新型肥料在稻蝦共作區(qū)直播水稻應(yīng)用效果初探

彭成林　袁家富　趙書軍　佀國涵　李金華　徐祥玉　徐大兵　賈平安

摘要：在江漢平原稻蝦共作區(qū)，通過田間小區(qū)試驗(yàn)研究3種新型肥料對(duì)直播水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明，對(duì)于新型包膜氮鉀復(fù)合肥，在一次性施肥條件下，隨包膜肥所占比例的下降，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，所有包膜肥處理相對(duì)于推薦施肥對(duì)照均未表現(xiàn)出明顯增產(chǎn)效果，且在水稻生長中后期表現(xiàn)出缺氮癥狀;對(duì)于沃農(nóng)生物有機(jī)肥，在化肥氮減少2.5%～6.3%、化肥鉀減少35.4%～72.9%的條件下，相對(duì)于推薦施肥處理水稻增產(chǎn)2.1%～3.5%，且增產(chǎn)主要是通過增加有效穗來實(shí)現(xiàn)的;對(duì)于PPF菌肥，對(duì)水稻產(chǎn)量影響不明顯。

關(guān)鍵詞：稻蝦共作;包膜肥;生物有機(jī)肥;直播水稻

中圖分類號(hào)：S511.22 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）18-0025-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.18.006 ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Preliminary study on application effect of new fertilizers on direct-seeding rice in integrated rice-crayfish model area

PENG Cheng-lin1，2，YUAN Jia-fu1，ZHAO Shu-jun1，SI Guo-han1，LI Jin-hua3，XU Xiang-yu1，XU Da-bing1，JIA Ping-an3

（1.Institute of Plant Protection and Soil Fertilizers，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China;2.Qianjiang Scientific Observing and Experimental Station of Agro-Environment and Arable Land Conservation，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Qianjiang 433116，Hubei，China;3.Qianjiang Agro-Technology Extension Center，Qianjiang 433199，Hubei，China）

Abstract： In the integrated rice-crayfish model of Jianghan Plain， the effects of three new fertilizers on the yield and nutrient uptake of direct-seeded rice were studied through field plot experiments. The results showed that under the condition of one-time fertilization， the yield of rice showed a downward trend with the decrease of the proportion of coated fertilizer. All coated fertilizer treatments showed no significant yield effect compared with the recommended fertilization control， and showed the symptoms of nitrogen deficiency in the middle and late stages of rice growth. For fertile agricultural bio-organic fertilizer， the nitrogen decreased by 2.5%～6.3%. Under the condition of reducing potassium fertilizer by 35.4%～72.9%， the yield of rice increased by 2.1%～3.5% compared with the recommended fertilization treatment， and the increase was mainly achieved by increasing effective panicles; For PPF bacterial fertilizer， the effect on rice yield was not obvious.

Key words： integrated rice-crayfish model; coated fertilizer; bio-organic fertilizer; direct seeding rice

稻蝦（克氏原螯蝦，Procambarus clarkii）共作模式是一種以澇漬稻田為條件，以種稻為中心，稻草還田養(yǎng)蝦為特點(diǎn)的新興稻田種養(yǎng)復(fù)合生態(tài)模式，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[1]。該模式在長江中下游稻區(qū)發(fā)展很快，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年湖北省稻蝦共作面積共計(jì)27.79萬hm2，較2016年增加4.28萬hm2，且主要分布在江漢平原。近年來，由于直播水稻符合現(xiàn)代稻作輕簡(jiǎn)化的發(fā)展方向，在人少地多和勞動(dòng)力缺乏的情況下，其應(yīng)用面積呈現(xiàn)逐年擴(kuò)大趨勢(shì)，成為部分水稻種植地區(qū)的主要栽培方式[2，3]，該栽培方式在稻蝦共作區(qū)域也得到迅猛發(fā)展。

緩控釋肥料可有效控制養(yǎng)分釋放速度、提高肥料利用率、減少肥料用量和施肥次數(shù)，也具有較好的增產(chǎn)效果[4-8]。生物有機(jī)肥是以有益菌群以及天然有機(jī)物為基質(zhì)和載體，經(jīng)特殊工藝加工而成的一種新型、高效、安全的微生物-有機(jī)復(fù)合肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得了良好效果[9-13]。解磷微生物能夠?qū)⑼寥乐械碾y溶性磷轉(zhuǎn)化為植物可以吸收利用的形態(tài)，在改善土壤磷素營養(yǎng)狀況、提高磷素利用率和促進(jìn)作物增產(chǎn)等方面具有重要作用[14，15]，但在水稻上的應(yīng)用鮮有報(bào)道。本項(xiàng)研究的目的是查明新型包膜氮鉀復(fù)合肥、沃農(nóng)生物有機(jī)肥以及PPF解磷菌肥對(duì)稻蝦共作區(qū)水稻生長的影響，探索化肥減施新技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)的綜合效益和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)概況

試驗(yàn)基地位于湖北省潛江市白鷺湖農(nóng)場(chǎng)關(guān)山分場(chǎng)（30°11′36.07″N，112°43′22.68″E），屬江漢平原低湖區(qū)，北亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，土壤類型為湖積物發(fā)育而成的潮土性水稻土。試驗(yàn)地于2005年水稻收割后挖蝦溝養(yǎng)蝦并一直采用稻蝦共作模式，2006年為共作第一年種植水稻，2017年為連續(xù)第十二年種植水稻。試驗(yàn)前土壤pH 6.8，有機(jī)質(zhì)含量25.2 g/kg，堿解氮含量127.5 mg/kg，有效磷含量10.9 mg/kg，速效鉀含量211.6 mg/kg。供試中稻品種為華潤2號(hào)。

1.2 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)各處理見表1，處理1至處理4為包膜氮、鉀復(fù)合肥不同摻混比例，處理6、處理7為沃農(nóng)肥業(yè)有限公司的生物有機(jī)肥，處理8、處理9為PPF菌肥（解磷菌），處理5、處理10、處理11、處理12為對(duì)照。處理1至處理5，處理9、處理11、處理12施P2O5 48 kg/hm2，處理6至處理8、處理10施P2O5 60 kg/hm2。

處理1至處理4為一次性施肥，全部基施，其他處理氮基肥、分蘗肥、穗粒肥占比分別為40%、30%和30%;磷全部基施;鉀基肥、追肥分別為60%和40%，追肥時(shí)間與最后一次追施氮肥的時(shí)間相同。

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積25 m2。各小區(qū)間做土埂，區(qū)組間留40 cm寬的水溝，方便灌排水和農(nóng)事操作。試驗(yàn)于2017年6月8日播種，每小區(qū)播種已催芽的種子176 g（折算成干稻種子為60 kg/hm2），人工撒直播，10月20日收割。

1.3 ?測(cè)定項(xiàng)目和方法

水稻孕穗期至乳熟期，分別于8月18日、8月24日、9月5日、9月13日、9月20日調(diào)查水稻葉片SPAD，每處理調(diào)查20株。成熟期每小區(qū)采集5穴稻穗樣品用于考種，進(jìn)行水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子評(píng)價(jià)，生物量及氮、磷、鉀含量測(cè)定。各小區(qū)單打單曬，分別測(cè)產(chǎn)。

檢測(cè)方法：土壤pH采用土∶水=1∶5酸度計(jì)法，土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，土壤堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，速效磷含量采用Olsen法測(cè)定，速效鉀用中性NH4Ac浸提-火焰光度法測(cè)定;植物樣全氮、全磷為H2SO4-H2O2消煮，SEAL Auto Analyzer 3型連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定，全鉀為火焰光度計(jì)檢測(cè)。

1.4 ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Microsoft Excel 2010進(jìn)行其他數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?不同肥料處理對(duì)水稻實(shí)收產(chǎn)量的影響

由表2可知，產(chǎn)量最高的是沃農(nóng)公司生物有機(jī)肥處理（處理6和處理7），相對(duì)于推薦施肥處理（處理10）分別增產(chǎn)3.5%和2.1%，但差異未達(dá)顯著水平。對(duì)于新型包膜肥料處理（處理1至處理4），在施純N 96 kg/hm2、K2O 48 kg/hm2條件下，隨包膜氮鉀復(fù)合肥所占比例的下降，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其中30%包膜肥處理（處理4）表現(xiàn)最低，與其他3個(gè)較高比重包膜肥處理之間的差異達(dá)到極顯著水平;4個(gè)包膜肥處理與相同施肥量且分次施用的處理（處理5）進(jìn)行比較可知，N、K 100%和70%包膜肥處理的產(chǎn)量均高于分次施用的處理，但差異不顯著，N、K 50%包膜肥處理與分次施用的處理產(chǎn)量基本相當(dāng)，N、K 30%包膜肥處理產(chǎn)量極顯著低于分次施用的處理。兩個(gè)PPF菌肥處理（處理8和處理9），與推薦施肥處理（處理10）之間差異不大。

2.2 ?不同肥料處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

不同肥料對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響見表3。結(jié)果（表3）表明，理論產(chǎn)量最高的是沃農(nóng)公司生物有機(jī)肥處理（處理6和處理7），相對(duì)于推薦施肥處理（處理10），增加幅度分別為6.0%和2.3%;各產(chǎn)量構(gòu)成因子中，有效穗增加幅度較大，分別達(dá)到8.4%和6.0%。對(duì)于新型包膜肥處理（處理1至處理4），在施純N 96 kg/hm2、K2O 48 kg/hm2條件下，隨包膜氮鉀復(fù)合肥所占比例的下降，水稻的理論產(chǎn)量總體表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其中30%包膜肥處理（處理4）產(chǎn)量表現(xiàn)最低，與100%和70%包膜肥處理之間的差異達(dá)到顯著水平;100%包膜肥處理的每穗總粒數(shù)和千粒重均最高，但結(jié)實(shí)率最低。對(duì)于兩個(gè)PPF菌肥處理（處理8和處理9），與推薦施肥處理（處理10）之間理論產(chǎn)量差異不大，其中處理9的結(jié)實(shí)率明顯低于推薦施肥處理，但差異不顯著。

2.3 ?不同肥料對(duì)水稻氮、磷、鉀吸收的影響

不同肥料處理對(duì)水稻氮、磷、鉀積累量的影響見表4。結(jié)果（表4）表明，沃農(nóng)公司生物有機(jī)肥處理（處理6和處理7）地上部分和子粒中氮積累量均高于推薦施肥處理（處理10）。對(duì)于施用新型緩釋肥料的處理（處理1至處理4），在施純N 96 kg/hm2、K2O 48 kg/hm2條件下，隨包膜氮鉀復(fù)合肥所占比例的下降，地上部分和子粒中氮、鉀的積累量總體表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其中30%包膜肥處理（處理4）地上部分和子粒中氮、鉀的積累量表現(xiàn)最低;所有包膜肥處理地上部分和子粒中鉀的積累量均大幅高于相同施肥量且分次施用的處理（處理5）。兩個(gè)PPF菌肥處理

（處理8和處理9），與推薦施肥處理（處理10）之間各養(yǎng)分吸收量差異不大。

2.4 ?不同肥料處理水稻葉片SPAD變化動(dòng)態(tài)

由表5可見，在水稻生育中后期，不施氮肥處理（處理12）各時(shí)間水稻葉片SPAD除8月18日外均表現(xiàn)最低，其次是4個(gè)有包膜復(fù)合肥的處理（處理1至處理4），除8月24日、9月20日以外，其他時(shí)間的值與相同施肥量且分次施用的處理（處理5）之間的差異達(dá)到顯著水平。沃農(nóng)公司生物有機(jī)肥的兩個(gè)處理（處理6、處理7）水稻葉片SPAD總體處于較高水平，其中8月18日和8月24日有機(jī)肥施用量較低的處理（處理6）顯著高于有機(jī)肥施用量較高的處理（處理7），9月5日及以后兩處理之間差異不明顯。兩個(gè)PPF菌肥處理水稻葉片SPAD總體上與生物有機(jī)肥處理差異不大。推薦施肥處理（處理10）各時(shí)期水稻葉片SPAD總體上表現(xiàn)最高。

3 ?小結(jié)與討論

1）沃農(nóng)肥業(yè)有限公司的生物有機(jī)肥每公頃施375 kg且化肥氮減少2.5%、化肥鉀減少35.4%，總養(yǎng)分量投入相等的條件下，相對(duì)于推薦施肥處理增產(chǎn)3.5%;每公頃施750 kg且化肥氮減少6.3%、化肥鉀減少72.9%，總養(yǎng)分量投入相等的條件下，相對(duì)于推薦施肥處理增產(chǎn)2.1%;兩種用量處理的增產(chǎn)效果均未達(dá)顯著水平。該生物有機(jī)肥的增產(chǎn)主要是通過增加有效穗來實(shí)現(xiàn)的，且能促進(jìn)水稻對(duì)氮鉀的吸收。

2）釋放期為60 d的新型包膜氮鉀復(fù)合肥作基肥一次性施用，在施純N 96 kg/hm2，K2O 48 kg/hm2條件下（相對(duì)于推薦施肥氮、鉀分別減少20.0%和33.3%），隨包膜肥所占比例的下降，水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，即使包膜氮鉀復(fù)合肥比例在70%及以上，也未表現(xiàn)出增產(chǎn)效果，而30%包膜肥處理產(chǎn)量明顯低于對(duì)照。使用新型緩釋肥料的所有處理在中后期葉片SPAD均低于對(duì)照。從田間觀察結(jié)果來看，這些處理中后期均出現(xiàn)了脫肥現(xiàn)象（主要是缺氮），其原因可能是該肥料在稻蝦共作的土壤環(huán)境下，養(yǎng)分釋放時(shí)間偏快所致，因此有必要對(duì)此類肥料增加包膜厚度或改進(jìn)包膜材料，并開展進(jìn)一步的田間應(yīng)用效果研究。

3）PPF菌肥在水稻上的施用效果不明顯。

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