連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響

蔡炳祥，劉曉霞，李建國(guó)，宓 盛

(1.德清縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江德清 313200; 2.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江杭州 310020)

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連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響

蔡炳祥1，劉曉霞2，李建國(guó)1，宓 盛1

(1.德清縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江德清 313200; 2.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江杭州 310020)

摘 要：以水稻為試驗(yàn)材料,連續(xù)4年開(kāi)展化肥減量試驗(yàn),研究不施肥、常規(guī)施肥、化肥減量26%,化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響。結(jié)果表明,與常規(guī)施肥相比,對(duì)于水稻產(chǎn)量,化肥減量26%影響不大,化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥有逐年提高產(chǎn)量的趨勢(shì);對(duì)于土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量,化肥減量26%和化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)其無(wú)明顯影響,且在連續(xù)試驗(yàn)過(guò)程中處于較為穩(wěn)定的狀態(tài);對(duì)于土壤有效磷含量,化肥減量26%影響較小,化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥高于常規(guī)施肥,且這一趨勢(shì)隨著試驗(yàn)?zāi)晗薜难娱L(zhǎng)更為明顯。由此可見(jiàn),化肥減量26%和化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥在試驗(yàn)區(qū)域均具有較強(qiáng)的可實(shí)施性,不僅減少了化肥的投入,而且可以維持或適當(dāng)提高水稻產(chǎn)量和土壤肥力。

關(guān)鍵詞：化肥減量;水稻;產(chǎn)量;土壤肥力

施用化肥是保證糧食增產(chǎn)的有效途徑,對(duì)于農(nóng)

業(yè)生產(chǎn)有著舉足輕重的作用。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,發(fā)展中國(guó)家化肥對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率高達(dá)55%[1]。但是,化肥對(duì)于糧食增長(zhǎng)的作用是有一定限度的[2],大量研究表明,1998—2004年,我國(guó)糧食總產(chǎn)量呈下滑趨勢(shì),相應(yīng)的施肥量卻在增加,兩者的趨勢(shì)出現(xiàn)了背離[3]。目前,我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著增肥不增產(chǎn)、化肥施用過(guò)量和養(yǎng)分利用效率下降等重大問(wèn)題[4]。還有研究發(fā)現(xiàn),過(guò)量施用化肥不僅不能持續(xù)大幅增產(chǎn)[5-6],甚至還會(huì)降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、破壞土壤結(jié)構(gòu)、危害環(huán)境安全[7-9]。因此,如何調(diào)整化肥用量,以較小的投入和環(huán)境代價(jià)獲得最大的農(nóng)業(yè)收益,這已成為亟待解決的迫切問(wèn)題。

化肥減量技術(shù)是指在不顯著降低作物產(chǎn)量的情況下,通過(guò)施肥技術(shù)的創(chuàng)新和集成,耕作制度的改革,施肥方法的改進(jìn),新型肥料的研發(fā)等一系列措施,提高肥料利用率,減少化肥施用量,顯著提高施肥效益,是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效,減少農(nóng)業(yè)面源污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)重要措施[10]。有研究發(fā)現(xiàn),將現(xiàn)有氮肥用量減少22%～25%,水稻產(chǎn)量不會(huì)顯著下降[11-12]。王冰清等[13]的研究發(fā)現(xiàn),化肥減量及配施不同比例的有機(jī)肥對(duì)黃瓜、苦瓜和甘藍(lán)的產(chǎn)量沒(méi)有顯著影響。還有研究發(fā)現(xiàn),生菜產(chǎn)量并沒(méi)有隨著化肥施用量的減少而下降[14];減量施肥有利于提高萵苣株高、增加莖直徑,提高萵苣產(chǎn)量[15]。由此可見(jiàn),化肥減量不減產(chǎn)是完全可行的。但是關(guān)于連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響尚缺少系統(tǒng)研究,為此本研究以水稻為試驗(yàn)材料,研究了連續(xù)4年實(shí)施化肥減量對(duì)于水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響,旨在為化肥減量施肥方案設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù),推進(jìn)肥料資源高效利用,以緩解過(guò)量施肥對(duì)環(huán)境的影響。

1　材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)在德清縣雷甸鎮(zhèn)東新村進(jìn)行,地理坐標(biāo)30°29′05″N,120°06′17″E,土壤類(lèi)型為青紫泥田。土壤基本理化性狀:有機(jī)質(zhì)48.9 g·kg-1,全氮2.53 g·kg-1,有效磷11.8 mg·kg-1,速效鉀94 mg·kg-1,土壤pH值6.4。供試水稻品種為晚粳稻秀水134。

1.2處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理:處理1,不施肥為對(duì)照(CK);處理2,常規(guī)施肥(CG);處理3,化肥減量26% (JL);處理4,化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(PS)。小區(qū)面積66.7 m2,隨機(jī)排列,不設(shè)重復(fù),單灌單排。各處理667 m2施肥量:常規(guī)施肥處理施尿素43.9 kg,鈣鎂磷肥20 kg,氯化鉀8 kg,化肥總量折純27.99 kg;化肥減量處理施尿素31.5 kg,鈣鎂磷肥12 kg,氯化鉀7.5 kg,化肥總量折純20.79 kg;化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理施尿素24.3 kg,氯化鉀3 kg,有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(氮磷鉀有效成分含量分別為11%,5%,9%) 30 kg,化肥總量折純20.48 kg。各處理其他田間管理措施按照常規(guī)栽培進(jìn)行。

1.3樣品采集及測(cè)定

收獲期分別測(cè)定水稻產(chǎn)量,土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量,pH值等。

B板塊作為本次中國(guó)汽車(chē)后市場(chǎng)店面運(yùn)營(yíng)綜合解決方案展的一大亮點(diǎn)，開(kāi)設(shè)“TOP20維修工具評(píng)選上榜產(chǎn)品”專(zhuān)區(qū)，集中展示了《汽車(chē)維修與保養(yǎng)》雜志評(píng)選出的2017年度“20佳”維修工具20款、2017年度維修工具優(yōu)秀產(chǎn)品20款?！?0佳”維修工具評(píng)選由國(guó)內(nèi)50多位業(yè)內(nèi)專(zhuān)家評(píng)選出的，是中國(guó)汽車(chē)后市場(chǎng)最具影響力的專(zhuān)業(yè)評(píng)選活動(dòng)之一，至今已有14年歷史，多年以來(lái)以其“公開(kāi)、公平、公正”的評(píng)選原則和“創(chuàng)新、實(shí)用、高效”的評(píng)選宗旨得到了國(guó)內(nèi)汽車(chē)后市場(chǎng)業(yè)內(nèi)人士的普遍認(rèn)可和推崇。本次“TOP20維修工具評(píng)選上榜產(chǎn)品”的集中展示在現(xiàn)場(chǎng)獲得了參展專(zhuān)業(yè)觀(guān)眾和專(zhuān)業(yè)買(mǎi)家的一致好評(píng)。

2　結(jié)果與分析

2.1水稻產(chǎn)量

由表1可知,與不施肥相比,常規(guī)施肥處理有效增加了水稻產(chǎn)量,2011年到2014年,水稻產(chǎn)量分別增加了31.00%,17.75%,35.52%和70.59%。與常規(guī)施肥相比,化肥減量26%處理對(duì)水稻產(chǎn)量影響不大,如2012年和2013年僅降低了5.44%和1.46%;化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥不僅降低了化肥的投入,而且增加了水稻產(chǎn)量,其中2013年和2014年水稻產(chǎn)量較CK分別增加了9.52%和20.66%。數(shù)據(jù)還表明,連續(xù)不施肥或只施用化肥,水稻產(chǎn)量有逐年降低的趨勢(shì),化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理水稻產(chǎn)量有則逐年提高的趨勢(shì)。

表1　連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

2.2有機(jī)質(zhì)和全氮含量

由表2可見(jiàn),與常規(guī)施肥相比,化肥減量26%和化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量無(wú)明顯影響。2011—2014年,CK處理土壤有機(jī)質(zhì)含量是逐年降低的,這表明在當(dāng)?shù)貧夂驐l件下,若不施用任何肥料,僅依靠作物根茬殘留碳的循環(huán),不足以維持試驗(yàn)前土壤的有機(jī)質(zhì)水平。3個(gè)施肥處理的有機(jī)質(zhì)和全氮含量在連續(xù)試驗(yàn)過(guò)程中均處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.3有效磷和速效鉀含量

表3表明,與常規(guī)施肥相比,化肥減量26%處理對(duì)土壤有效磷含量影響較小,2011—2013年,僅分別降低了0.9,0.6和0.05 mg·kg-1;而化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理則有所提高,這一趨勢(shì)隨著試驗(yàn)?zāi)晗薜难永m(xù)更為明顯,2013和2014年分別提高了54.65%和91.15%。土壤速效鉀的變化無(wú)明顯規(guī)律。

表2　連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的影響

表3　連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)土壤有效磷和速效鉀含量的影響

2.4pH值

由表4可見(jiàn),與常規(guī)施肥相比,不施用化肥、化肥減量26%和化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理對(duì)土壤pH值無(wú)影響,土壤始終保持微酸性(2011,2012和2014年)或中性(2013年)。

表4　連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)土壤pH值的影響

3　小結(jié)與討論

我國(guó)用僅占世界9%的耕地養(yǎng)活了世界22%的人口,其中化肥的作用功不可沒(méi)。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)農(nóng)民的施肥方式受傳統(tǒng)習(xí)慣的影響,陷入“超量施肥必然帶來(lái)超量回報(bào)”的施肥誤區(qū)[16],但實(shí)踐證明,過(guò)量施肥不僅不能持續(xù)提高產(chǎn)量,甚至?xí)档娃r(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、破壞土壤結(jié)構(gòu)、危害生態(tài)環(huán)境[17-19]。因此,在保證作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,減少不合理化肥的用量是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的必然趨勢(shì)。前人的研究表明,在一定范圍內(nèi)實(shí)施化肥減量,不僅可以保證作物產(chǎn)量與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)常量水平一致,而且有效改善了土壤肥力狀況[20-22]。本研究表明,與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥相比,化肥減量26%和化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥并未降低水稻產(chǎn)量、土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量,化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥提高了土壤有效磷含量。由此可見(jiàn),實(shí)施化肥減量26%和化肥減量配施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥是切實(shí)可行的,對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效具有較高的指導(dǎo)意義。

連續(xù)實(shí)施化肥減量對(duì)農(nóng)田土壤肥力動(dòng)態(tài)水平影響較小,試驗(yàn)結(jié)果表明,連續(xù)4年實(shí)施化肥減量基本可以維持土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量和土壤pH的穩(wěn)定,且有逐步提高土壤有效磷含量的趨勢(shì)。可見(jiàn),推進(jìn)化肥減量可以作為一項(xiàng)施肥措施長(zhǎng)期推廣。

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(責(zé)任編輯：張才德)

中圖分類(lèi)號(hào)：S511

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0528-9017(2016)04-0471-03

DOI10.16178/j.issn.0528-9017.20160404

收稿日期:2016-01-14

基金項(xiàng)目:浙江省晚粳稻高產(chǎn)示范創(chuàng)建項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介:蔡炳祥(1963—),男,浙江德清人,高級(jí)農(nóng)藝師,從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作,E-mail:94037070@qq.com。