韓春龍 劉 田 張 艷 賈海飛 洪 誠
(如皋市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 江蘇如皋 226500)
近年來,水稻種植中農(nóng)民習(xí)慣施肥量大,管理粗放,不僅導(dǎo)致水稻倒伏、病蟲害加重、產(chǎn)量和品質(zhì)降低,而且還造成了資源的浪費(fèi)、肥料利用率低、環(huán)境風(fēng)險增加等一系列問題。如皋市地處長江下游北翼,全市水稻面積5萬hm2左右,該區(qū)域土質(zhì)多為高沙土,土壤有機(jī)質(zhì)含量低,水稻產(chǎn)量約8 250 kg/hm2。因此,為了提高水稻產(chǎn)量,試驗(yàn)設(shè)計利用不同源有機(jī)肥增加耕地土壤微生物功能,培肥土壤地力,降低肥料揮發(fā),從而提高產(chǎn)量和肥料利用率。
目前已經(jīng)有大量有機(jī)肥和無機(jī)肥配施對農(nóng)作物生長和產(chǎn)量影響的研究報道,但是大多數(shù)是在無機(jī)肥料用量的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥料,不計算有機(jī)肥料的養(yǎng)分含量,少有考慮不同源生物有機(jī)肥對農(nóng)作物影響的區(qū)別。本項(xiàng)研究是在減少20%農(nóng)民習(xí)慣施肥量的條件下,再用不同源生物有機(jī)肥中的氮替代部分無機(jī)化肥氮,替代氮量為20%,系統(tǒng)研究不同源生物有機(jī)肥對水稻生長、產(chǎn)量及肥料利用的影響,為水稻減量增效提供技術(shù)支撐,為合理選擇、大面積推廣應(yīng)用生物有機(jī)肥提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2020年5~10月在如皋市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田進(jìn)行。供試土壤類型為薄層高沙土,試驗(yàn)田為常規(guī)稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)。
供試水稻為江蘇省常規(guī)早熟晚粳稻品種‘鎮(zhèn)稻11號’。
試驗(yàn)設(shè)6個處理,3次重復(fù),共18個小區(qū),完全隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積50.6 m2。6個處理如下:不施肥處理(CK),農(nóng)民習(xí)慣施肥處理(FFP),優(yōu)化施肥處理(OPT),豬糞有機(jī)肥替氮20%處理(PM20%),雞糞有機(jī)肥替氮20%處理(CHM20%),牛糞有機(jī)肥替氮20%處理(CM20%)。各處理肥料運(yùn)籌見表1。
表1 水稻試驗(yàn)各處理施肥情況(單位:kg/hm2)
小麥?zhǔn)斋@后,清理茬口,做好田埂,并用薄膜覆蓋,隔離防滲,每個小區(qū)均單設(shè)進(jìn)水口。6月20日按試驗(yàn)方案撒施基肥后,6月22日水稻人工栽插,栽插行株距為25 cm×13 cm。除受控因子外,田間管理、病蟲害防治按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行,各小區(qū)保持一致。
1.4.1 水稻莖蘗動態(tài)及生育進(jìn)程記錄從播種至成熟,分別記載各處理的播種期、移栽期、醒棵期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期,每小區(qū)定點(diǎn)選取連續(xù)10穴水稻,自移栽至齊穗每7 d左右連續(xù)觀測記錄1次分蘗數(shù)量。
1.4.2 產(chǎn)量性狀考查水稻成熟期避開邊行和取樣行,各小區(qū)選取3點(diǎn),每點(diǎn)10穴,統(tǒng)計畝穗數(shù),按照30穴算出每穴平均穗數(shù),取3穴等于或接近各處理平均莖蘗數(shù)的植株,用于計算穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率。成熟后,在每小區(qū)中心位置收割5 m2,所有處理分別割方,分開脫粒,取樣曬干,去除雜質(zhì),測定含水量,按照14.5%水分含量換算,以計算實(shí)產(chǎn)。
1.4.3 數(shù)據(jù)分析和計算方法肥料農(nóng)學(xué)利用率(kg/kg)=(施肥處理籽粒產(chǎn)量-不施肥處理籽粒產(chǎn)量)/施肥量。肥料偏生產(chǎn)率(kg/kg)=施肥處理籽粒產(chǎn)量/施肥量。采用Microsoft Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,SPSS 19.0軟件進(jìn)行ANOV方差分析,LSD法分析差異顯著性。
由表2可知,除CK外,其他5個施肥處理生育期差異不明顯。CK因?yàn)槿鄙俚剩谳^其余處理明顯縮短。抽穗期FFP處理比CK晚3 d,OPT和PM20%處理相同,比CK晚4 d,CHM20%和CM20%處理相同,比CK晚2 d。
表2 不同處理水稻生育進(jìn)程
由表3可知,在水稻移栽后,F(xiàn)FP和OPT處理前期分蘗進(jìn)程明顯比有機(jī)肥替氮處理慢,7月10日以后,因?yàn)镕FP處理氮肥用量較多,分蘗數(shù)量隨之增加,以7月24日高峰莖蘗數(shù)量看,處理FFP>PM20%>OPT>CHM20%>CM20%>CK,從結(jié)果分析出,適量生物有機(jī)肥替氮能加快分蘗進(jìn)程。
表3 不同處理水稻莖蘗動態(tài)變化(單位:萬/hm2)
由表4可知,不同施肥處理產(chǎn)量表現(xiàn)為PM20%>CHM20%>OPT>CM20%>FFP>CK,其中PM20%處理與其余處理差異顯著,CHM20%、OPT、CM20%、CM20%處理間差異不顯著。產(chǎn)量構(gòu)成因子中,6個處理的成穗數(shù)表現(xiàn)為FFP>PM20%>OPT>CHM20%>CM20%>CK,F(xiàn)F、PM20%和OPT 3個處理間差異不顯著;穗粒數(shù)表現(xiàn)為PM20%>OPT>FFP>CHM20%>CM20%>CK,除CK外,5個處理間差異不明顯;千粒重表現(xiàn)為CK>PM20%>CHM20%>OPT>CM20%>FFP,F(xiàn)FP處理千粒重最低,與CK差異顯著;結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為PM20%>OPT>CHM20%>CM20%>CK>FFP,PM20%、OPT和CHM20%3個處理之間差異不顯著,與CM20%和FFP處理差異顯著,F(xiàn)FP處理結(jié)實(shí)率最低。
表4 不同處理水稻產(chǎn)量及穗粒結(jié)構(gòu)比較
由表5可知,OPT、PM20%、CHM20%、CM20%處理的水稻肥料農(nóng)學(xué)利用率和肥料偏生產(chǎn)率均顯著高于FFP處理,各處理的肥料農(nóng)學(xué)利用率分別較FFP處理提高30.2%、54.1%、32.7%和25.8%,肥料偏生產(chǎn)率分別較FFP處理提高27.4%、40.1%、29.1%和25.5%。
表5 不同施肥處對水稻肥料利用效率的影響
適量有機(jī)肥替代化肥可以增加水稻產(chǎn)量,這與前人研究結(jié)果一致。試驗(yàn)結(jié)果表明,較農(nóng)民習(xí)慣施肥減少化肥用量10%的條件下,生物有機(jī)肥氮20%替代化肥,可以大幅度降低化肥用量,提高水稻產(chǎn)量,與農(nóng)民習(xí)慣施肥處理相比,不同源生物有機(jī)肥處理的肥料農(nóng)學(xué)利用率增幅為11.9%~37.1%,肥料偏生產(chǎn)率增幅為3.7%~24.6%。其中當(dāng)純氮量為270 kg/hm2時,豬糞有機(jī)肥處理能顯著提高水稻產(chǎn)量,較習(xí)慣施肥和優(yōu)化施肥處理分別增產(chǎn)12.2%和9.9%,可見豬糞有機(jī)肥優(yōu)于其余2種生物有機(jī)肥。