有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響

田 苗 李 鵬 趙 珅 姜 虹 趙婷婷 賀 丹

（黑龍江農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)畜產(chǎn)品綜合利用研究所，黑龍江哈爾濱 150036）

水稻是中國(guó)的主要糧食作物之一，中國(guó)水稻播種面積占全國(guó)糧食作物的25%，產(chǎn)量則占50%以上。所以確保我國(guó)水稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)國(guó)家糧食安全起著十分重要的作用。施肥是提高水稻產(chǎn)量的重要手段，根據(jù)中國(guó)化肥試驗(yàn)網(wǎng)70個(gè)5年以上定位試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，化肥在糧食增產(chǎn)中的作用達(dá)到53%［1］。隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)集約化程度的不斷提高，化肥用量大幅度增加，有機(jī)肥施用比重逐漸減少，造成土壤退化、環(huán)境惡化等嚴(yán)峻的負(fù)效應(yīng)。有機(jī)無(wú)機(jī)肥配合，結(jié)合了化肥的養(yǎng)分濃度高、速效性和有機(jī)肥的養(yǎng)分完全、持久性的特點(diǎn)，既滿足了水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的養(yǎng)分需求，又保證了土壤肥力的持續(xù)提高和土壤性狀的改善［2-4］。有機(jī)無(wú)機(jī)肥配合施用及相關(guān)研究已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)［5-6］。侯紅乾等［7］在江西雙季稻區(qū)進(jìn)行連續(xù)25年的田間定位試驗(yàn)，結(jié)果表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的紅壤稻田系統(tǒng)的增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性最好，年產(chǎn)量比CK和化肥處理分別增產(chǎn)65.36%～71.52%和3.9%～7.8%。徐明崗等［8］在湖南雙季稻區(qū)進(jìn)行連續(xù)6年的田間定位試驗(yàn)，結(jié)果表明，化肥有機(jī)肥配合施用能提高水稻產(chǎn)量和肥料利用率、培肥土壤，是南方水稻田簡(jiǎn)單易行的環(huán)境保護(hù)性施肥技術(shù)。高菊生等［9］在湖南省祁陽(yáng)縣研究了長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤有效養(yǎng)分的影響，結(jié)果表明，長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能提高水稻產(chǎn)量，培肥地力。周江明［10］在氮施用量相同的條件下，研究不同比例有機(jī)肥和化肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和氮素吸收的影響，結(jié)果表明，有機(jī)肥氮為40%、20%、40%時(shí)，早稻、晚稻和單季稻產(chǎn)量最高，分別比單施化肥區(qū)增產(chǎn)8.5%、2.8%和4.6%。目前關(guān)于有機(jī)無(wú)機(jī)肥配合施用的研究較多，大多集中在中國(guó)南方地區(qū)，在中國(guó)北方冷涼地區(qū)，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤肥力的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。

1 材料與方法

1.1 材料供試水稻品種為墾香稻08-169（生育日數(shù)132～135 d，主莖12.5片葉，株高90 cm左右，穗長(zhǎng)18.6 cm左右，每穗粒數(shù)126粒左右，千粒重30.4 g左右。抗倒伏能力強(qiáng)，耐冷性較強(qiáng)），由黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院水稻所提供。2種肥料（有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合肥1、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合肥2）由安徽某公司提供。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況試驗(yàn)地位于黑龍江省佳木斯市農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)畜產(chǎn)品綜合利用研究所試驗(yàn)田內(nèi)，該區(qū)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期，年平均氣溫3 ℃，有效積溫2 590 ℃·d。無(wú)霜期140 d左右，年降水量527 mm，日照時(shí)數(shù)2 525 h，無(wú)霜期約130 d，適合多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理：處理①有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合肥1，基施690 kg/hm2，追施穗肥尿素90 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2；處理②有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合肥2，基施690 kg/hm2，追施穗肥尿素90 kg/hm2、硫酸鉀45 kg/hm2；處理③單施化肥（NPK），二銨100 kg/hm2，全作基肥，尿素330 kg/hm2，36%作基肥，36%作返青肥，9%作調(diào)節(jié)肥，19%作穗肥，硫酸鉀150 kg/hm2，50%作基肥，50%作穗肥；處理④不施肥（CK）。除處理④外，各處理總養(yǎng)分含量278 kg/hm2，小區(qū)面積40 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。各小區(qū)用擋板隔開(kāi)。試驗(yàn)田于5月13日整地，后施入基肥，5月15日施入苗期封閉除草劑，5月20日插秧，7月10日施用穗肥，9月21日收獲。處理其他管理措施一致，試驗(yàn)開(kāi)始前0～20 cm耕層土壤基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)24.9 g/kg、全氮1.39 g/kg、全磷0.47 g/kg、全鉀17.8 g/kg、堿解氮80.9 mg/kg、速效磷20.6 mg/kg、速效鉀34.7 mg/kg。

1.4 樣品采集與測(cè)定項(xiàng)目水稻收獲后，分小區(qū)單打、單收，水稻實(shí)際產(chǎn)量用烘干法折算，以風(fēng)干重計(jì)產(chǎn)。水稻收獲后，采集0～20 cm的耕層土壤，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采集5點(diǎn)，混勻后根據(jù)四分法取土壤樣品1 kg左右，在室內(nèi)風(fēng)干，磨細(xì)過(guò)1.00和0.25 mm篩以備分析之用。土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定，全磷含量采用酸溶-鉬銻抗比色法測(cè)定，堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀、速效鉀含量采用火焰光度法測(cè)定［11］。

1.5 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，采用Excel 2003作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)水稻產(chǎn)量的影響從表1可以看出，與單施化肥（處理③）相比，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥（處理①、②）增產(chǎn)效果顯著，分別增產(chǎn)22.9%和10.1%。從水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子看，與單施化肥相比，施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥的處理①與處理②增加了水稻結(jié)實(shí)率，分別增加了2.6和2.2百分點(diǎn)，其他構(gòu)成因子各處理有差異但差異不顯著。可見(jiàn)施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥促進(jìn)了水稻后期的灌漿，從而增加了產(chǎn)量。

表1 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

2.2 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)稻米品質(zhì)的影響

2.2.1 稻米外觀品質(zhì) 從表2可以看出，與單施化肥相比，施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥（處理①、②）提高了稻米加工質(zhì)量，處理③糙米率、精米率、整精米率平均提高1.7、1.4、3.3百分點(diǎn)；處理②糙米率、精米率、整精米率平均提高1.4、1.7、3.5百分點(diǎn)。施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥處理堊白粒率都高于單施化肥處理，堊白度低于單施化肥。處理①和處理②堊白粒率分別提高0.85和0.93百分點(diǎn)，堊白度分別降低0.2和0.1百分點(diǎn)。米粒長(zhǎng)寬比和透明度與單施化肥相比沒(méi)有變化。

2.2.2 稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 從表2可以看出，施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥處理膠稠度、蛋白質(zhì)含量高于單施化肥處理，直鏈淀粉含量低于單施化肥處理。處理①和處理②直鏈淀粉含量分別降低0.5和0.6百分點(diǎn)，膠稠度分別提高3.2和2.1百分點(diǎn)，蛋白質(zhì)含量分別提高0.4和0.5百分點(diǎn)，增強(qiáng)了適口性。

表2 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)稻谷主要品質(zhì)性狀的影響

2.3 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)土壤肥力的影響于水稻收割后，采樣分析不同施肥處理下土壤全量、速效養(yǎng)分的含量。結(jié)果表明（表3），不施肥處理（處理④）土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效磷、速效鉀含量均有所降低，分別降低20.5%、3.6%、19.2%、7.9%、5.3%、4.6%，土壤全氮、速效磷和速效鉀含量下降較少，堿解氮含量升高26.1%，這可能與試驗(yàn)地點(diǎn)在城市市郊，環(huán)境帶來(lái)氮素營(yíng)養(yǎng)較豐富有關(guān)。單施化肥處理（處理③）土壤全鉀含量降低0.56%，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別提高8.0%、18.0%、42.5%、102.7%、136.9%、99.4%，說(shuō)明單施化肥也具有培肥地力的作用。有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥處理對(duì)養(yǎng)分的提高顯著高于單施化肥處理，處理①與處理②各養(yǎng)分指標(biāo)分別提高：有機(jī)質(zhì)21.7%、24.1%，全氮25.2%、25.9%，全磷138.3%、157.4%，全鉀5.62%、5.06%，堿解氮118.9%、125.0%，速效磷153.4%、156.8%，速效鉀110.1%、113.8%，可見(jiàn)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥比單施化肥處理培肥地力作用更明顯。

表3 各處理土壤養(yǎng)分含量

3 討論

3.1 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響與單施化肥相比，施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥處理增加了水稻的結(jié)實(shí)率和有效穗數(shù)，能顯著增加水稻產(chǎn)量。有機(jī)肥養(yǎng)分完全、具有持久性，化肥養(yǎng)分濃度高、具有速效性，有機(jī)肥無(wú)機(jī)復(fù)合肥的施用結(jié)合了有機(jī)肥與化肥的優(yōu)點(diǎn)，使水稻增收。

3.2 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)稻米品質(zhì)的影響周江明［10］研究表明，有機(jī)肥氮在20%～40%，稻米品質(zhì)較佳，比例過(guò)高則稻米易碎、堊白上升和蛋白質(zhì)含量下降。劉杰［12］研究表明，水稻施用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥較單施化肥改善了稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)。關(guān)靜等［13］研究表明，與單施無(wú)機(jī)肥相比，有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施可分別增加0.99%稻米出糙率和2.06%精米率，與CK相比分別增加2.29%和2.62%；與單施無(wú)機(jī)肥和CK相比可減少稻米堊白度，分別減少14.37%和32.88%。該研究表明，與單施化肥相比，施有機(jī)無(wú)機(jī)肥提高稻米加工質(zhì)量和品質(zhì)，糙米率平均提高1.4～1.7百分點(diǎn)、精米率平均提高1.4～1.7百分點(diǎn)、整精米率平均提高3.3～3.5百分點(diǎn)，堊白粒率提高0.85～0.93百分點(diǎn)，堊白度降低0.1～0.2百分點(diǎn)，直鏈淀粉含量降低0.5～0.6百分點(diǎn)，膠稠度提高2.1～3.2百分點(diǎn)，蛋白質(zhì)含量提高0.4～0.5百分點(diǎn)。

3.3 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)土壤肥力的影響張國(guó)榮等［14］研究表明，有機(jī)肥與化肥氮磷鉀配合施用對(duì)土壤肥力的提升有重要作用。彭娜等［15］研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施有利于土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳的積累，因而能使土壤變得疏松，增強(qiáng)透氣性、保水保肥能力。張玉平等［16］研究表明，有機(jī)肥與化肥配施有利于提高稻田土壤中N、P、K養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，降低稻田滲漏液中濃度，促進(jìn)水稻養(yǎng)分吸收與利用。高菊生等［9］研究表明，長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施（NPKM）能夠培肥地力。徐明崗等［8］研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和氮素利用率；土壤有機(jī)質(zhì)含量較5年前提高18.5%；化肥有機(jī)肥配施氮素利用率為26.2%，6年平均為34.7%。該研究通過(guò)水稻的肥效試驗(yàn)，施肥處理土壤肥力有很大的提高，其中有機(jī)無(wú)機(jī)肥復(fù)合肥配施處理提高幅度最大，與單施化肥處理相比，土壤養(yǎng)分含量提高幅度：有機(jī)質(zhì)12.6%～14.9%、全氮6.1%～6.7%、全磷67.2%～80.6%、全鉀5.6%～6.2%、堿解氮7.9%～11%、速效磷7%～8.4%、速效鉀5.3%～7.2%，因此有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥配施培肥作用非常明顯。