有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施在水稻上的應(yīng)用效果初探

秦光蔚 陳愛(ài)晶

（江蘇省鹽城市耕地質(zhì)量保護(hù)站 224002）

江蘇省鹽城市位于長(zhǎng)江三角洲城市群北翼，區(qū)域內(nèi)地勢(shì)平坦，河流縱橫，物產(chǎn)豐富，有“魚(yú)米之鄉(xiāng)”的美稱。鹽城市處于北亞熱帶氣候向南暖溫帶氣候過(guò)渡的地帶，年光照時(shí)間平均可達(dá)2300 h以上，平均氣溫在13～14 ℃之間，年降水天數(shù)平均達(dá)100～110 d，適宜種植優(yōu)質(zhì)晚熟水稻品種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鹽城市糧食總產(chǎn)量可達(dá)7×106t以上，糧食播種面積可達(dá)1×106hm2以上，每667 m2糧食產(chǎn)量可達(dá)480 kg以上。

有研究表明，施肥是影響水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，化肥在世界糧食生產(chǎn)上的增產(chǎn)作用占35%～65%，平均為40%[2]。近年來(lái)，為追求水稻高產(chǎn)，過(guò)量施用化肥的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，導(dǎo)致土壤性狀惡化、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降、環(huán)境污染加重等情況時(shí)有發(fā)生。而施用有機(jī)肥可在很大程度上改善單施化肥對(duì)土壤和環(huán)境造成的負(fù)面影響，已有研究表明，有機(jī)肥單施或與化肥配施能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤養(yǎng)分含量，提高土壤酶活性，增加農(nóng)作物產(chǎn)量[3-4]。因此，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施，可以減少化肥施用量、消納農(nóng)業(yè)廢棄有機(jī)物、緩解對(duì)環(huán)境造成的壓力，已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)施肥的必然選擇，且目前國(guó)內(nèi)已有一些有關(guān)有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施的研究[5-9]。

在此背景下，筆者在鹽城市水稻生產(chǎn)上進(jìn)行了有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施試驗(yàn)，以期探索出有機(jī)肥可替代化肥的比例，以及施用部分有機(jī)肥替代化肥對(duì)水稻生長(zhǎng)和土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響，從而為控制化肥施用量和促進(jìn)水稻生產(chǎn)節(jié)本增效提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)設(shè)在鹽城市亭湖區(qū)鹽東鎮(zhèn)中東村三組進(jìn)行，供試田塊平坦，土壤為爆灰土，肥力中等、均勻，土壤有機(jī)質(zhì)含量為15.6 g/kg、堿解氮含量為78.4 mg/kg、有效磷含量為24 mg/kg、速效鉀含量為228 mg/kg，pH 8.1。供試水稻品種為“淮稻5號(hào)”，于2017年5月8日播種，6月15日移栽。供試肥料有尿素（46%）、氯化鉀（60%）、過(guò)磷酸鈣（12%）、商品有機(jī)肥料（含有機(jī)質(zhì)45.29%、氮1.33%、磷1.87%、鉀2.03%、水分32.96%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)處理（每667 m2施用量）：（1）測(cè)土配方施肥推薦用量（N 21 kg、P2O54 kg、K2O 5 kg）、（2）測(cè)土配方施肥推薦用量的90%+有機(jī)肥150 kg、（3）測(cè)土配方施肥推薦用量的80%+有機(jī)肥150 kg、（4）測(cè)土配方施肥推薦用量的70%+有機(jī)肥150 kg。測(cè)土配方施肥分基肥、分蘗肥、穗肥3次施用（每次施肥的純氮用量分別為純氮總用量的35%、30%、35%），有機(jī)肥作基肥一次性施用。每處理重復(fù)3次，每小區(qū)面積48 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)間設(shè)置保護(hù)行，各小區(qū)單灌單排。

1.3 樣品采集與測(cè)定方法

試驗(yàn)前后分別用不銹鋼土鉆按“S”法采集耕層（0～20 cm）的混合土樣2 kg，進(jìn)行土壤常規(guī)分析，分析方法參見(jiàn)《土壤農(nóng)化分析》[10]。試驗(yàn)前采集供試肥料樣品，進(jìn)行化驗(yàn)分析，分析尿素（總氮含量的測(cè)定參照GB 2440-2001）、過(guò)磷酸鈣（有效磷含量的測(cè)定參照GB 20413-2006）、農(nóng)用硫酸鉀（氧化鉀含量的測(cè)定參照GB 20406-2006）、商品有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)、總氮、磷、鉀、水分含量的測(cè)定參照NY 525-2011）等的有效養(yǎng)分含量。

收獲前隨機(jī)取10穴，對(duì)各小區(qū)水稻進(jìn)行產(chǎn)量結(jié)構(gòu)考察，測(cè)量株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重，水稻于10月11日收獲，收獲時(shí)采取單打單收，分小區(qū)單獨(dú)測(cè)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

由表1可知，各處理的水稻株高和穗長(zhǎng)無(wú)明顯差異，處理（2）、處理（3）的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重均顯著高于處理（1），說(shuō)明有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能顯著增加水稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，從而提高水稻產(chǎn)量。

2.2 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

由表1可知，各處理的小區(qū)平均產(chǎn)量排序?yàn)樘幚恚?）＞處理（3）＞處理（1）＞處理（4）。處理（2）的小區(qū)產(chǎn)量最高，平均為41.72 kg，極顯著高于處理（1），處理（3）的小區(qū)產(chǎn)量次之，平均為38.80 kg，顯著高于處理（1），處理（4）的小區(qū)平均產(chǎn)量較處理（1）略有減產(chǎn)，但兩處理間小區(qū)產(chǎn)量差異不顯著。說(shuō)明有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施并適量減少化肥施用量，仍可以提高水稻產(chǎn)量。

表1 各處理對(duì)水稻產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的影響

2.3 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表2可知，處理（2）的每667 m2收益最高，為1332元；處理（3）次之，為1257元；處理（2）和處理（3）的每667 m2收益分別比處理（1）增加15.12%和8.73%。對(duì)產(chǎn)投比進(jìn)行分析可知，處理（1）的產(chǎn)投比最高，為10.08；處理（3）次之，為8.11；處理（2）位居第3，為8.02；處理（4）最低，僅為7.92，這與等養(yǎng)分化肥價(jià)格低、施用方便和有機(jī)肥施用成本高有關(guān)。

表2 各處理對(duì)水稻投入產(chǎn)出的影響

2.4 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖1可知，各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量排序?yàn)樘幚恚?）＞處理（2）＞處理（4）＞處理（1）＞基礎(chǔ)（試驗(yàn)前采集的土壤樣品）。各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均比基礎(chǔ)有一定程度地提高，處理（1）、處理（2）、處理（3）、處理（4）的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別較基礎(chǔ)提高4.93%、18.83%、20.18%、17.94%，處理（2）、處理（3）、處理（4）的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別比處理（1）提高13.25%、14.53%和12.39%。由此可見(jiàn)，僅施無(wú)機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量有一定的增加作用，但有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高效果更顯著。

圖1 各處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能顯著增加水稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，從而提高水稻產(chǎn)量。這與前人的研究結(jié)果一致，其機(jī)理可能是有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施，可提高功能葉的凈光合速率，增加水稻前期干物質(zhì)的積累，從而提高水稻產(chǎn)量[11-15]。在每667 m2施用有機(jī)肥150 kg的基礎(chǔ)上，化肥減量10%的處理水稻產(chǎn)量最高、收益最佳、產(chǎn)投比相對(duì)較高，而化肥減量高于30%會(huì)造成水稻減產(chǎn)?；蕼p量10%和20%的兩個(gè)處理水稻產(chǎn)量顯著高于化肥減量30%和測(cè)土配方施肥處理；每667 m2施用有機(jī)肥150 kg+化肥減量30%處理與測(cè)土配方施肥處理間水稻產(chǎn)量差異不顯著，即在本試驗(yàn)條件下，與測(cè)土配方施肥推薦用量（每667 m2施N 21 kg、P2O54 kg、K2O 5 kg）相比，在每667 m2增施150 kg有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，最多可減少30%的化肥施用量。同時(shí)，有研究表明，低量有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施，易在水稻生長(zhǎng)前期釋放太多養(yǎng)分導(dǎo)致后期養(yǎng)分供應(yīng)不足；而高量有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施，會(huì)使水稻前期養(yǎng)分供應(yīng)太少而導(dǎo)致水稻結(jié)實(shí)率和千粒重下降[16]。

土壤有機(jī)質(zhì)含量可直接反映土壤的肥力水平，在同等施肥情況下，有機(jī)肥在增加土壤營(yíng)養(yǎng)、改善土壤結(jié)構(gòu)等方面具有極其顯著的作用[17]，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施既可保證足量的速效養(yǎng)分，又可減少養(yǎng)分流失，還能提高肥料利用率，從而顯著提高水稻產(chǎn)量。本試驗(yàn)有機(jī)肥替代10%、20%和30%化肥的3個(gè)處理，水稻種植后土壤有機(jī)質(zhì)含量分別較試驗(yàn)前采集的土壤樣品提高18.83%、20.18%、17.94%，雖然土壤有機(jī)質(zhì)含量增幅不顯著，但3個(gè)處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量增幅均顯著高于測(cè)土配方施肥處理。