有機肥部分替代化肥對廬南部分地區(qū)單季粳稻生產(chǎn)的影響試驗

張春喜

摘要 為了探索廬江縣南部地區(qū)單季粳稻生產(chǎn)中有機肥替代化肥的適合比例，選擇不施肥和當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥方式作為2個對照處理，另外設(shè)計了5個不同的有機肥替代比例處理（分別為10％、30％、50％、70％、90％），比較各處理下水稻的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成及土壤養(yǎng)分含量等指標(biāo)。結(jié)果表明，各施肥處理可顯著實現(xiàn)水稻的增產(chǎn)，與不施肥的對照相比增產(chǎn)16.8％～41.5％，以有機肥替代比例30％產(chǎn)量最高，達(dá)到11 673.0 kg/hm²，高于30%后替代比例越高，產(chǎn)量逐漸降低；各施肥處理均可改善土壤的養(yǎng)分含量情況，較低比例的有機肥替代化肥處理改善效果更好。由此可知，要實現(xiàn)化肥的減量增效、水稻的豐產(chǎn)，有機肥與無機肥配合施是有效的方法，廬江縣南部部分地區(qū)適合的替代比例為30％。

關(guān)鍵詞 有機肥；部分替代化肥；單季粳稻；產(chǎn)量；養(yǎng)分；安徽廬江

中圖分類號 S511? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）10-0005-04

水稻是廬江縣等沿江區(qū)域主要種植的糧食作物之一，其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的特性對于保障糧食安全意義重大[1]。水稻的產(chǎn)量及品質(zhì)除了受自身遺傳因素影響外，還受到諸多外界因子的影響[2]，其中施肥可對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生明顯影響，當(dāng)前糧食產(chǎn)量的影響因子中，化肥的貢獻(xiàn)率達(dá)到40％以上。然而，近些年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在對化肥過度依賴、過量施用現(xiàn)象[2]。李燕青[3]的研究表明，無機肥存在養(yǎng)分單一、含量高，施用后釋放過快的問題，有機肥的養(yǎng)分更為全面，且施用后可以緩慢釋放，對環(huán)境產(chǎn)生的不利影響較小。因此，有機肥的科學(xué)合理施用，不僅可以為農(nóng)作物長期提供均衡的養(yǎng)分，還能有效改良土壤的理化性狀，利于實現(xiàn)作物的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)[4]。在農(nóng)作物種植中，有機肥部分替代化肥是減肥增效、實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)高效綠色生產(chǎn)的有效途徑，是我國未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施肥結(jié)構(gòu)變化的一個重要研究方向[1]。

因此，結(jié)合廬江縣羅河地區(qū)實際，探索有機肥部分替代化肥的適合比例，系統(tǒng)研究有機肥替代化肥后在產(chǎn)量、品質(zhì)、效益等方面的影響，對在當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)中進(jìn)一步推廣化肥減量增效技術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

羅河鎮(zhèn)地處安徽省廬江縣南部，為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，光照條件優(yōu)越，降水量適中，非常適合水稻、小麥等作物的種植，目前全鎮(zhèn)水稻種植的面積約2 666.7 hm²。試驗安排在安徽省廬江縣羅河鎮(zhèn)新生村同心圩內(nèi)進(jìn)行，前茬冬閑田，田塊平整。土壤母質(zhì)為河流沖積物，肥力為中等水平，田間肥力均勻，排灌、農(nóng)田設(shè)施條件配套良好。

1.2 試驗材料

試驗中的水稻選擇粳稻品種浙粳優(yōu)1578（品種來源：浙粳7A×浙恢1578）。供試的有機肥來源于安徽祥豐肥業(yè)有限公司，該有機肥純氮、P₂O₅、K₂O含量分別為3.3％、5％、0.45％，其余供試的化肥有尿素（純氮含量46％，貴州赤天化桐梓化工有限公司生產(chǎn)）、過磷酸鈣（P2O5含量12％，云南昆陽磷肥廠有限公司生產(chǎn)）、氯化鉀（K₂O含量60％，中化化肥有限公司生產(chǎn)）。

1.3 試驗設(shè)計及方法

1.3.1 試驗設(shè)計。試驗共設(shè)計7個處理，分別為不施肥（CK₁）、常規(guī)施肥（CK₂）、90%化肥+10%有機肥（T₁）、70%化肥+30%有機肥（T₂）、50%化肥+50%有機肥（T₃）、30%化肥+70%有機肥（T₄）、10%化肥+90%有機肥（T₅）。除了對照CK₁以外，其余各處理均控制總施肥量在全生育期內(nèi)一致，且純氮、P₂O₅、K₂O含量分別為180、75、150 kg/hm²。底肥施入全部有機肥及磷肥、40％氮肥、40％鉀肥，蘗肥施入30％氮肥、20％鉀肥，穗肥施入30％氮肥、40％鉀肥。小區(qū)面積18 m²，重復(fù)3次，排列方式隨機。

1.3.2 試驗方法。試驗于2022年5—10月進(jìn)行，各重復(fù)小區(qū)之間均提前設(shè)好埂，并將埂包裹1層地膜以避免竄水竄肥。每個小區(qū)周圍均設(shè)保護行。各小區(qū)栽插的株行距均為33 cm×14 cm，每穴栽插苗數(shù)2株。其余管理同當(dāng)?shù)厮境Ｒ?guī)高產(chǎn)管理措施保持一致。

1.4 調(diào)查內(nèi)容及分析方法

1.4.1 產(chǎn)量構(gòu)成要素及產(chǎn)量分析。各施肥處理的水稻進(jìn)入成熟期后，在每個小區(qū)內(nèi)隨機選擇50穴進(jìn)行有效穗數(shù)的測定，隨機選擇5穴進(jìn)行穗總粒數(shù)、結(jié)實率等的統(tǒng)計，取樣晾干后進(jìn)行稻谷千粒重的測定。各小區(qū)分開收獲、測產(chǎn)。

1.4.2 土壤養(yǎng)分含量分析。水稻進(jìn)入到成熟期后，在每個處理小區(qū)內(nèi)隨機選擇10個樣點對0～20 cm土層樣品進(jìn)行采集，測定土壤有機質(zhì)含量（重鉻酸鉀容量法）、全氮含量（凱氏定氮法）、有效磷含量（鉬銻抗比色法）、速效鉀含量（醋酸銨浸提火焰光度法）。

1.4.3 數(shù)據(jù)的分析。所有的數(shù)據(jù)整理及分析均在Microsoft Excel 2010內(nèi)進(jìn)行，運用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理下水稻的產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

2.1.1 有效穗分析。由表1可知，除了處理T₁以外，有機肥替代化肥的各處理有效穗數(shù)均比不施肥的處理CK₁增加，隨著有機肥替代化肥比例的增加，有效穗數(shù)先增加后降低，在處理T₂時達(dá)到最大；處理T₅、處理T₁均與處理CK₁之間差異不顯著（P>0.05），處理T₂及處理T₃之間差異不顯著（P>0.05），處理T₂、處理T₃與處理T₄之間差異顯著（P<0.05）；處理T₂與常規(guī)施肥的CK₂之間差異顯著（P<0.05），處理T3與CK₂之間差異不顯著（P>0.05），其余處理有效穗數(shù)均比CK₂顯著減少（P<0.05）。

2.1.2 穗總粒數(shù)分析。由表1可知，除了處理T1以外，有機肥替代化肥的各處理穗總粒數(shù)均比不施肥的處理CK₁顯著增加（P<0.05），隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加，穗總粒數(shù)先增加，在處理T₃時達(dá)到最大，之后逐漸降低；處理T₂、T₃、T₄、T₅之間差異不顯著（P>0.05），處理T₂、T₃、T₄、T₅均與處理T₁之間差異顯著（P<0.05），處理T₁與CK₁之間差異不顯著（P>0.05）；處理T₂、T₃、T₄、T₅的穗總粒數(shù)與CK₂之間差異不顯著（P>0.05），處理T₁與CK₂之間差異顯著（P<0.05）。

2.1.3 結(jié)實率分析。由表1可知，各施肥處理（包括CK₂）結(jié)實率均比不施肥的處理CK₁顯著增加（P<0.05），隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加，結(jié)實率先增加后降低，在處理T₂時達(dá)到最大；處理T₂、T₃、T₄、T₅之間差異不顯著（P>0.05），處理T₁、T₃、T₄、T₅之間差異不顯著（P>0.05）；處理T₂與常規(guī)施肥的CK₂之間差異顯著（P<0.05），處理T₁、T₃、T₄、T₅的結(jié)實率均高于常規(guī)施肥的CK₂，但是差異不顯著（P>0.05）。

2.1.4 千粒重分析。各處理之間水稻的千粒重均差異不顯著（P>0.05）。由表1可知，各施肥處理的理論產(chǎn)量均高于不施肥的CK₁，且除了處理T₁外，其余施肥處理的理論產(chǎn)量均比不施肥的CK₁顯著增產(chǎn)（P<0.05），隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加，理論產(chǎn)量先增加后降低，在處理T₂時達(dá)到最大；處理T₂與其他處理之間的理論產(chǎn)量差異均為顯著（P<0.05），處理T₄、T₅之間差異不顯著（P>0.05）；處理T1、T2、T₃、T₅均與常規(guī)施肥的CK₂之間差異顯著，處理T₄與CK₂之間差異不顯著（P>0.05）；各施肥處理的實際產(chǎn)量均顯著高于不施肥的CK₁（P<0.05），且隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加，實際產(chǎn)量先增加后降低，在處理T₂時達(dá)到最大；處理T₂、T₃、T₄、T₅與常規(guī)施肥的CK₂之間差異不顯著（P>0.05），處理T₂、T₃、T₄與處理T₁之間差異顯著（P<0.05），處理T₁與CK₂之間差異顯著（P<0.05）。

2.2 不同施肥處理下土壤養(yǎng)分含量分析

2.2.1 有機質(zhì)含量分析。由表2可知，各施肥處理下田間土壤有機質(zhì)含量均顯著高于不施肥的CK₁（P<0.05），各有機肥替代化肥的處理有機質(zhì)含量均高于常規(guī)施肥的CK₂，且隨著有機肥替代化肥比例的增加，土壤內(nèi)有機質(zhì)含量逐漸增加；處理T₄、T₅之間差異不顯著（P>0.05），處理T₄、T₅土壤有機質(zhì)含量均與其他處理之間差異顯著（P<0.05），處理T₁與處理T₂之間、處理T₁、CK₂之間均差異不顯著（P>0.05）。

2.2.2 全氮含量分析。由表2可知，各施肥處理田間土壤全氮含量均顯著高于不施肥的CK₁（P<0.05），隨著有機肥替代化肥比例的增加，土壤中全氮含量變化整體趨勢為先增加后降低；處理T₂、T₃之間差異不顯著（P>0.05），處理T₄、T₁之間差異不顯著（P>0.05），處理T₁、T₂、T₃、T₄均與處理T₅之間差異顯著（P<0.05）；處理T₂、T₃顯著高于常規(guī)施肥CK₂（P<0.05），處理T₄、T₁與CK₂之間差異不顯著（P>0.05），處理T5顯著低于CK₂（P<0.05）。

2.2.3 有效磷行含量分析。由表2可知，各施肥處理田間土壤有效磷含量與不施肥的CK₁均達(dá)到了顯著差異（P<0.05），其中處理T₁、T₅為顯著降低，其余處理均為顯著；處理T₂與常規(guī)施肥的CK₂之間差異不顯著（P>0.05），處理T₁、T₃、T₄、T₅均與CK₂之間差異顯著（P<0.05）。

2.2.4 速效鉀含量分析。由表2可知，各施肥處理下田間速效磷含量均顯著高于不施肥的CK₁（P<0.05），處理T₂、T₄、T₅與CK₂之間差異不顯著（P>0.05），處理T₁、T₃與CK₂之間差異顯著（P<0.05）。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

陳琨等[5]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在地力、栽培條件一致的情況下，有機肥與化肥的協(xié)調(diào)搭配施入，可提高土壤供應(yīng)養(yǎng)分的能力，實現(xiàn)水稻的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)，本研究中各施肥處理的水稻產(chǎn)量均比對照增加，與前人的研究結(jié)果一致。寧川川等[6]研究發(fā)現(xiàn)，水稻生產(chǎn)中有機肥的施入可以在施肥水平同等的情況下實現(xiàn)明顯的增產(chǎn)效果，本研究的結(jié)果與此相一致，即通過有機肥部分替代化肥的施入促進(jìn)水稻的增產(chǎn)。鄭仁兵等[7]研究發(fā)現(xiàn)，有機肥適當(dāng)替代化肥的處理，可以實現(xiàn)水稻的增產(chǎn)，但有機肥比例過高水稻則會減產(chǎn)。本研究中，隨著有機肥替代化肥比例的不斷提高，水稻產(chǎn)量先增加后逐漸降低，與此研究一致；分析其原因，可能在于過高比例的有機肥施入會影響到根系微生物活性，進(jìn)而影響到水稻吸收養(yǎng)分的效率，還可能是因為過多的有機肥導(dǎo)致水稻植株前期養(yǎng)分不足、后期貪青晚熟，進(jìn)而影響到水稻產(chǎn)量[8]。

尹彩俠等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，有機肥氮替代化肥氮比例為10％時產(chǎn)量最高，本研究結(jié)果與此有所不同，本研究中有機肥替代化肥比例為30％時產(chǎn)量最高，比不施肥的對照增產(chǎn)顯著，比常規(guī)施肥稍有增產(chǎn)。分析其原因，可能在于不同品種、不同區(qū)域、不同年份、不同栽培管理措施下，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出一定的差異，且本研究中有機肥替代化肥的養(yǎng)分不僅限于氮肥，后續(xù)可進(jìn)一步開展更多替代比例、不同養(yǎng)分替代比例相關(guān)的研究。

張琳等[10]的研究認(rèn)為，有機肥部分替代化肥后可使土壤中有機質(zhì)、速效養(yǎng)分等含量提高，對實現(xiàn)水稻的增產(chǎn)有利，這一結(jié)果與本研究結(jié)果一致。

3.2 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，各有機肥部分替代化肥的處理均比不施肥的處理顯著增產(chǎn)，其中70%化肥+30%有機肥的處理產(chǎn)量最高，比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥的處理增產(chǎn)2.9％，其余各替代比例的處理均較常規(guī)施肥減產(chǎn)；各施肥處理下土壤的養(yǎng)分含量水平整體比不施肥的處理高，且有機肥替代化肥比例低的處理土壤養(yǎng)分含量水平整體高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理。綜合以上分析，建議在廬南部分地區(qū)及與其生態(tài)區(qū)域相似的區(qū)域，將有機肥替代化肥的比例控制在30％，以此提高土壤肥力、實現(xiàn)增產(chǎn)。

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（責(zé)編：張 蓓）