化肥+有機肥+生石灰配合施用對水稻產量和化肥利用效率的影響

宋瑞瑚，胡興鋼，馮廷顯，劉潤梅，李曉梅，王科舉，黎桂英，李庭貴

（文山州農業(yè)環(huán)境保護監(jiān)測站，云南文山663099）

農藝措施是影響土壤肥力、作物產量和肥料利用效率的重要因子。合理的施肥方式可以改善土壤肥力，提高養(yǎng)分利用效率，從而影響農作物健康生長。當前中國城市化、工業(yè)化進程不斷加快，國家、城市和農村建設用地占用耕地，以及農村勞動力缺少導致部分耕地閑置，農業(yè)生產結構的調整導致部分耕地重用輕養(yǎng)，生產生活不合理使用化肥農藥對農業(yè)耕地土壤的影響日趨嚴重。在農業(yè)生產中廣泛利用化肥對糧食的持續(xù)高產起了較大作用[1］。根據(jù)聯(lián)合國糧農組織（FAO）的估計，化肥對農作物增產的貢獻率為40%～60%[2］。張福鎖等總結了近年來在全國糧食主產區(qū)進行的1 333個田間試驗結果，發(fā)現(xiàn)水稻的氮肥利用率為28.3%，與20世紀80年代相比呈下降趨勢[3］。2010年云南省化肥施用量為184.6萬t，其中氮肥、磷肥、鉀肥和復合肥施用量分別為 97.5萬 t、27.2萬 t、18.0萬t和 42.0 萬 t[4～5］，是 2004 年化肥施用量（137.2 萬 t）的1.35倍[1］。云南省農業(yè)生產中不合理施肥現(xiàn)象非常普遍，據(jù)調查分析，云南省糧食作物玉米、稻谷、小麥、豆類、薯類等化肥施用量分別為1 078.5 kg/hm2、1 003.5 kg/hm2、769.5 kg/hm2、693.0 kg/hm2、1 104.8 kg/hm2[6～7］。肥料偏生產力（Partial factor productivity，PFP）是指施用某特定肥料下的作物產量與施肥量的比值，是反映當?shù)赝寥阑A養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應的重要指標[8］。劉潤梅等研究表明，云南省水稻生產中化肥偏生產力為24.2 kg/kg[9］。另外，在農業(yè)生產中廣泛采用石灰來調節(jié)酸性土壤pH值，具有明顯效果，本實驗擬根據(jù)供試田塊的肥力狀況，采用平衡施肥法確定化肥施用量，再配合施用有機肥和生石灰等不同農藝措施，研究其對水稻產量及化肥偏生產力的影響，綜合評價不同農藝措施的生產指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年4-12月在云南省文山州馬關縣進行，供試土壤為水稻土，前茬空閑，供試土壤主要農化性狀見表1。

表1 供試土壤理化性狀

1.2 供試材料

供試作物為水稻，品種為內香8518。供試肥料品種為復合肥（10-5-5）、尿素、硫酸鋅、生石灰、葉林牌商品有機肥。

1.3 試驗設計

試驗設置在中等肥力田塊，設4個處理，分別為處理1（CK），單施化肥；處理2，化肥+有機肥配施；處理3，化肥+生石灰配施；處理4，化肥+有機肥+生石灰配施。水稻人工栽秧，株行距15 cm×21 cm，栽種密度28.5萬穴/hm2，每穴2～3株。小區(qū)面積30 m2，每個處理3次重復，共12個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。

化肥施用量為 N 181.5 kg/hm2，P2O537.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2，ZiSO422.5 kg/hm2。氮肥 2/3 作基肥、1/3作追肥分別于分蘗期和拔節(jié)孕穗期追施，磷、鉀肥全部作基肥施用，硫酸鋅、有機肥作基肥一次性施用。有機肥處理施用商品有機肥22.5 kg/hm2，石灰處理施用生石灰1 125 kg/hm2。石灰和有機肥處理在翻耕之前均勻撒入并隨機翻耕，基肥在移栽之前施入，追肥在分蘗期和拔節(jié)孕穗期分別施入，按時進行中耕管理和病害防治。

1.4 樣品采集與測定

試驗種植前采集基礎土樣，于成熟期采集土壤樣品，同時測產。土壤pH值測定采用土液比1∶2.5電位法，全氮用凱氏法，堿解氮用堿解擴散法，有效磷用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法，速效鉀用乙酸銨浸提—火焰光度法測定[10］。

化肥偏生產力（PFP）（kg/kg）=施肥后所獲得的作物產量/化肥純養(yǎng)分的投入量。

數(shù)據(jù)分析用3414田間試驗設計與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)（版本2.0）進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 各處理對水稻產量的影響

在田間條件下，各處理對水稻產量的影響見圖1。結果表明，化肥+有機肥配施（處理2）和化肥+有機肥+生石灰配施（處理4）水稻的平均產量均為7 106.7 kg/hm2，比單施化肥（處理1，CK）增產20.3%。酸性土壤上采用化肥+生石灰配施能明顯增加水稻產量，比單施化肥增產10.3%，但差異不顯著。充分體現(xiàn)了化肥、有機肥配施及酸性土壤配施生石灰有利于產量的提高，這與現(xiàn)有的研究結果一致。

圖1 各處理對處理水稻產量的影響

圖2 各處理對水稻處理化肥偏生產力的影響

2.2 各處理對水稻化肥偏生產力的影響

在田間條件下，各處理對水稻化肥偏生產力具有一定的影響（圖2）。在化肥施用量相同條件下，與單施化肥（處理1，CK）相比，化肥+有機肥+生石灰配合施用能提高化肥偏生產力20.3%，酸性土壤施用生石灰能提高水稻化肥偏生產力10.2%。充分體現(xiàn)了化肥+有機肥配施和化肥+有機肥+生石灰配施有利于水稻化肥偏生產力的提高。

2.3 各處理對土壤pH值的影響

在田間條件下，當季水稻種植前基礎土樣pH值為6.3，單施化肥、化肥+有機肥、化肥+生石灰、化肥+有機肥+生石灰處理3次重復水稻收獲后土壤pH值分別是6.40、6.41、6.43和6.45，比種植前增加0.10～0.15個單位，說明化肥配施一定量的生石灰和有機肥有助于酸性土壤pH值的升高。

3 結論

本試驗通過土壤養(yǎng)分含量和水稻目標產量確定施肥量的方法，結合施用有機肥和石灰調節(jié)酸堿度的措施，研究不同農藝措施對水稻產量和化肥偏生產力的影響。研究結果表明，在田間條件下，與單施化肥相比，化肥+有機肥配施及化肥+有機肥生石灰配施有利于提高水稻產量和化肥偏生產力，能提高水稻產量20.3%和提高化肥偏生產力20.3%，化肥配施生石灰能提高水稻產量10.3%和提高化肥偏生產力10.2%。試驗前后土壤pH值提高0.1～0.15個單位，在酸性農田土壤中，施用一定量的生石灰來調節(jié)土壤酸堿度，通過調節(jié)土壤pH值，達到產量增加、提高化肥偏生產力效果。