摘 要:在水稻種植過程中使用大量化肥,不僅會降低肥料利用率,還會對環(huán)境造成污染,影響水稻產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為探索出適合連云港地區(qū)的化肥減量增效技術(shù)路徑,筆者于2023年進行了有機肥部分替代化肥的水稻栽培田間試驗。采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計,共設(shè)置5個處理。結(jié)果表明:與當(dāng)?shù)爻R?guī)化肥施用量處理相比,有機肥部分替代化肥可顯著提高水稻收獲時的株高、產(chǎn)量和對氮素的吸收利用率,且以有機肥替代30%當(dāng)?shù)爻R?guī)化肥處理下的各項指標表現(xiàn)最優(yōu)。研究結(jié)果為江蘇省連云港水稻高產(chǎn)高效栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:水稻;有機肥替代;生長特性;產(chǎn)量;氮素吸收利用
中圖分類號:S511 文獻標志碼:B 文章編號:1674-7909(2024)4-88-3
DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.04.017
0 引言
水稻(Oryza sativa L.)為禾本科水生草本植物。水稻稈直立,葉鞘松弛、無毛,葉舌披針形,圓錐花序大型疏展、長約30 cm,穎果可食用,具有較高的營養(yǎng)價值[1]。水稻作為全球最重要的糧食作物之一,穩(wěn)定水稻產(chǎn)量對維護當(dāng)今世界糧食安全起到至關(guān)重要的作用[2]。受傳統(tǒng)種植方式的影響,種植戶在施用肥料時具有盲目性,隨著化學(xué)肥料施加量的日益增加,土壤耕層質(zhì)量逐漸下降,產(chǎn)量和肥料利用率均呈現(xiàn)降低趨勢[2-3]。有機肥料是以有機物質(zhì)(含碳元素的化合物)為主要原料,經(jīng)發(fā)酵腐熟而成的肥料,能改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力和土地生產(chǎn)力。為緩解因大量施加化學(xué)肥料而導(dǎo)致的農(nóng)田地力下降、作物產(chǎn)量和肥料利用率提升受限、面源污染加重等問題,促進江蘇省農(nóng)業(yè)實現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展,保障區(qū)域糧食安全,筆者在江蘇省連云港市開展田間試驗,探究有機肥部分替代化肥對水稻生長、產(chǎn)量和氮素吸收利用指標(吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥肥效)的影響。試驗結(jié)果有助于江蘇省連云港地區(qū)水稻種植提供綠色高效的氮肥施用方案,從而促進農(nóng)戶增收和區(qū)域農(nóng)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
2023年4—10月,在江蘇省連云港市贛榆區(qū)海頭鎮(zhèn)李巷村水田地(東經(jīng)118°93′78″,北緯34°85′64″)開展田間試驗。該地區(qū)海拔為5 m,屬暖溫帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū),多年平均氣溫為13.2 ℃,無霜期為214 d,全年平均日照時數(shù)為2 532.9 h,年降水量為976.4 mm。試驗地0~20cm土層土壤理化性質(zhì)見表1。
1.2 試驗材料
供試水稻品種為“徐稻9”;供試氮肥為尿素(N含量為46.3%),購自云南云天化工股份有限公司;供試磷肥為粒狀重過磷酸鈣(P2O5含量為12%),購自安陽磷肥股份有限公司;供試鉀肥為紅牛硫酸鉀(K2O含量為50%),購自德國鉀鹽集團;供試有機肥為純生物發(fā)酵有機肥(N-P2O5-K2O含量≥5%,有機質(zhì)含量≥65%),購自根力多生物科技股份有限公司。
1.3 試驗設(shè)計
采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計,共設(shè)置5個不同處理,分別為CK處理(不施肥)、F1處理(常規(guī)化肥施加量)、F2處理(有機肥替代20%化肥)、F3處理(有機肥替代30%化肥)、F4處理(機肥替代40%化肥),各處理具體施肥量見表2。每個處理重復(fù)3次,共15個試驗小區(qū),每個試驗小區(qū)的面積均為20 m2。為避免不同試驗小區(qū)之間相互影響,小區(qū)之間設(shè)置50 cm寬的邊界。采用等行距種植法來種植水稻,種植行距為25 cm,株距為20 cm,單苗插秧,種植密度約為18.75萬株/hm2。各處理除有機肥替代氮肥比例不同外,其他管理措施均保持一致。當(dāng)?shù)爻R?guī)氮肥施用量為225 kg/hm2,磷肥施用量為300 kg/hm2、鉀肥施用量為150 kg/hm2。
1.4 測定項目及方法
1.4.1 水稻收獲期株高測定
在收獲期,對每個處理隨機選定10株水稻,并用卷尺測量選定水稻的株高。
1.4.2 水稻收獲期氮素吸收利用指標測定
在水稻收獲期,對每個處理隨機選取3個0.5 m×0.6 m的小樣方,采樣后帶回實驗室,用烘箱在105 ℃下殺青30 min,在50 ℃下烘干至恒重,粉碎后全部過孔徑0.25 mm的篩子,用H2SO4-H2O2法消煮后,使用凱氏定氮儀來測定植株的全氮含量,并計算植株的吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥肥效,計算方法參照參考文獻[3]。
1.4.3 水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素指標測定
在水稻收獲期進行田間調(diào)查,對每個處理選取1 m×1 m的樣方,統(tǒng)計樣方內(nèi)的水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等,并對水稻產(chǎn)量進行測定。
1.5 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
利用Excel 2018軟件對數(shù)據(jù)進行整理,利用DPS軟件進行方差分析,采用LSD法對各處理進行多重比較(Plt;0.05)。
2 結(jié)果分析
2.1 有機肥部分替代化肥對水稻收獲期株高的影響
有機肥部分替代化肥對水稻收獲期株高的影響見表3和圖1。由圖1和表3可知,不同有機肥部分替代化肥處理下水稻收獲期株高為89.65~109.94 cm,以有機肥替代30%化肥處理的株高最高,不施肥處理的株高最低。其中,有機肥部分替代化肥下的株高均顯著高于當(dāng)?shù)爻R?guī)化肥施加量處理。
2.2 有機肥部分替代化肥水稻氮素吸收利用的影響
有機肥部分替代化肥對水稻氮素吸收利用的影響見表4。由表4可知,有機肥部分替代化肥可顯著促進水稻對氮素養(yǎng)分的吸收和利用,不同處理下水稻生長季吸氮量表現(xiàn)為F3gt;F4gt;F2gt;F1gt;CK,氮肥回收利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥肥效表現(xiàn)為F3gt;F4gt;F2gt;F1,且不同處理間差異性顯著,均顯著高于常規(guī)化肥施用處理。
2.3 有機肥部分替代化肥對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響
有機肥部分替代化肥對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響見表5。由表5可知,在不同處理下,水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量的差異性顯著。水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均在有機肥替代30%化肥處理下的效果最優(yōu),分別為277.63萬穗/hm2、104.35粒/穗、24.3 g/1 000粒和9 937.72 kg/hm2,較當(dāng)?shù)爻R?guī)化肥施用處理的增幅明顯,增幅分別為4.85%、9.66%、2.83%和8.69%。
3 結(jié)論
在作物生長發(fā)育過程中,采用適宜的栽培技術(shù)可促進作物地上部分的生長發(fā)育,有利于干物質(zhì)積累[4]。水稻生長特性指標受栽培品種、施肥量和施肥類型等因素的影響,有機肥部分替代化肥可顯著提高水稻收獲期株高。其中,以有機肥替代30%化肥處理的株高最高。這說明有機肥替代部分化肥更有利于植株地上部分生長發(fā)育,與龔明強[5]的研究結(jié)果一致。同時,研究發(fā)現(xiàn),與常規(guī)化肥施用處理,有機肥部分替代化肥更有利于作物對養(yǎng)分的吸收利用和產(chǎn)量的提高,這與黃文等[6]的研究一致。黃文等[6]的研究結(jié)果表明,與常規(guī)尿素施用處理相比,有機肥替代尿素處理可顯著提高水稻對氮素的吸收利用能力,并提高水稻產(chǎn)量,75%有機肥替代尿素處理下的水稻各項指標表現(xiàn)最優(yōu),這與此研究的研究結(jié)果略有出入。筆者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),有機肥替代30%化肥處理下各指標表現(xiàn)最優(yōu),水稻吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥肥效、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量分別為215.67 kg/hm2、31.29%、71.97 kg/kg、20.04 kg/kg、277.63萬穗/hm2、104.35 粒/穗、24.32 g和9 937.72 kg/hm2。這是因為有機肥料不僅能提供作物生長所需的養(yǎng)分,還可改良土壤,從而促進作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),并能提高肥料的利用率,降低生產(chǎn)成本。充分合理利用有機肥料,能增加作物產(chǎn)量、培肥地力、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、提高土壤養(yǎng)分的有效性[7]。
綜上所述,在江蘇省連云港水稻生產(chǎn)過程中,用有機肥替代30%化肥能顯著提升水稻生長季葉面積指數(shù)、收獲期株高、對氮素吸收利用率和產(chǎn)量,可作為江蘇省連云港水稻高產(chǎn)高效栽培技術(shù)進行推廣應(yīng)用。
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