規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)處理廢水施用對(duì)直播稻產(chǎn)量形成和氮素利用的影響

徐田 高威 黃麗芬 莊恒揚(yáng)

（揚(yáng)州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育點(diǎn)，江蘇揚(yáng)州225009；*

我國是世界上最大的畜禽養(yǎng)殖國，每年產(chǎn)生大量畜禽糞便和廢水。2003年我國畜禽糞便的產(chǎn)生量已經(jīng)超過工業(yè)固體廢物，成為環(huán)境污染的主要來源[1]。因此，如何處理和利用畜禽糞便資源成為亟待解決的問題[2]。規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)處理廢水不便運(yùn)輸和遠(yuǎn)距離使用，建立種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，實(shí)施污水就近農(nóng)田施用，是處理廢水經(jīng)濟(jì)有效的途徑[2－3]。水稻是長(zhǎng)江中下游地區(qū)最主要的糧食作物，因此，研究養(yǎng)豬場(chǎng)廢水在水稻生產(chǎn)中的施用技術(shù)是實(shí)施該區(qū)域種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)的基本需要。從水稻的種植方式來看，直播稻在近年的發(fā)展引人關(guān)注。2008年，江蘇省水稻直播面積為69.3萬hm2，接近水稻種植面積的1/3；浙江省水稻直播面積為 37.3萬hm2，直播比例達(dá)39.7%；安徽省直播稻面積達(dá)到了34.5萬hm2[4]。關(guān)于養(yǎng)殖場(chǎng)廢水在水稻上的施用技術(shù)已有一些研究[5－9]，但針對(duì)直播稻的施用技術(shù)尚沒有相關(guān)的報(bào)道。因此，筆者通過田間試驗(yàn)，研究了不同時(shí)期施用不同用量養(yǎng)豬場(chǎng)廢水對(duì)直播稻產(chǎn)量和氮素養(yǎng)分吸收利用的影響，探討實(shí)現(xiàn)直播稻高產(chǎn)高效的養(yǎng)豬場(chǎng)廢水施用技術(shù)，以為養(yǎng)豬場(chǎng)廢水在直播稻生產(chǎn)上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年在江蘇省大豐市上海農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。該地區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降水量1 040 mm，年平均氣溫14℃，無霜期213 d，日照2 255.6 h。土壤類型為砂壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量19.37 g/kg、全氮0.996 g/kg、堿解氮 75.23 mg/kg、有效磷 23.48 mg/kg、速效鉀216.78 mg/kg。前茬作物為小麥。

試驗(yàn)用處理廢水為上海農(nóng)場(chǎng)規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)經(jīng)過充分發(fā)酵的廢水，處理廢水中養(yǎng)分含量為全氮1 000 mg/L、速效氮540 mg/L、速效磷779 mg/L、速效鉀515 mg/L。試驗(yàn)共設(shè)置11個(gè)處理，包括1個(gè)不施肥空白處理（CK），1個(gè)當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理（CF），9個(gè)廢水與氮化肥配施處理（具體試驗(yàn)處理見表1）。3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。小區(qū)長(zhǎng)4.5 m，寬3.5 m，面積為15.75 m2。小區(qū)的田埂用塑料薄膜圍住，以防廢水及養(yǎng)分竄流。6月16日施入基肥期處理廢水，使土壤充分吸收廢水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。水稻品種為淮稻5號(hào)，撒播，6月19日播種，播量為112.5 kg/hm2。病蟲草害防治按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行管理。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

分別于拔節(jié)期、抽穗期、灌漿中期、灌漿后期和成熟期每小區(qū)選取代表性的20株水稻，采用SPAD－502型葉綠素儀測(cè)定SPAD值，拔節(jié)期測(cè)定水稻展開葉中部，抽穗后測(cè)定水稻劍葉中部，測(cè)定30株求平均值。

表1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表2 不同處理對(duì)直播稻干物質(zhì)積累量的影響

分別于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，在每個(gè)處理區(qū)取10個(gè)基本苗作為1個(gè)樣本，洗凈自然晾干，放入烘箱中105℃殺青30 min，80℃烘至恒質(zhì)量，稱其干物質(zhì)量。成熟期調(diào)查3個(gè)0.64 m2水稻獲取單位面積穗數(shù)數(shù)據(jù)，取樣考種，測(cè)定每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。植株全氮采用H2SO4－H2O2聯(lián)合消煮－蒸餾法消化，連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

氮素累積吸收量（kg/hm2）=生育期地上部植株含氮率（g/kg）×該時(shí)期地上部植株干物質(zhì)積累量（kg/hm2）/1000；

氮素收獲指數(shù)=成熟期籽粒氮素積累總量（kg/hm2）/植株氮素積累總量（kg/hm2）；

氮素轉(zhuǎn)移率（%）=[抽穗期莖葉氮素積累量（kg/hm2）－成熟期莖葉氮吸收量（kg/hm2）]/抽穗期莖葉氮素積累量（kg/hm2）×100；

氮素籽粒生產(chǎn)效率=籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）/收獲期植株（包括籽粒）氮素積累量（kg/hm2）。

采用Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，SPSS 13.0和DPS軟件進(jìn)行多重比較分析（LSD法，α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)直播稻產(chǎn)量形成的影響

2.1.1 對(duì)直播稻干物質(zhì)積累的影響

從表2可見，在拔節(jié)期，由于穗期廢水尚未施用，干物質(zhì)積累只受基施廢水量的影響，表現(xiàn)為干物質(zhì)積累量隨基施廢水量增加而增加的趨勢(shì)，其中A3B2、A3B3處理顯著高于CK。不同廢水施用處理間以及與CF間無顯著差異。抽穗期，廢水與化肥配施處理，在基施相同量廢水的情況下，干物質(zhì)積累量有隨穗期廢水施用量增加而增加的趨勢(shì)。A2B3、A3B3處理顯著高于A1B1處理和CK，顯示在基施較高量廢水的條件下，增加穗期廢水施用量有利于增加抽穗期干物質(zhì)積累量，為產(chǎn)量增加創(chuàng)造了物質(zhì)和群體質(zhì)量基礎(chǔ)。成熟期干物質(zhì)積累的表現(xiàn)趨勢(shì)與抽穗期相似，以A3B3處理干物質(zhì)積累量最高，其次為A2B3處理，皆顯著高于CK，但與其他處理差異不顯著。各個(gè)處理的收獲指數(shù)在0.48～0.53之間，變化較小。

表3 不同處理對(duì)直播稻產(chǎn)量及構(gòu)成的影響

表4 不同處理對(duì)直播稻葉片SPAD值的影響

圖1 養(yǎng)豬場(chǎng)廢水施用量與直播稻產(chǎn)量的關(guān)系

2.1.2 不同處理對(duì)直播稻產(chǎn)量的影響

從表3可見，除A1B1處理外，其他廢水配施化肥的處理稻谷理論產(chǎn)量都顯著高于CK，A3B3處理顯著高于CF及多數(shù)廢水處理。除A2B2處理外，基施相同廢水量處理的產(chǎn)量隨穗期廢水施用量增加而增加；而在相同穗期廢水施用量下產(chǎn)量則隨基施廢水量增加而增加?？梢?，產(chǎn)量隨著廢水施用總量的增加而增加（圖1）。不同施肥量其產(chǎn)量構(gòu)成表現(xiàn)出一定的差異，穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率有隨廢水施用量增加而增加的趨勢(shì)，除CK外，不同處理間千粒重差異不大。A3B3處理各產(chǎn)量構(gòu)成因素都處于最高或較高水平，因而獲得了最高產(chǎn)量，與CF相比，在減少300 kg/hm2尿素的情況下，理論單產(chǎn)增加10.2%，實(shí)際產(chǎn)量增加6.6%。廢水總施用量達(dá)到210 m3/hm2以上的處理都可以達(dá)到常規(guī)施肥的產(chǎn)量。

2.2 對(duì)直播稻氮素利用的影響

2.2.1 對(duì)直播稻SPAD值的影響

從表4可見，在拔節(jié)期，以CF處理SPAD值最高，顯著高于基施低量廢水的處理，但與基施高量廢水的處理差異不顯著；在抽穗期，劍葉SPAD值隨穗期廢水施用量的增加而增加，以A3B3處理最高，顯著高于低中量基施與低中量穗期施用的組合處理；在灌漿中、后期，劍葉SPAD變化趨勢(shì)與抽穗期相似，皆以A3B3處理最高；在成熟期，劍葉SPAD值隨穗期廢水施用量增加而增加的趨勢(shì)最為明顯，穗期施用高量廢水的處理SPAD值都比較高，A3B3、A2B3、A3B2處理顯著高于其他施用廢水的處理（A1B3除外），顯示穗期廢水處理有較強(qiáng)的后期氮素供應(yīng)能力。

2.2.2 對(duì)直播稻植株含氮率的影響

表5 不同處理對(duì)直播稻含氮率的影響 （g/kg）

表6 不同處理對(duì)直播稻各生育期累積吸氮量與利用的影響 （kg/hm2）

圖2 直播稻植株含氮率與廢水施用量的關(guān)系

從表5可以看出，基肥和穗肥施入不同量廢水對(duì)水稻植株及籽粒中含氮率有顯著的影響。拔節(jié)期水稻的含氮率在11.58～18.99 g/kg之間，抽穗期水稻含氮率在9.15～13.91 g/kg之間，成熟期水稻植株的含氮率在4.94～8.63 g/kg之間，籽粒的含氮率在9.58～12.16 g/kg之間。CK在各生育期均最低，A3B3處理在各時(shí)期均最高。抽穗期植株氮素水平是之前氮素施用綜合影響的結(jié)果，對(duì)抽穗灌漿期光合生產(chǎn)有重要影響。在基施相同量廢水時(shí)，植株含氮率隨穗期廢水施用量增加而增加，而在穗期廢水施用量相同時(shí)，則隨基施廢水量增加而增加，總體上與廢水施用總量呈顯著的線性相關(guān)關(guān)系，抽穗期植株含氮率（SLNCH）、成熟期莖葉含氮率（SLNCM）、籽粒含氮率（GNCM）與廢水施用總量的相關(guān)分析結(jié)果如圖2。在穗肥施用高量廢水下抽穗期植株含氮率都達(dá)到或超過了CF處理，表明在減施化肥的情況下，穗期施用適量的廢水，可以保證直播稻灌漿期的氮素養(yǎng)分供應(yīng)。成熟期秸稈和籽粒含氮率變化趨勢(shì)與抽穗期相似，但是秸稈對(duì)廢水施用量變化較敏感。

2.2.3 對(duì)直播稻氮素積累和利用的影響

與植株含氮率相似，各生育階段累積吸氮量基本上以CK最低，A3B3處理最高，總體隨廢水施用量增加而增加（表 6）。在抽穗期，A3B2、A2B3、A3B3處理的吸氮量超過了CF處理，表明在減少化肥施用的情況下，廢水和化肥配施可以有效地滿足灌漿期氮素養(yǎng)分的需要。成熟期籽粒的吸氮量表明了蛋白質(zhì)的生產(chǎn)能力，該階段A3B2、A2B3、A3B3處理的吸氮量超過了CF處理。氮素運(yùn)轉(zhuǎn)率與氮素分配指數(shù)除CK外，各處理間差異不大，而籽粒生產(chǎn)效率有隨廢水施用總量增加而下降的趨勢(shì)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用養(yǎng)豬場(chǎng)的處理廢水能有效提供氮素養(yǎng)分，適量的廢水施用可以滿足直播稻對(duì)養(yǎng)分的需要?；U水120 m3/hm2與穗肥施120 m3/hm2的組合加分蘗期配施尿素225 kg/hm2，與常規(guī)施肥相比，在減少300 kg/hm2尿素和免施磷、鉀化肥的情況下，理論產(chǎn)量增加10.2%，實(shí)際產(chǎn)量增加6.6%。廢水總施用量達(dá)到210 m3/hm2以上的處理都可以達(dá)到常規(guī)施肥的產(chǎn)量。

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