炭基復(fù)合肥對(duì)水稻植物學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響

白懷瑾，鄭云峰，郭 蘭，楊宜紅，岳振平

（河南省濮陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 濮陽 457000）

中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2015～2019 年我國農(nóng)用化肥施用量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，近5 年來我國化肥施用總量呈逐年下降趨勢(shì)，其中2019 年化肥施用總量為5 403.59 萬t，比2015 年下降11.45%[1]，說明我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中切實(shí)實(shí)施了國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部減肥減藥的行動(dòng)。氮、磷、鉀肥是河南濮陽地區(qū)農(nóng)田施用最普遍的化肥，但肥料利用率很低。2020 年中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布秸稈炭基肥利用增效技術(shù)，該技術(shù)具有減肥增效作用，是一種利國利民利生態(tài)的新型生態(tài)綠色環(huán)保型肥料[2]。

炭基復(fù)合肥以生物質(zhì)炭為基質(zhì)，通過高溫?zé)峤馓炕纬筛缓u基、羧基等含碳量豐富、穩(wěn)定的固態(tài)物質(zhì)，并添加有機(jī)、無機(jī)質(zhì)配制而成。它的作用機(jī)理是利用生物質(zhì)炭的多孔性能以及較強(qiáng)的吸附能力，結(jié)合各種養(yǎng)分和有益微生物，具有改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)微生物活性、提高肥料利用率、凈化土壤微生態(tài)環(huán)境等功效[3，4]。姜濤等研究表明，在根際干物質(zhì)形成期，炭基肥處理的干物質(zhì)累積量和累積速率比對(duì)照和復(fù)合肥處理大；另外，炭基肥處理作物功能葉SPAD 值在不同生育期均高于復(fù)合肥和對(duì)照處理，說明炭基肥有利于葉片在生育后期保持較高的葉綠素含量，延長葉片功能期，防止早衰[5]。樊鵬飛等研究了滴灌減氮下生物炭基肥對(duì)植煙土壤無機(jī)氮組分含量的影響，結(jié)果顯示，與常規(guī)對(duì)照處理相比，中高添加量的生物炭基肥能延緩硝態(tài)氮的淋失時(shí)間，顯著提高土壤硝態(tài)氮含量；與對(duì)照相比，滴灌下施用生物炭基肥能顯著提高移栽中后期土壤的銨態(tài)氮、堿解氮、無機(jī)氮、全氮含量，且滴灌下施用生物炭基肥處理的作物農(nóng)藝性狀指標(biāo)基本上均高于對(duì)照處理[6]。楊天昱研究表明，施加生物炭基肥有利于稻田土壤物理性狀的改良、化學(xué)性質(zhì)的改善，且可促進(jìn)水稻產(chǎn)量的提高[7]。

為進(jìn)一步明確炭基復(fù)合肥對(duì)水稻生長的影響，本研究以水稻品種新豐2 號(hào)為試驗(yàn)材料，分析炭基復(fù)合肥對(duì)水稻株高、莖粗、穗長、分蘗等植物學(xué)性狀和穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，以期為炭基復(fù)合肥在水稻生產(chǎn)上的實(shí)際推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2018 年5 月～11 月在河南省濮陽縣國升農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社內(nèi)進(jìn)行。示范地地勢(shì)平坦，肥力均勻。

1.2 供試材料

供試水稻品種為新豐2 號(hào)。

供試肥料為秸稈生物質(zhì)炭基復(fù)合肥，尿素、磷鉀肥均為市購。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)處理，3 次重復(fù)，處理小區(qū)面積13 m2。精確施肥量，不同處理間通過聚氯乙烯（PVC）或筑梗等措施進(jìn)行隔離，以避免水肥流串影響結(jié)果準(zhǔn)確性，各處理間除施肥外其他田間管理措施相同，具體見表1。

表1 不同處理施肥用量

1.4 測(cè)定內(nèi)容與方法

于9 月30 日對(duì)各處理水稻的株高、莖粗、穗長和單株分蘗數(shù)進(jìn)行測(cè)量;于10 月6 日對(duì)各處理水稻分別進(jìn)行收割，并對(duì)各處理水稻的穗粒數(shù)、空粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，采用單因素分析、多重比較（LSD 法）進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻植物學(xué)性狀的影響

由表2 可以得出，與對(duì)照相比，撒施炭基復(fù)合肥的各處理均可改善水稻的植物學(xué)性狀，但不同處理的改善程度略有不同。處理1 的水稻株高、莖粗、穗長、單株分蘗數(shù)分別較CK 高7.19%、15.96%、14.77%、84.25%;處理2 的水稻株高、莖粗、穗長、分蘗數(shù)分別較CK 高4.94%、9.55%、7.23%、23.62%;處理3 的水稻株高、莖粗、穗長、單株分蘗數(shù)分別較CK 高2.41%、1.81%、15.07%、46.46%;處理4 的水稻株高、莖粗、穗長、單株分蘗數(shù)分別較CK 高2.67%、11.37%、20.80%、24.41%。

表2 不同處理對(duì)水稻植物學(xué)性狀的影響

2.2 不同處理對(duì)水稻成產(chǎn)因素的影響

由表3 可以看出，處理1 的水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重分別較CK 高3.30%、4.86%、0.46%，空粒數(shù)、結(jié)實(shí)率分別較CK 降低30.29%、0.11%；處理2 的水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重分別較CK 高2.49%、3.28%、0.21%、0.38%，空粒數(shù)較CK低24.20%；處理3 的水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重分別較CK 高1.87%、3.17%、0.31%，空粒數(shù)較CK 降低23.19%，而結(jié)實(shí)率與CK 一致；處理4 的穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重分別比CK 高1.36%、1.06%、0.12%，穗數(shù)、空粒數(shù)分別比CK 低1.87%、38.70%。說明與CK 相比，處理1、處理2、處理3 均具有增加水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和降低空粒數(shù)的優(yōu)勢(shì)，其中處理1 的優(yōu)勢(shì)最明顯；處理4 在降低空粒數(shù)、增加結(jié)實(shí)率方面優(yōu)勢(shì)最佳。

表3 不同處理對(duì)水稻成產(chǎn)因素的影響

2.3 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

從表4 可以看出，水稻產(chǎn)量由高到低排序?yàn)樘幚?>處理2>處理3>處理4>CK，處理1、處理2、處理3、處理4 分別較CK 顯著增產(chǎn)10.17%、7.95%、7.58%、6.92%。水稻產(chǎn)量方差分析結(jié)果詳見表5。

表4 不同處理水稻產(chǎn)量多重比較結(jié)果

表5 水稻產(chǎn)量方差分析

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定條件下，相比常規(guī)施肥，在水稻上施用秸稈生物炭基復(fù)合肥料能夠?qū)λ镜闹旮?、莖粗、分蘗數(shù)、穗數(shù)、平均穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、空粒數(shù)等指標(biāo)有所改善，進(jìn)而增加水稻的產(chǎn)量。這與王麗[8]的研究結(jié)果相一致，說明炭基復(fù)合肥能部分替代緩釋復(fù)合肥。綜上所述，在水稻上施用炭基復(fù)合肥能夠促進(jìn)水稻生長發(fā)育，改善水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素，進(jìn)而有助于穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。炭基復(fù)合肥適宜在濮陽水稻種植區(qū)進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

4 討論

水稻的產(chǎn)量是決定其經(jīng)濟(jì)效益的重要因素，而經(jīng)濟(jì)性狀是決定產(chǎn)量的關(guān)鍵因子。本研究結(jié)果表明，與對(duì)照相比，施用炭基復(fù)合肥的處理均減少了氮、磷、鉀的施用量[8，9]，提高了肥料利用率且有助于穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較大的推廣應(yīng)用潛力[10]。不同炭基復(fù)合肥處理間的水稻產(chǎn)量及植物學(xué)性狀指標(biāo)存在明顯差異，但炭基復(fù)合肥的具體作用機(jī)理[11-13]以及對(duì)推廣地土壤質(zhì)量[14-17]、增加土壤微生物活力[18-20]、重金屬污染水稻田所生產(chǎn)稻谷米質(zhì)[21-23]等的影響還有待進(jìn)一步深入研究。