙重優(yōu)點(diǎn)，它既是微生物肥料，又是有機(jī)肥料，具有速效、緩效、長(zhǎng)效、抗病、改良土壤、培肥地力、提高產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)的作用[3-8]。目前，通過(guò)施用生物有機(jī)肥快速改良貧瘠地土壤的措施得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了較好的效果。

本研究旨在通過(guò)田間小區(qū)試驗(yàn)探討生物有機(jī)肥不同施用量對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤肥力的影響，研究其對(duì)瘠薄地土壤改良效果，明確生物有機(jī)肥快速改良瘠薄地的適宜施用量，為丘陵地區(qū)補(bǔ)充耕地生物有機(jī)肥的施用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年5月至11月在六合區(qū)馬鞍街道泥橋社區(qū)周莊組新增補(bǔ)充耕地進(jìn)行。供試土壤基本農(nóng)化性狀為硝態(tài)氮1.73 mg ·kg-1，銨態(tài)氮11.80 mg ·kg-1，速效磷5.13 mg ·kg-1，速效鉀189 mg ·kg-1，有機(jī)質(zhì)12.8 mg ·kg-1。

供試水稻品種為武運(yùn)粳23號(hào)。供試生物有機(jī)肥由句容藍(lán)天碧水生物科技有限公司提供，有效活菌數(shù)≥1×108·g-1，耐熱菌數(shù)≥0.1×108·g-1，有機(jī)質(zhì)≥55%，總養(yǎng)分≥5%，產(chǎn)品劑型為粉劑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用田間小區(qū)試驗(yàn)，共設(shè)5個(gè)處理： CK（對(duì)照）∶不施生物有機(jī)肥，處理1基施生物有機(jī)肥3 000 kg ·hm-2，處理2基施生物有機(jī)肥6 000 kg ·hm-2，處理3基施生物有機(jī)肥9 000 kg ·hm-2，處理4基施生物有機(jī)肥12 000 kg ·hm-2。

小區(qū)面積40 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。每個(gè)小區(qū)均單設(shè)進(jìn)、排水口。小區(qū)之間筑土埂，上面覆蓋塑料薄膜，病蟲(chóng)草害防治及田間管理措施同常規(guī)。大田栽植密度為株距18 cm×行距23 cm，每穴2～3苗。所有施肥處理N、P、K施用量相等。N、P2O5、K2O施用量分別為270，90，105 kg ·hm-2。磷、鉀肥一次性基施，氮肥按基追比6∶4施用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

試驗(yàn)前取土樣，測(cè)定土壤基礎(chǔ)肥力。于7月6日栽插期、7月15日分蘗期、8月12日拔節(jié)期、8月17日孕穗期及9月19日開(kāi)花灌漿期分別取樣調(diào)查株高、莖蘗數(shù)等指標(biāo)。水稻成熟期調(diào)查各小區(qū)產(chǎn)量因子測(cè)產(chǎn)，收獲后取不同處理土樣測(cè)定土壤理化性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel、SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響

2.1.1 不同肥料處理對(duì)水稻株高的影響 由圖1可知，施用生物有機(jī)肥的處理其水稻株高均高于對(duì)照，處理1、處理2平均株高基本一致，處理3和處理4株高增加明顯，平均株高分別比對(duì)照高1.33 cm和2.0 cm。相對(duì)于化學(xué)肥料，生物有機(jī)肥的肥效釋放緩慢，能夠?yàn)樗镜暮笃谏L(zhǎng)提供較多的養(yǎng)分，從而促進(jìn)水稻株高的增加。

2.1.2 不同肥料處理對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響 圖2顯示，各處理水稻的莖蘗動(dòng)態(tài)變化基本一致，均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。8月12日前各處理分蘗數(shù)基本相同，8月12日以后各處理間差異漸趨明顯，莖蘗數(shù)在8月17號(hào)左右達(dá)到峰值，且隨著施肥量的增加，莖蘗數(shù)也相應(yīng)增多。到了9月19日，隨著無(wú)效分蘗的顯現(xiàn)，各處理莖蘗數(shù)也隨之減少，但仍表現(xiàn)出與峰值期相同的趨勢(shì)。結(jié)果表明，較之不施有機(jī)肥的處理，施用生物有機(jī)肥對(duì)水稻分蘗有一定的影響，能夠促進(jìn)分蘗及提高有效分蘗數(shù)。

2.2 不同肥料處理對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

成熟期測(cè)產(chǎn)結(jié)果（表1）顯示，施用了生物有機(jī)肥的各處理水稻產(chǎn)量及其各構(gòu)成因素均較未施有機(jī)肥的表現(xiàn)出了優(yōu)勢(shì)，平均產(chǎn)量隨著生物有機(jī)肥施用量的增加呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì)。其中，處理2、3、4平均產(chǎn)量較對(duì)照差異顯著。處理3和處理4增產(chǎn)效果明顯，平均單產(chǎn)為8 861.85，9 212.90 kg ·hm-2，分別比對(duì)照增加730.05，1 081.10 kg ·hm-2，增產(chǎn)幅度達(dá)到8.98%，13.29%。產(chǎn)量構(gòu)成上，基施生物有機(jī)肥的各處理每穴穗數(shù)、每穗飽粒數(shù)及千粒質(zhì)量均比對(duì)照增加。其中，每穴穗數(shù)各處理間差異不顯著，每穗飽粒數(shù)和千粒質(zhì)量在施肥量達(dá)到一定值時(shí)與對(duì)照差異顯著。結(jié)果表明，施用一定量的生物有機(jī)肥可提高水稻產(chǎn)量，而且是通過(guò)每穗飽粒數(shù)和千粒質(zhì)量增加而增產(chǎn)的。

2.3 不同肥料處理對(duì)土壤理化性狀的影響

土壤容重和孔隙度可以間接地反映土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)狀況以及腐殖質(zhì)含量的高低，是土壤肥力的重要物理指標(biāo)。由表2可知，增施生物有機(jī)肥料有顯著改善土壤結(jié)構(gòu)的效果。試驗(yàn)中各處理的土壤容重均較原始土壤下降，總孔隙度增加。各處理間，施用生物有機(jī)肥的處理容重較對(duì)照減小，總孔隙度增加。其中，處理1和對(duì)照差異不顯著，處理2、3、4與對(duì)照差異顯著。這表明，施用生物有機(jī)肥可使土壤容重明顯降低，改善土壤孔隙性，從而使土壤結(jié)構(gòu)得到改善，并能調(diào)節(jié)水稻的養(yǎng)分狀況和促進(jìn)根系伸展。土壤養(yǎng)分方面，各處理硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和速效鉀均較原始土壤增加明顯，這與生物有機(jī)肥施用后，提高了土壤中的微生物活性并改善土壤性質(zhì)，增加了土壤中的可利用氮水平[9]相一致。除處理2的全磷與原始土壤持平外，其余各處理土壤全磷和速效磷含量較原始土壤減少，這可能是施用生物有機(jī)肥提高了稻谷產(chǎn)量，水稻籽粒和植株從土壤帶走了更多的磷素[10]，以及磷素的淋失使土壤虧損之故，但還有待于進(jìn)一步探討施用生物有機(jī)肥后磷素的分配。施用生物有機(jī)肥的各處理其土壤有機(jī)質(zhì)均較對(duì)照及原始土壤有所增加，其中，處理3增加最明顯，分別較對(duì)照及原始土壤增加40.3%，30.5%。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，生物有機(jī)肥和化肥配施可有效改善貧瘠地土壤的理化性狀，增加土壤含氮量，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤養(yǎng)分狀況，從而促進(jìn)水稻植株生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量。本試驗(yàn)條件下，不同的生物有機(jī)肥施用量對(duì)水稻產(chǎn)量影響明顯，其中，處理3（基施生物有機(jī)肥9 000 kg ·hm-2）和處理4（基施生物有機(jī)肥12 000 kg ·hm-2）的產(chǎn)量增加最明顯，分別較對(duì)照（不施生物有機(jī)肥）增產(chǎn)730.05，1 081.10 kg·hm-2，差異達(dá)顯著水平。而處理3和處理4之間產(chǎn)量差異不顯著，從經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，生產(chǎn)上采用處理3即基施生物有機(jī)肥9 000 kg ·hm-2的施肥措施更可行。本研究建議丘陵地區(qū)補(bǔ)充耕地基施中量生物有機(jī)肥（9 000 kg ·hm-2），能較快地提高土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水稻增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)。

由于耕地質(zhì)量提升特別是貧瘠地土壤的改良是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，生物有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)能夠直接或間接地改變土壤的物理性質(zhì)和功能性，微生物益生菌肩負(fù)著分解土壤養(yǎng)分、抑制病原菌、提高肥料利用率等使命，生物有機(jī)肥替代化肥是較快改良貧瘠地土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分平衡的有效措施。在增施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)上還應(yīng)配套深松耕、輪作套作、種植綠肥、合理施用化肥農(nóng)藥等措施，實(shí)現(xiàn)用地與養(yǎng)地結(jié)合，持續(xù)提升補(bǔ)充耕地土壤肥力。

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