減氮條件下施用蚓糞對土壤性質(zhì)和水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

周 星，徐年龍，周娜娜，徐夢彬，王 升

（江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，江蘇 南京 210019）

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們?yōu)榱俗非笞魑锏母弋a(chǎn)而大量施用化肥。過量施用化肥不僅使土壤生產(chǎn)力急速下降，還引起周圍環(huán)境的污染及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的下降[1-2]。隨著人們生活水平的提高，農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)逐漸受到人們的關(guān)注[3]。有機肥是一種經(jīng)生物物質(zhì)、動植物廢棄物、植物殘體加工而來，富含大量有益物質(zhì)，它不僅能為農(nóng)作物提供全面營養(yǎng)，而且肥效長，可增加和更新土壤有機質(zhì)，促進微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性[4-5]。

蚓糞作為一種環(huán)保型有機肥，其刺激植物生長、提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)的作用是多數(shù)研究者的共識[6-7]。當(dāng)前大部分研究集中于蚓糞對水稻育秧的效果方面[8-10]，很少有研究施用蚓糞對水稻生長及品質(zhì)的影響，且由于其價格昂貴，將其單獨作為有機肥施用在生產(chǎn)上難以大面積實現(xiàn)[11]。而蚓糞與化肥配施不僅能發(fā)揮各自的優(yōu)勢，還能降低施用蚓糞的成本。本試驗在2種減氮條件下，探究施用不同用量的蚓糞對土壤性質(zhì)、水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為以后蚓糞在水稻生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗設(shè)在江蘇省鹽城市射陽縣鹽城農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的小1#田（120°15′50″E、33°40′30″N），土壤為壤性潮鹽土，前茬作物為小麥，土壤肥力中等。土壤中有機質(zhì)含量（質(zhì)量分數(shù)，下同）24.3 g/kg，全氮含量1.81 g/kg，堿解氮含量118 mg/kg，速效磷含量18.6 mg/kg，速效鉀含量95 mg/kg，pH值7.9。

1.2 試驗材料

供試品種：南粳9108，由江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司新洋分公司提供。

供試肥料：潤墾尿素（總氮質(zhì)量分數(shù)≥46.4%），由江蘇雙多化工有限公司生產(chǎn)；復(fù)合肥（N、P2O5、K2O質(zhì)量分數(shù)均為15%，總養(yǎng)分≥45%），由蘇州上研化肥科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。蚓糞由南京肥甘農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，于2020年6月14日人工一次性撒施用作基肥。

1.3 試驗設(shè)計

本試驗共設(shè)置8個處理，包括常規(guī)對照、空白、2種減氮條件下施用3種用量的蚓糞，依據(jù)磷鉀養(yǎng)分一致原則設(shè)計（詳見表1）。每個處理面積約為200 m2（南北長7.0 m，東西長28.6 m），水漿管理與病蟲害防治同其他大田。

表1 8種肥料處理方案 kg/667 m2

1.4 試驗田管理

水稻于2020年5月7日落谷，6月15號機械移栽，10月27日機械收割。6月14日人工撒施基肥，6月24日施用第1遍分蘗肥，7月1日施用第2遍分蘗肥，7月23日施用促花肥，8月5日施用保花肥，其余措施同大田。

1.5 測定項目

在水稻收獲后人工土鉆取樣，待土樣風(fēng)干后磨細過篩寄往白馬湖檢測中心檢測土壤性質(zhì)：全氮含量采用凱氏定氮法測定；有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測定；堿解氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用火焰光度計法測定；pH值采用電位法測定，水土質(zhì)量比為2.5∶1.0；電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀測定。

水稻產(chǎn)量：水稻成熟后，對水稻進行割方測產(chǎn)，之后換算成標準含水量下的產(chǎn)量。

稻谷品質(zhì)測定前，先將稻谷曬干揚凈，取稻谷樣品，參照GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》測定食味品質(zhì)（米粒食味值、蒸煮外觀、口味）。

稻谷的糙米率：每次稱取120 g左右的凈稻谷，采用三立式礱谷機碾磨為糙米，并稱量，重復(fù)3次取平均值。糙米率＝（m糙米/m稻谷）×100%。

精米率：每次稱取120 g左右的凈稻谷，采用LTJM-2099精米機，脫殼碾白，除去一定量的皮層和胚，除去糠粉后，分揀出精米并稱質(zhì)量（m），重復(fù)3次取平均值。精米率＝（m精米/m稻谷）×100%。

整精米率：按照GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》方法進行，將碾磨后的精米進行挑選，挑出整精米后，稱質(zhì)量。整精米率＝（m整精米/m稻谷）×100%。

堊白粒率：從優(yōu)質(zhì)稻谷精米試樣中隨機數(shù)取整精米100粒，揀出有堊白的米粒求出堊白粒率。平行測定2次，取其平均值。堊白率=堊白粒數(shù)/100×100%。

堊白度：在揀出的堊白米粒中，隨機取10粒（不足10粒者按實有數(shù)?。琢Ｆ椒?，正視觀察，逐粒目測堊白面積占整個籽粒投影面積的百分率，求出堊白面積的平均值。平行測定2次，取其平均值記為堊白大小，堊白度=米粒中堊白部位投影面積/米粒投影面積×100%。

1.6 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)及制表繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對土壤理化性質(zhì)的影響

由表2可見，與常規(guī)施肥相比，施用蚓糞后土壤全氮含量都低于對照；土壤有機質(zhì)含量僅在V3和V4這2個處理下得到提高；土壤堿解氮含量在減氮10%+施用蚓糞（V3、V4和V5）后均較常規(guī)施肥對照（V2）增加，但減氮量加大后的V6、V7和V8處理土壤堿解氮含量都低于對照（V2）；有效磷含量在V4、V7和V8處理下均高于對照（V2）；速效鉀含量在V4和V8處理下有所提高；土壤pH值僅在V4處理下降低幅度最大；施用蚓糞后土壤電導(dǎo)率都高于對照（V2）。說明在減氮10%后施用300 kg/667 m2蚓糞能提高土壤的有機質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀含量，pH值也處于最低水平。

表2 不同減氮+蚓糞處理對土壤理化性質(zhì)的影響

2.2 不同肥料處理對水稻產(chǎn)量的影響

由圖1得，與常規(guī)對照（V2）相比，水稻產(chǎn)量僅在V4和V5這2種處理下增產(chǎn)，但增產(chǎn)幅度較小，其余處理都低于對照（V2）。除不施肥處理外，在V3處理下產(chǎn)量最低。說明在減氮10%的條件下，施用300～400 kg/667 m2的蚓糞能夠提高水稻的產(chǎn)量。

圖1 不同減氮+蚓糞處理對水稻產(chǎn)量的影響

2.3 不同肥料處理對水稻品質(zhì)的影響

由表3得，除不施肥處理外，各肥料處理下，水稻的糙米率和精米率都達到了國家優(yōu)質(zhì)稻米的1級標準，且在減氮10%+蚓糞施用后水稻的精米率都高于對照（V2）。與常規(guī)對照（V2）相比，減氮10%+施用蚓糞后水稻的整精米率都達到了1級標準；施蚓糞的處理中，V3和V4這2個處理下水稻的堊白粒率和堊白度都低于對照（V2），且在V4處理下都達到最低，其余蚓糞處理都不能達到降低水稻的堊白粒率和堊白度的效果，且在V8處理下達到最高。說明V4這個處理不僅能提高水稻的精米率和整精米率，還能降低水稻的堊白粒率和堊白度，有效地改善水稻的外觀品質(zhì)。

表3 不同減氮+蚓糞處理對水稻品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

在減氮10%的條件下，施用200～300 kg/667 m2的蚓糞后能提高土壤的有機質(zhì)含量，但減氮量加大時繼續(xù)施用蚓糞后土壤有機質(zhì)含量不再提高，土壤的堿解氮、有效磷、速效鉀含量在減氮10%+300 kg/667 m2蚓糞處理（V4）下得到提高，pH值也達到最低。研究也同樣表明，施用蚓糞后能提高土壤的有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量[12-13]，這主要與蚓糞本身的性質(zhì)有關(guān)。蚓糞本身是一種養(yǎng)分、腐殖質(zhì)及生物活性都高的有機肥，將其施入土壤后給土壤帶入了大量的腐殖質(zhì)、養(yǎng)分及微生物等，一方面它能夠直接增加土壤的有機質(zhì)含量，另一方面由于微生物的加入能夠提高其對土壤中固有養(yǎng)分的分解利用能力，從而能有效提高土壤中的養(yǎng)分含量，同時使該種偏堿土地中的pH值維持在較低水平。但當(dāng)減氮量加大后，土壤的養(yǎng)分含量提升效果較差，這可能是由于化肥施用量減少加上蚓糞肥效釋放緩慢，尚不能充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，因此對土壤性質(zhì)的改善效果欠佳。

在減氮10%的條件下，施用300～400 kg/667 m2的蚓糞增加了水稻的產(chǎn)量，且減氮10%+蚓糞300 kg/667 m2的處理對水稻的品質(zhì)也產(chǎn)生了有利的影響，水稻的精米率和整精米率都達到了國家優(yōu)質(zhì)水稻的1級標準，水稻的堊白粒率和堊白度也得以降低。這可能與施用300 kg/667 m2蚓糞后，土壤的養(yǎng)分含量得到提高后會增強水稻地上部的生長，水稻葉片的光合作用也相應(yīng)得到增強，從而能防止根系和功能葉的早衰，促進光合產(chǎn)物的運輸和積累，進而增加灌漿的充實度，提高水稻的整精米率，降低堊白粒率和堊白度，水稻產(chǎn)量也得到提高。但氮量減少得多對水稻產(chǎn)量及其品質(zhì)都產(chǎn)生了不利的影響。

綜上所述，在減氮10%的情況下，施用300 kg/667 m2的蚓糞不僅對土壤的有機質(zhì)及速效養(yǎng)分含量提升效果較好，還能夠提高作物產(chǎn)量，同時對水稻的碾米和外觀品質(zhì)改善較好。所以在減氮10%的基礎(chǔ)上，推薦使用300 kg/667 m2的蚓糞，這對土壤和作物產(chǎn)量、品質(zhì)的提升效果都較好。