化肥減量配施有機(jī)肥對(duì)水稻產(chǎn)量及效益的影響

何瑞岳

摘要：為研究化肥減量配施有機(jī)肥對(duì)水稻產(chǎn)量及效益的影響，本試驗(yàn)設(shè)置常規(guī)施肥、有機(jī)肥化肥配施、有機(jī)肥配施化肥且全部減量10%、20%和30%，對(duì)水稻產(chǎn)量及效益進(jìn)行分析，結(jié)果表明，隨著施肥量的減少，水稻產(chǎn)量逐漸降低，每畝節(jié)約成本和減少產(chǎn)量比呈逐漸升高的變化趨勢(shì)，在化肥減量30%處理時(shí)，化肥的投產(chǎn)比為1∶6.0，達(dá)到最高，增效明顯。

關(guān)鍵詞：水稻；化肥減量；產(chǎn)量

中國(guó)是世界上最重要的水稻生產(chǎn)國(guó)之一。為追求高水稻產(chǎn)量，從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始，稻田就開(kāi)始大量施用化肥。自1993年以來(lái)，我國(guó)糧食產(chǎn)量不斷增加，與此同時(shí)，我國(guó)化肥的消費(fèi)也不斷增加，一度成為世界第一化肥消費(fèi)大國(guó)。2018年，我國(guó)化肥消費(fèi)總量為5 653.42×104t，占世界化肥總消費(fèi)量的34%。其中鉀肥約為590.28×104t，磷肥約為728.88×104t，氮肥約為2 065.43 ×104t，農(nóng)用復(fù)合肥2 268.84×104t?；视昧恐鹉暝黾?，然而，化肥的大量投入并不能有效提高預(yù)期產(chǎn)量，而且近年來(lái)，在中國(guó)的一些地區(qū)，水稻的產(chǎn)量增長(zhǎng)速度明顯下降甚至停滯[1]。同時(shí)，使用大量化肥使得作物的生長(zhǎng)對(duì)化肥產(chǎn)生過(guò)分依賴，并導(dǎo)致土壤有害物質(zhì)的累積，對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。另一方面，農(nóng)田施肥中有機(jī)肥的施用量所占比例有逐年下降的趨勢(shì)，造成土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，土壤理化性狀發(fā)生改變，并有惡化的趨勢(shì)。此外，過(guò)度施用化肥對(duì)環(huán)境造成了大量的負(fù)面影響，如溫室氣體排放、養(yǎng)分徑流淋失等[2]，這已成為制約作物產(chǎn)量進(jìn)一步提高，影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素。因此，研究可持續(xù)的水稻有效施肥方法是滿足日益增長(zhǎng)的糧食需求和改善環(huán)境的重要措施。

有機(jī)肥是一種含有動(dòng)物蛋白、氨基酸以及氮磷鉀等有機(jī)物質(zhì)的肥料，主要來(lái)源于動(dòng)植物的代謝體，屬于純天然的肥料，并且肥效的時(shí)間較長(zhǎng)[3]。研究表明，有機(jī)肥能夠維持土壤肥力水平，改善土壤結(jié)構(gòu)，是提高土壤養(yǎng)分含量的重要措施，是實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的途徑之一[4]。有機(jī)肥可以為作物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，提高土壤養(yǎng)分積累[5]。它可以優(yōu)化土壤微生物驅(qū)動(dòng)的養(yǎng)分內(nèi)部循環(huán)，使化肥投入量減少。朱經(jīng)偉等[6]研究表明，在氮、磷、鉀肥減施的條件下，追肥5次的處理能夠顯著提高烤煙對(duì)養(yǎng)分的利用效率，提高烤煙對(duì)養(yǎng)分的利用效率并改善煙葉品質(zhì)。閆龍翔等[7]研究表明，不同減施化肥條件下使用生物有機(jī)肥改善土壤微生態(tài)環(huán)境，可以不同程度促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。其中減施化肥20%時(shí)施用生物有機(jī)肥效果最優(yōu)，增產(chǎn)效果達(dá)到10.14%。張璐等[8]研究表明，與習(xí)慣施氮量相比，綠肥結(jié)合習(xí)慣施肥以及綠肥與化肥氮減量20%-40%配施均能保持較高產(chǎn)量。樓宇濤等[9]研究表明，不同化肥減量措施并不會(huì)對(duì)水稻產(chǎn)量、秸稈產(chǎn)量和谷草比產(chǎn)生不利影響，且對(duì)耕地質(zhì)量有顯著的提升效果。袁迎春等[10]研究表明，與單施化肥處理相比，翻壓紫云英配施化肥處理均有助于提高水稻土壤堿解氮含量，有助于提高有效穗、穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量。施用不同類型的肥料可以影響植株對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用。周丹丹等[11]研究發(fā)現(xiàn)，將有機(jī)肥與化肥配合施用，有利于黃瓜植株吸收土壤中氮磷鉀等養(yǎng)分，植株中各種養(yǎng)分均有不同程度的增加。因此，本試驗(yàn)通過(guò)研究化肥減量配施有機(jī)肥對(duì)水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，為水稻合理施肥、提高水稻產(chǎn)量提供參考。

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)田位于永勝縣程海鎮(zhèn)馬軍村委會(huì)石灣北村，地勢(shì)平坦、向陽(yáng)、排灌方便，海拔1 520米，北緯26.442°，東經(jīng)100.664°。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種為泰優(yōu)3 9。有機(jī)肥：有機(jī)質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分（氮-磷-鉀）≥5%；微肥：硼鋅鐵鎂錳肥總養(yǎng)分≥12%，B≥2%、Zn≥1%、Mn≥5%、Fe≥6%，Mg≥2%；氮肥：以金沙江牌尿素為氮源，含純N以46%計(jì)算。磷肥：以普通過(guò)磷酸鈣為磷源，含P2O5以16%計(jì)算；鉀肥：以硫酸鉀為鉀源，含K2O以50%計(jì)算。復(fù)合肥，N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年3-11月進(jìn)行，試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)處理，如表1所示，三次重復(fù)，5月25日小區(qū)劃好后各處理按實(shí)施方案有機(jī)肥100%、復(fù)合肥50%、磷肥100%作基肥施入，并按每畝2.2萬(wàn)穴移栽。6月1日拌除草劑施尿素30%；6月14日在分蘗期施尿素40%、鉀肥50%、復(fù)合肥50%、微肥100%作追肥；8月2日在孕穗期追施尿素30%、鉀肥50%。試驗(yàn)田各小區(qū)于2017年9月24日后進(jìn)入成熟期，9月30日進(jìn)行收獲。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 土壤養(yǎng)分含量的測(cè)定

在水稻收獲時(shí)，取耕層土壤測(cè)定土壤養(yǎng)分含量，土壤pH值的測(cè)定采用pH計(jì)法，稱取16 g干土置于50 ml燒杯中，加入40 ml蒸餾水，攪動(dòng)1 min，放置半小時(shí)，將pH電極插入上部澄清液中，將懸液輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)，待讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)記錄數(shù)據(jù)。

土壤養(yǎng)分含量的測(cè)定參考梁方暉等[12]采用的方法，有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用外加熱法，全氮采用開(kāi)式定氮法，土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量用流動(dòng)分析儀測(cè)定，速效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀測(cè)定采用火焰光度計(jì)法。

1.4.2 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測(cè)定

水稻實(shí)收測(cè)產(chǎn)，于室內(nèi)考察穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重、含水量等穗部性狀，按14%含水量計(jì)算籽粒產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

測(cè)定數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0版軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同處理對(duì)水稻生育進(jìn)程的影響

由表2可知，各處理的秧齡、移栽日期和返青日期均相同，處理3和處理4分蘗日期和處理1相比推遲1d；處理2、3、4、5的抽穗日期和處理1相比均提前，分別提前2d、4d、4d、5d；處理2、3、4、5的成熟日期和處理1相比均提前，分別提前3d、4d、4d、4d。

2.2 不同處理對(duì)水稻田土壤養(yǎng)分含量的影響

土壤養(yǎng)分含量是反映農(nóng)田土壤養(yǎng)分供給能力的重要指標(biāo)。由表3可知，各處理間土壤pH值均相同，為7.8；化肥減量配施有機(jī)肥處理的有機(jī)質(zhì)含量均低于處理1；化肥減量配施有機(jī)肥處理的堿解氮處理2、3、5分別比處理1低6.31%、7.27%、10.28%；處理2、3、4、5速效磷含量均低于處理1，分別低12.50%、145.45%、134.78%和86.21%；添加有機(jī)肥處理速效鉀含量均低于處理1，且隨施肥量的減少呈逐漸降低的變化趨勢(shì)，處理2、3、4、5分別比處理1低13.93%、16.81%、13.93%和16.81%。

2.3 不同處理對(duì)水稻生物學(xué)特性的影響

由表4能夠看出，各處理間基本苗數(shù)沒(méi)有差異，化肥減量配施有機(jī)肥處理的最高莖蘗數(shù)均低于處理1，分別低26.04%、24.56%、25.36%和36.38%；有效穗數(shù)變化趨勢(shì)和最高莖蘗數(shù)相似；化肥減量配施有機(jī)肥處理的穗總粒數(shù)均高于處理1，分別高5.98%、6.90%、5.29%和11.95%；穗實(shí)粒數(shù)變化趨勢(shì)和穗總粒數(shù)相似；化肥減量配施有機(jī)肥處理的千粒重均高于處理1，分別高3.77%、4.29%、5.78%和5.90%；有機(jī)肥配施化肥處理的產(chǎn)量均低于處理1，處理2、3、4、5分別比處理1低13.46%、9.29%、11.70%和12.28%。

2.4 不同處理對(duì)水稻生產(chǎn)效益的影響

由表5能夠看出，化肥減量配施有機(jī)肥處理2、3、4、5分別比處理1減產(chǎn)106.6、83.0、76.6和103.3 kg/畝；處理2、3、4、5產(chǎn)值分別比處理1低319.8、249.9、229.8和309.9元/畝；處理2、3、4、5分別比處理1節(jié)約118.0、167.2、216.4和265.6元/畝；各處理的投產(chǎn)比分別為1∶3.9、1∶4.2、1∶4.8、1∶5.5、1∶6.0，隨著肥料用量的減少投產(chǎn)比呈現(xiàn)逐漸增高的變化趨勢(shì)。

3 討論

化肥是影響作物產(chǎn)量的重要因素，減量?jī)?yōu)化施肥可顯著提高水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，從而優(yōu)化調(diào)控作物產(chǎn)量[13]。在一定程度上，化肥減量配施有機(jī)肥優(yōu)化土壤肥力結(jié)構(gòu)，使土壤養(yǎng)分狀況得到改善，同時(shí)化肥減量能夠減少成本投入，增加經(jīng)濟(jì)效益[14]。本研究結(jié)果表明，隨著施肥量的減少，水稻產(chǎn)量逐漸降低，主要是由于有機(jī)肥的肥效較慢，化肥用量的減少，降低了土壤中速效養(yǎng)分的釋放。

“減肥增效”和“有機(jī)肥代替化肥”是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中研究的重點(diǎn)問(wèn)題，有機(jī)肥和化肥配施，不僅能夠減少畜禽糞便對(duì)環(huán)境的影響，充分利用農(nóng)業(yè)廢棄物，還能夠有效提高土壤酶活性和有效養(yǎng)分含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[15]。鼓勵(lì)和倡導(dǎo)施用有機(jī)肥料，如經(jīng)過(guò)堆放腐熟的綠肥、畜禽糞便、作物殘?bào)w，沒(méi)有經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的菜籽餅、礦石肥，以及利用動(dòng)物殘?bào)w生產(chǎn)其他類似的商品性有機(jī)肥等。有機(jī)肥改善土壤結(jié)構(gòu)，提高其通氣能力、增強(qiáng)和更新土壤中有機(jī)質(zhì)，同時(shí)有機(jī)肥養(yǎng)分全、肥效持久，有機(jī)肥還能改善土壤微生物狀況，改善作物品質(zhì)，增強(qiáng)抗逆性，降低農(nóng)產(chǎn)品成本、提高收益等優(yōu)勢(shì)。有研究表明，施有機(jī)肥茶園比不施肥處理的茶葉產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，其中施沼肥增加茶葉產(chǎn)量效果最好，施沼肥茶園效益高于施菜籽餅、商品有機(jī)肥的茶園[16]。本研究表明，每畝節(jié)約成本和減少產(chǎn)量比呈逐漸升高的變化趨勢(shì)，在化肥減量30%處理時(shí)，化肥的投產(chǎn)比為1∶6.0，達(dá)到最高，增效明顯。

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