化肥減量配施有機肥對稻田肥力與養(yǎng)分吸收的影響

柴曉明，何小林，胡丹丹，余喜初，柳開樓，孫 耿，宋惠潔，徐小林

（1.江西省紅壤及種質(zhì)資源研究所，江西 進賢 331717；2.江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江西南昌 330046；3.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125）

長期以來，由于過度追求高產(chǎn)，我國糧食生產(chǎn)中普遍存在盲目增加化肥施用量的現(xiàn)象，導(dǎo)致化肥施用量的增幅遠超糧食單產(chǎn)增幅[1]。自2015 年以來，中國開始實施化肥減施增效行動，但有研究表明，單純降低化肥用量可能導(dǎo)致作物減產(chǎn)和土壤肥力耗竭。因此，在保障糧食穩(wěn)產(chǎn)和土壤肥力提升的條件下如何進行化肥減施增效就顯得十分重要。建國以來，我國有機肥施用比例持續(xù)下降，已從1949 年的99.9%降至2003 年的25.0%，目前有機肥的施用比例更低[2]?；视昧康脑黾雍陀袡C肥施用量的減少會導(dǎo)致化肥利用率降低，土壤理化性質(zhì)變差，肥力下降。已有大量研究表明，化肥配施有機肥能有效增加土壤有機質(zhì)含量，促進土壤養(yǎng)分平衡，增強養(yǎng)分的儲存和供應(yīng)能力[3]。為了達到培肥土壤、化肥減量增效和持續(xù)豐產(chǎn)的目標，筆者在不同肥力水平稻田中開展了化肥減量配施有機肥對水稻產(chǎn)量、土壤有機質(zhì)及速效氮磷鉀養(yǎng)分和化肥利用率影響的研究，以期為實現(xiàn)稻田可持續(xù)豐產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在井岡山市新城鎮(zhèn)和九江市柴桑區(qū)馬回嶺鎮(zhèn)的馬回嶺低和馬回嶺中3 個試驗點進行。各試驗點的土壤基礎(chǔ)肥力情況見表1。

表1 各試驗點的土壤基礎(chǔ)肥力情況

1.2 供試材料

供試水稻品種為中稻品種隆兩優(yōu)華占，從當(dāng)?shù)胤N子市場購買。供試化肥為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀，均從當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場購買。供試有機肥有：牛糞，水分含量46.0%，干重有機質(zhì)含量為41%，N、P2O5和K2O 含量分別為1.6%、0.9%和1.0%；商品有機肥，水分含量為18%，干重有機質(zhì)含量為45%，N、P2O5和K2O 含量分別為1.8%、2.8%和1.4%。

1.3 試驗方法

試驗于2022 年分別在上述3 個試驗點進行，中稻的栽培管理除施肥處理外均按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方法進行。每個試驗點設(shè)3 個施肥處理即：不施肥（CK）；常規(guī)施化肥（按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)化肥施用量施用尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀）；化肥減量配施（按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)化肥施用量減量15%，并配施有機肥，新城鎮(zhèn)試驗點配施牛糞3.75 t/hm2；馬回嶺低和馬回嶺中2 個試驗點配施商品有機肥2.25 t/hm2）。采用大區(qū)試驗，不設(shè)重復(fù)，每個試驗點的小區(qū)面積為300 m2。

1.4 測定項目與方法

水稻收獲時各試驗點按小區(qū)單獨收獲測產(chǎn)（籽粒和秸稈產(chǎn)量）。在水稻收獲后用5 點采樣法采集耕層土樣，風(fēng)干研磨過篩后備用，每個試驗點采集3個重復(fù)樣品；收獲時每小區(qū)取3 株水稻（重復(fù)3 次），去除地下部分，按莖葉和籽粒分裝，在烘箱中105℃殺青15 min 之后80℃烘干、冷卻、稱重后備用。參照魯如坤[4]的方法測定土壤有機質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀和植株氮磷鉀含量。根據(jù)測得的籽粒和莖葉氮磷鉀含量以及籽粒和秸稈產(chǎn)量，分別計算出籽粒和秸稈的氮磷鉀養(yǎng)分積累量，籽粒和秸稈養(yǎng)分積累量之和即為地上部養(yǎng)分積累量。然后按公式（1）計算肥料利用率（RE）。

式中：U為施肥處理的地上部養(yǎng)分積累量，U0為不施肥（CK）的地上部養(yǎng)分積累量，F(xiàn)為肥料施用量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用Excel 2003 軟件和DPS 7.05 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥減量配施有機肥對水稻產(chǎn)量的影響

由圖1 可知，各試驗點化肥減量配施處理的水稻產(chǎn)量比不施肥（CK）提高39.7%～57.5%，平均提高45.8%，比常規(guī)施化肥處理提高2.1%～3.8%，平均提高2.7%，其中馬回嶺低試驗點化肥減量配施處理的水稻產(chǎn)量達8 010 kg/hm2，比常規(guī)施化肥處理增加2.1 %，馬回嶺中試驗點化肥減量配施處理的水稻產(chǎn)量比常規(guī)施化肥處理增加3.8%，新城試驗點化肥減量配施處理的水稻產(chǎn)量比常規(guī)施化肥處理增加2.1%。

圖1 化肥減量配施有機肥對水稻產(chǎn)量的影響

2.2 化肥減量配施有機肥對土壤有機質(zhì)和速效氮磷鉀的影響

從表2 可知，各試驗點化肥減量配施處理的土壤有機質(zhì)含量均明顯增加，與試驗前相比，馬回嶺低、馬回嶺中和新城鎮(zhèn)試驗點的土壤有機質(zhì)含量分別增加0.6、0.6 和0.5 g/kg，且均顯著高于不施肥（CK）；不施肥（CK）處理的土壤速效氮磷鉀含量稍有下降，常規(guī)施化肥處理的土壤速效氮磷鉀基本保持穩(wěn)定，化肥減量配施處理的土壤速效氮磷鉀含量比試驗前和常規(guī)施化肥處理均有明顯增加。

表2 化肥減量配施有機肥對土壤有機質(zhì)和速效氮磷鉀的影響

2.3 化肥減量配施對化肥利用率的影響

由表3 可知，各試驗點常規(guī)施化肥處理的氮肥利用率為26.7%～42.0%，平均35.5%；磷肥利用率為17.1%～20.6%，平均19.4%；鉀肥利用率為36.9%～58.8%、平均47.5%；化肥減量配施處理的氮磷鉀利用率均明顯提高，其氮磷鉀利用率均值分別為52.3%、28.3%和60.4%，分別比常規(guī)施化肥處理的均值高16.8、8.9 和12.9 個百分點。

表3 不同施肥處理對肥料利用率的影響 （%）

3 討 論

施肥過量是導(dǎo)致我國肥料利用效率低的最主要原因，例如：水稻在氮肥用量小于60 kg/hm2時氮肥利用率為49.0%，而當(dāng)?shù)视昧看笥?40 kg/hm2時利用率降至15.0%[5]。土壤肥力也會顯著影響肥料的利用效率，一般低肥力田比高肥力田的肥料利用率更高[6]?；实姆市黠@且施用方便，但過量施用普遍發(fā)生會導(dǎo)致肥料利用率低、土壤理化性質(zhì)變差、資源浪費和農(nóng)業(yè)面源污染等一系列問題。有機肥的有機質(zhì)含量高，在培肥土壤、提高土壤保肥供肥能力、維持養(yǎng)分平衡、提高土壤微生物活性和改善土壤理化性狀等方面具有積極作用[7]。有研究表明，稻田系統(tǒng)采用有機無機肥配施能顯著提高土壤有機質(zhì)含量[3]。施用有機肥雖然在短期內(nèi)會增加生產(chǎn)成本，但能增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤理化性質(zhì)，增強氮磷鉀養(yǎng)分的儲存和供應(yīng)能力，從而提高土壤的基礎(chǔ)地力貢獻率，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥的依賴，達到提高肥料利用率和實現(xiàn)可持續(xù)豐產(chǎn)的目的。黃慶海[8]的研究結(jié)果表明，土壤有機質(zhì)含量與水稻產(chǎn)量呈線性關(guān)系，雙季稻田土壤的有機質(zhì)含量每提高1 g/kg，可提高產(chǎn)量240.75 kg/hm2。筆者的試驗結(jié)果表明，各試驗點化肥減量配施有機肥可明顯提高水稻的產(chǎn)量，并培肥地力，與常規(guī)施化肥處理相比，水稻產(chǎn)量提高2.1%～3.8%，平均提高2.7%；化肥減量配施處理的土壤有機質(zhì)含量均明顯增加，與試驗前相比馬回嶺低、馬回嶺中和新城鎮(zhèn)試驗點的土壤有機質(zhì)含量分別增加0.6、0.6 和0.5 g/kg；化肥減量配施處理的土壤速效氮磷鉀含量比試驗前和常規(guī)施化肥處理均有明顯增加；化肥減量配施處理的氮磷鉀利用率均明顯提高，其氮磷鉀利用率均值分別為52.3%、28.3%和60.4%，分別比常規(guī)施化肥處理的均值高16.8、8.9 和12.9 個百分點。