生物有機肥部分替代化肥對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

董慧 文繼兵 李娜 魯夢醒 宋先懿 魏素君 鄔剛 楊中

摘 要：為探索水稻化肥減施增效技術(shù)模式，促進水稻綠色發(fā)展。以水稻品種晶兩優(yōu)華占為研究對象，設(shè)置4個處理，分別為不施肥（CK1）、常規(guī)施肥（CK2）、生物有機肥+80%常規(guī)施肥（BOF）、滅活后的生物有機肥+80%常規(guī)施肥（AOF），連續(xù)2年開展生物有機肥部分替代化肥對水稻產(chǎn)量、籽粒粗蛋白和直鏈淀粉含量影響試驗。結(jié)果表明：與CK2和AOF相比，BOF處理的穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別顯著提高了10.4和13.2、11.7和15.9個百分點;BOF處理的籽粒粗蛋白含量較CK1、CK2和AOF處理分別增加了38.4、14.2和12.0個百分點，籽粒直鏈淀粉含量分別降低了17.0、11.8和10.9個百分點。因此，生物有機肥部分替代化肥有助于水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，進而達(dá)到化肥減施增效的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：水稻;生物有機肥部分替代化肥;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號 S511文獻標(biāo)識碼 B文章編號 1007-7731（2021）15-0107-02

1 前言

水稻作為世界上最重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)對糧食安全和社會穩(wěn)定等方面均起著巨大作用。中國作為水稻種植大國，栽培面積達(dá)2900萬hm2[1]，但由于自然條件變化、社會經(jīng)濟發(fā)展和國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素，我國水稻的實際種植面積呈現(xiàn)下降趨勢[2]，而提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，除了增加耕地面積和水稻育種突破，提高耕作栽培技術(shù)水平也是重要途徑之一。我國作為化學(xué)肥料消耗大國，在獲得施用化學(xué)肥料所帶來水稻增產(chǎn)好處的同時也要不斷思考和解決長期施用化學(xué)肥料所帶來的土壤有機質(zhì)含量減少、土壤酸化和土壤養(yǎng)分失衡等多種問題。

大量研究表明，單施有機肥或與化學(xué)肥料配施，在提高土壤有機物質(zhì)含量、改善土壤理化性狀、增強土壤酶活性、調(diào)節(jié)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)以及增加作物產(chǎn)量方面效果明顯[3]。“中央1號”文件多次提出“鼓勵農(nóng)民增施有機肥”，通過有機肥替代化肥來實現(xiàn)化肥零增長，這也是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效、綠色農(nóng)產(chǎn)品的必然選擇。前人研究結(jié)果表明，生物有機肥可以提高水稻抗病性，增加水稻結(jié)實率，促進水稻穩(wěn)健生長[4-5]。饒梅力等[6]研究發(fā)現(xiàn)，以減少化肥用量為前提，提高水稻產(chǎn)量，需將有機肥替代化肥的比例控制在一定范圍內(nèi)，當(dāng)有機肥完全替代化肥，既能減少化肥用量又能明顯改善稻米品質(zhì)。陳琨等[7]研究表明適當(dāng)增施有機肥料能提高水稻產(chǎn)量和土壤肥力。有機肥部分替代化肥在水稻生產(chǎn)中已進行了大量研究，但大多僅為1年的短期研究。因此，本試驗通過連續(xù)2年開展生物有機肥部分替代化肥對水稻產(chǎn)量、籽粒粗蛋白和直鏈淀粉含量影響的研究，以期為安徽省水稻化肥減施增效技術(shù)的應(yīng)用推廣提供科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗時間和地點 兩季水稻試驗于2018年5月1日至2019年11月10日在合肥市巢湖市中垾鎮(zhèn)宏揚家庭農(nóng)場進行。

2.2 供試土壤基本性狀 土壤類型為潛育型水稻土，小麥?zhǔn)斋@后，耕作層（0～20cm）土壤的基本理化性質(zhì)為pH6.6，全氮1.23g?kg-1，有效磷21.42mg?kg-1，速效鉀125.6mg?kg-1，有機質(zhì)22.18g?kg-1。

2.3 供試肥料 （1）生物有機肥：由安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司提供，有效活菌數(shù)（Bacillus amyloliquefaciens SQR9）≥2億/g，有機質(zhì)≥50%，水分≤30%，產(chǎn)品劑型為粉劑。（2）滅活后的生物有機肥。（3）化肥包括尿素（含N 46%）和平衡型復(fù)合肥（15-15-15）。

2.4 供試作物名稱和品種 水稻品種為晶兩優(yōu)華占。

2.5 試驗處理 試驗共設(shè)4個處理，分別為：處理1（CK1）：不施肥;處理2（CK2）：常規(guī)施肥（基肥：15-15-15普通復(fù)合肥，600kg/hm2，分蘗期追尿素150kg/hm2，孕穗期追尿素112.5kg/hm2）;處理3（BOF）：生物有機肥+80%常規(guī)施肥（基肥：生物有機肥2250kg/hm2、15-15-15普通復(fù)合肥450kg/hm2，分蘗期追尿素120kg/hm2，孕穗期追尿素105kg/hm2）;處理4（AOF）：滅活后的生物有機肥+80%常規(guī)施肥（基肥：滅活后的生物有機肥2250kg/hm2、15-15-15普通復(fù)合肥450kg/hm2，分蘗期追尿素120kg/hm2，孕穗期追尿素105kg/hm2）。

每個處理3次重復(fù)，面積20m2，隨機區(qū)組排列。每個小區(qū)之間設(shè)埂，用地膜包裹，各處理單排單灌，防止竄水竄肥，小區(qū)四周設(shè)保護行。栽插密度為33cm×14cm，每穴2～3苗。其他田間管理按當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣進行。

2.6 測定指標(biāo) （1）表層土壤的基本理化性質(zhì)：pH、全氮、有效磷、速效鉀、有機質(zhì)等指標(biāo)。（2）水稻的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素：產(chǎn)量為實測產(chǎn)，主要考察成熟期水稻株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、谷草比等指標(biāo)。（3）水稻的籽粒粗蛋白和直鏈淀粉含量：用FOSS1241近紅外谷物分析儀測定糙米的直鏈淀粉含量、粗蛋白含量。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理對水稻生長、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 2018年和2019年不同處理水稻株高、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素變化趨勢基本一致（見表1），不同處理對水稻的千粒重和谷草比影響較小，均未達(dá)到顯著水平。在2018年，與CK1相比，BOF處理水稻的株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別顯著增加了17.9、50.0、35.3和46.4個百分點;BOF處理的穗粒數(shù)和產(chǎn)量較CK2顯著提高了10.7和10.8個百分點;與AOF處理相比，BOF處理的穗粒數(shù)和產(chǎn)量顯著提高了13.7和12.4個百分點。在2019年，BOF處理水稻的株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量較CK1分別顯著增加了26.0、66.7、49.5和82.4個百分點;與CK2和AOF相比，BOF處理的穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別顯著提高了10.1和12.6、12.7和19.3個百分點。說明化肥減少20%情況下施用生物有機肥可促進水稻產(chǎn)量的形成，主要原因是提高了水稻的穗粒數(shù)。

3.2 不同處理對稻米品質(zhì)的影響 如表2所示，不同處理間的水稻粗蛋白和直鏈淀粉含量具有顯著差異，在2018年，與CK1、CK2和AOF相比，BOF處理水稻籽粒粗蛋白含量分別顯著提高了25.5、12.4和11.3個百分點，直鏈淀粉含量顯著降低了17.7、12.7和11.3個百分點;2019年，與CK1、CK2和AOF相比，BOF處理水稻籽粒粗蛋白含量分別顯著提高了51.2、15.9和12.7個百分點，直鏈淀粉含量顯著降低了16.2、10.9和10.5個百分點，說明生物有機肥的施用可提高水稻的品質(zhì)。

4 結(jié)論與討論

研究表明，在保持相同地力和栽培管理條件下，生物有機肥和化肥配施可使土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力得到提高，水稻植株體內(nèi)的養(yǎng)分比例趨于協(xié)調(diào)，進而促進水稻生長、提高稻田系統(tǒng)生產(chǎn)力水平[7]。通過2年試驗結(jié)果表明，在化肥減量20%的基礎(chǔ)上配施生物有機肥可提高水稻穗粒數(shù)，從而促進了產(chǎn)量的增加，與前人研究成果一致[5-7]。而滅活后生物有機肥配施化肥處理的水稻產(chǎn)量無增產(chǎn)效果，可能由于滅活后有機物質(zhì)分解緩慢，無法將有機養(yǎng)分快速轉(zhuǎn)化為水稻所需的無機營養(yǎng)。籽粒粗蛋白和直鏈淀粉含量作為影響水稻品質(zhì)的重要因素，試驗表明減少化肥配施生物有機肥后增加了水稻籽粒粗蛋白含量，降低了直鏈淀粉含量，提高了品質(zhì)，此外，生物有機肥和化肥配施還可以提高資源循環(huán)利用，減少面源污染，有助于增加土壤有效養(yǎng)分含量和土壤酶活性，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[8]。因此，生物有機肥在水稻上的應(yīng)用對安徽省水稻產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，建議加快推廣應(yīng)用。

參考文獻

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（責(zé)編：王慧晴）