不同有機(jī)肥用量對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響

孫 娟，李 浩，謝麗紅，鐘文挺，何玉亭，楊 杰

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

施肥是作物增產(chǎn)最有效的途徑，化肥作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，為我國(guó)糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率達(dá)40%左右[1]。然而，長(zhǎng)期偏施化肥會(huì)使土壤容重增加，田間持水量降低，造成土壤板結(jié)酸化，土壤有機(jī)質(zhì)含量下降[2]，威脅我國(guó)糧食安全和生態(tài)安全。大量生產(chǎn)實(shí)踐及理論研究表明，有機(jī)肥能有效培肥和改良土壤[3-5]。商品有機(jī)肥是有機(jī)質(zhì)資源肥料化利用的產(chǎn)物，它既能提供作物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，又能保持和提高土壤肥力，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分的再循環(huán)，對(duì)于減少化學(xué)肥料的施用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義[6-7]。

本研究以我國(guó)農(nóng)業(yè)部《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》的發(fā)布為契機(jī)，通過(guò)探索成都平原不同商品有機(jī)肥用量下水稻產(chǎn)量及土壤肥力變化，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機(jī)肥替代部分化肥提供一定理論基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)地塊概況

試驗(yàn)地位于成都平原，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，土壤類型為灰棕潮大泥田，土層深厚，地力均一。試驗(yàn)前土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、容重分別為6.65、29.8g/kg、2.08g/kg、9.23mg/kg、76.9mg/kg、1.3g/cm3。

1.2 供試作物品種

供試水稻品種為花香7號(hào)。

1.3 供試肥料

供試肥料為：商品有機(jī)肥(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012，有機(jī)質(zhì)含量≥45%、養(yǎng)分含量≥5%)、氯鉀型三元復(fù)合肥(15-15-15)、尿素(N:46%)、過(guò)磷酸鈣(P2O5:12%)、氯化鉀(K2O:60%)。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理：CK為空白不施肥，T1為常規(guī)施肥、T2為80%常規(guī)施肥，T3為80%常規(guī)施肥+商品有機(jī)肥1500kg/hm2，T4為80%常規(guī)施肥+商品有機(jī)肥3000kg/hm2，T5為80%常規(guī)施肥+商品有機(jī)肥4500kg/hm2；3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，于2016年5月至2016年9月進(jìn)行。小區(qū)面積均為28m2(4m×7m)，小區(qū)之間壟埂覆膜，間隔50cm。有機(jī)肥、磷肥均作基肥一次施用，鉀肥分基肥、穗肥以5∶5比例等施，氮肥以6∶2∶2比例分別作基肥、分蘗肥、穗肥施用。水稻窩行距20cm×30cm，每窩2株苗。各處理的其他管理措施一致，按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)進(jìn)行。各處理具體施肥量見(jiàn)表1。

1.5 采樣與計(jì)產(chǎn)

水稻成熟期采用單打單收方法進(jìn)行收獲計(jì)產(chǎn)。農(nóng)化樣各小區(qū)土壤樣品均采用5點(diǎn)法采集0～20cm的耕層土壤，去除可見(jiàn)雜物，四分法保留1kg，自然風(fēng)干后磨細(xì)，過(guò)1mm和0.25mm篩待測(cè)。在耕作層用環(huán)刀采樣，用于容重測(cè)定。

1.6 檢測(cè)項(xiàng)目與方法

1.6.1 檢查項(xiàng)目 土壤pH，容重、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀。

1.6.2 檢測(cè)方法 土壤pH采用電位法測(cè)定，容重測(cè)定采用環(huán)刀法，土壤有機(jī)質(zhì)采用K2CrO4外加熱法進(jìn)行測(cè)定，土壤全氮測(cè)定采用開(kāi)氏定氮法，有效磷用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀用NH4OAc浸提—火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.7 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果分析

2.1 水稻產(chǎn)量

從圖1看出，單施化肥和化肥配施有機(jī)肥處理的水稻平均產(chǎn)量較不施肥空白處理CK增產(chǎn)22.0%～24.6%，效果顯著，表明施肥是增加水稻產(chǎn)量的重要措施。T1、T2處理水稻產(chǎn)量差異不明顯，這說(shuō)明本試驗(yàn)中化肥減量20%并不影響水稻產(chǎn)量，這可能與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平較高有關(guān)?；蕼p量配施有機(jī)肥處理中，水稻平均產(chǎn)量排序?yàn)門4>T3>T5，可以看出，隨著有機(jī)肥用量的增加，水稻產(chǎn)量增長(zhǎng)率呈現(xiàn)先大后小的趨勢(shì)，說(shuō)明在化肥用量一定時(shí)，有機(jī)肥用量并非越多越好，這與陳貴[7]等研究結(jié)果一致。此外，配施有機(jī)肥處理與單施化肥處理水稻產(chǎn)量無(wú)差異，這可能一是由于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平較高，二是由于有機(jī)肥養(yǎng)分釋放緩慢，試驗(yàn)期內(nèi)其養(yǎng)分尚未完全釋放，還需在今后的試驗(yàn)中繼續(xù)探究。

圖1 不同有機(jī)肥用量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

2.2 土壤肥力

2.2.1 土壤pH 表2表明，除處理T5外，其他各處理土壤pH較CK差異不明顯。同時(shí)，該試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著有機(jī)肥用量的增加，土壤pH逐漸增加，這說(shuō)明配施有機(jī)肥對(duì)土壤pH具有一定緩沖作用。

2.2.2 容重 土壤容重直接影響著土壤水肥供應(yīng)、通氣狀況及作物根系穿透阻力等因素，與土壤TN含量、AK含量、TP含量等具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系[8]，是土壤肥力的一個(gè)重要物理指標(biāo)。從表2知，化肥減量20%處理T2、常規(guī)用量處理T1、空白處理CK相互之間土壤容重相當(dāng)，無(wú)差異；化肥減量20%基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥處理土壤容重排序?yàn)門4>T3>T5，均低于空白處理CK、單施化肥處理T1、T2，以T4處理土壤容重變化幅度最大，較T2處理顯著降低7.58%。這說(shuō)明，化肥減量配施有機(jī)肥能在一定程度上降低土壤容重，且隨著有機(jī)肥用量的增加，土壤容重的降幅先大后小。

2.2.3 有機(jī)質(zhì) 由表2看出，化肥減量20%配施有機(jī)肥處理土壤有機(jī)質(zhì)含量較CK處理，單施化肥T1、T2處理均有提升，但差異不明顯。這表明有機(jī)肥配施化肥有增加土壤有機(jī)質(zhì)積累的趨勢(shì)。

2.2.4 養(yǎng)分含量 土壤不同養(yǎng)分含量可以用來(lái)評(píng)價(jià)土壤肥力，其中全氮、有效磷、速效鉀為主要養(yǎng)分評(píng)價(jià)指標(biāo)[9]。

2.2.4.1 土壤全氮 從表2可知，相對(duì)CK處理而言，各施肥處理均能顯著提高土壤全氮含量，但各施肥處理間差異不明顯?；蕼p量20%配施有機(jī)肥處理土壤全氮含量較T2處理有提升，而且隨著有機(jī)肥用量的增加，全氮含量增長(zhǎng)幅度越大。這表明，有機(jī)肥有提升土壤全氮含量的作用，這一方面是因?yàn)橛袡C(jī)肥的施入帶入氮源，另一方面是因?yàn)橛袡C(jī)肥與化肥的配施協(xié)調(diào)了土壤C/N比，影響與土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化相關(guān)的微生物數(shù)量和酶活性，進(jìn)而促進(jìn)氮素的釋放[3]。

2.2.4.2 土壤有效磷 與CK相比，各施肥處理土壤有效磷含量均顯著增加(表2)，但是各處理間差異不明顯?；蕼p量20%配施有機(jī)肥處理T3、T4、T5土壤有效磷含量均低于單施化肥處理T1、T2，這與向萬(wàn)勝等[10]認(rèn)為有機(jī)物料的施入能提高土壤磷素有效性的觀點(diǎn)不一致，尚需在今后的試驗(yàn)中繼續(xù)探究。

表2 不同有機(jī)肥用量對(duì)土壤肥力的影響

3 小結(jié)

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮水稻產(chǎn)量和土壤肥力兩因素，在成都平原水稻生產(chǎn)中，采用有機(jī)肥與化肥配合施用能獲得較好的效果, 建議在化肥減量20%基礎(chǔ)上，配施有機(jī)肥3000kg/hm2。

[1]石元亮,王玲莉,劉世彬,等.中國(guó)化學(xué)肥料發(fā)展及其對(duì)農(nóng)業(yè)的作用[J].土壤學(xué)報(bào),2008,45(5):852-864.

[2]高菊生,黃晶,董春華,等.長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤有效養(yǎng)分影響[J].土壤學(xué)報(bào),2014(2):314-324.

[3]廖萍,湯軍,黃山,等.等養(yǎng)分條件下生物有機(jī)肥與化肥配施對(duì)雙季稻產(chǎn)量和土壤性狀的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017,33(2):16-20.

[4]李明德,吳海勇,聶軍,等.稻草及其循環(huán)利用后的有機(jī)廢棄物還田效用研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010,43(17):3572-3579.

[5]趙軍,李勇,冉煒,等.有機(jī)肥替代部分化肥對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)產(chǎn)量及土壤微生物區(qū)系的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016,39(4):594-602.

[6]謝國(guó)雄,王京文,張丹,等.商品有機(jī)肥對(duì)作物產(chǎn)量及土壤與農(nóng)產(chǎn)品中何總金屬積累的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016,32(29):97-104.

[7]陳貴,趙國(guó)華,張紅梅,等.長(zhǎng)期施用有機(jī)肥對(duì)水稻產(chǎn)量和氮磷養(yǎng)分利用率的影響[J].中國(guó)土壤與肥料，2017(1):92-97.

[8]裴忠雪,武燕,王瓊,等.松嫩平原土壤孔隙指標(biāo)與其他土壤指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系[J].水土保持研究,2016,23(2):134-138.

[9]周江明.不同有機(jī)肥料對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014(2):156-162.

[10]向萬(wàn)勝,黃敏,李學(xué)垣.土壤磷素的化學(xué)組分及其植物有效性[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004,10(6):663-670.

[11]范欽楨,謝建昌.長(zhǎng)期肥料定位試驗(yàn)中土壤鉀素肥力的演變[J].土壤學(xué)報(bào),2005,42(4):591-599.