有機(jī)肥料替代部分無(wú)機(jī)肥使用對(duì)水稻產(chǎn)量與肥料利用率的影響

龔明強(qiáng)

摘要 為探究有機(jī)肥替代無(wú)機(jī)肥對(duì)水稻的影響，開(kāi)展了水稻有機(jī)肥替代無(wú)機(jī)肥的相關(guān)試驗(yàn)。結(jié)果表明，4 500? kg/hm2有機(jī)肥代替常規(guī)施肥20%無(wú)機(jī)肥料施用量下，與常規(guī)施肥處理①相比產(chǎn)量增加了104.4? kg/hm2，增產(chǎn)1.12%，成穗率、結(jié)實(shí)率、千粒重、經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高。因此，施用4 500 kg/hm2有機(jī)肥料代替20%的無(wú)機(jī)肥料能夠有效保證水稻產(chǎn)量，繼續(xù)增加替代量水稻產(chǎn)量會(huì)有所下降。

關(guān)鍵詞 水稻；有機(jī)肥；無(wú)機(jī)肥；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào) S511? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2023）10-0130-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.029

Abstract To explore the effect of organic fertilizer partially replacing inorganic fertilizer on rice， this experiment was carried out.The results showed that applying 4 500 kg/hm2 organic fertilizer instead of 20% inorganic fertilizer， the yield increased by 104.4 kg/hm2 compared with treatment ①，yield increased by 1.12%. Spike rate，seed setting rate，thousand grain weight and economic coefficient were increased.Applying 4 500 kg/hm2 organic fertilizer instead of 20% inorganic fertilizer could effectively ensure the yield of rice.Continue to increase the amount of organic fertilizer replacement， rice production declined.

Key words Rice;Organic fertilizer;Inorganic fertilizer;Production

為進(jìn)一步探明光明崇明基地水稻作物的肥料利用率、田間施肥效果和土壤對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的問(wèn)題，光明農(nóng)業(yè)發(fā)展（集團(tuán)）上海農(nóng)業(yè)技術(shù)中心結(jié)合上海市化肥減量工作要求，開(kāi)展2021年水稻化肥利用率田間試驗(yàn)，掌握水稻常規(guī)施肥、有機(jī)肥替代化肥對(duì)水稻化肥利用率的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年6月9日在光明米業(yè)農(nóng)業(yè)技術(shù)中心試驗(yàn)田（8#）進(jìn)行，供試品種為銀香38。試驗(yàn)田地勢(shì)均等，肥力均衡，前茬為油菜，土壤有機(jī)質(zhì)含量23.6 g/kg，pH7.78，水解性氮129 mg/kg，有效磷34.3 mg/kg，速效鉀 256 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理［處理①常規(guī)施肥（氮磷鉀區(qū)）、處理②無(wú)磷區(qū)、處理③無(wú)鉀區(qū)、處理④有機(jī)肥4 500 kg/hm2減肥20%、處理⑤有機(jī)肥6 750 kg/hm2減肥30%、處理⑥無(wú)氮區(qū)、處理⑦無(wú)肥區(qū)］。試驗(yàn)肥料主要有綠先機(jī)復(fù)合肥（N-P-K比例為12-10-14）、常規(guī)尿素（含氮率46.3%）、過(guò)磷酸鈣（有效成分14%）、氯化鉀（有效成分60%）。空白處理為不施肥。7個(gè)處理，3個(gè)重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積30～50 m2，具體肥料運(yùn)籌見(jiàn)表1。

基肥施用時(shí)間為播種前7 d；苗肥尿素施用時(shí)間在播后15～30 d，分2次使用，復(fù)合肥單獨(dú)使用一次；拔節(jié)肥在基部第一節(jié)間定長(zhǎng)時(shí)使用，穗肥在葉齡余數(shù)2.5～3.0時(shí)使用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

試驗(yàn)前采集耕層混合土樣一份，檢測(cè)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀。試驗(yàn)中期考察不同處理植株苗情，每7 d一次。成熟期采集各小區(qū)的植株與果實(shí)（谷粒等）樣品，測(cè)定谷草比，檢測(cè)氮、磷、鉀養(yǎng)分含量。各處理分3點(diǎn)取樣，每個(gè)取樣點(diǎn)取有代表性的100穴植株穗數(shù)，取其接近平均穗數(shù)植株10穴，測(cè)定水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素。收割前每重復(fù)取12 m2左右植株稻穗，重復(fù)3次，測(cè)定各處理實(shí)際產(chǎn)量［1-2］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻莖蘗生長(zhǎng)的影響 由表2可知，無(wú)肥處理⑦與無(wú)氮處理⑥分蘗期苗數(shù)與有效穗數(shù)明顯低于其他處理，各處理高峰苗出現(xiàn)在7月28日，常規(guī)處理①最高，較其他處理分別增加62.55萬(wàn)、100.05萬(wàn)、57.45萬(wàn)、81.6萬(wàn)、225.15萬(wàn)、282.6萬(wàn)/hm2，說(shuō)明磷、鉀肥料對(duì)分蘗影響較小，氮素影響最大。處理④與處理⑤有效穗數(shù)比處理①分別下降了22.95萬(wàn)、35.55萬(wàn)/hm2，說(shuō)明有機(jī)氮肥代替無(wú)機(jī)氮肥使用會(huì)對(duì)水稻有效穗產(chǎn)生一定影響，且隨著代替量增加而增加［3］。從成穗率來(lái)看，處理④、處理⑤相對(duì)處理①增加了1.97%與1.85%，處理⑦、處理⑥與處理①存在顯著差異，說(shuō)明增加有機(jī)肥料，降低無(wú)機(jī)肥料的使用會(huì)增加水稻成穗率，減少無(wú)效分蘗的產(chǎn)生。

2.2 不同處理對(duì)水稻株高的影響

由表3可知，成熟期處理①的株高最高，為96.62 cm，較處理④與處理⑤分別高2.71和4.36 cm。無(wú)肥處理⑦株高最低，比處理①降低了20.16 cm，達(dá)顯著差異，說(shuō)明使用有機(jī)肥料代替無(wú)機(jī)肥料施用，會(huì)對(duì)水稻株高產(chǎn)生一定的影響，適當(dāng)?shù)拇媪靠梢杂行Х乐顾镜狗?，但有機(jī)肥料代替量過(guò)大會(huì)影響水稻總干物質(zhì)重的積累，從而對(duì)產(chǎn)量造成影響［4-6］。各元素對(duì)株高的影響從高到低分別是氮、鉀、磷。

2.3 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表4可知，從實(shí)際產(chǎn)量總體來(lái)看，處理④產(chǎn)量最高為9 410.85 kg/hm2，比常規(guī)處理①增加了1.12%，無(wú)明顯差異，比處理②、③、⑤、⑥、⑦分別增加了9.44%、10.96%、5.39%、47.03%、65.57%。說(shuō)明4 500 kg/hm2有機(jī)肥料代替20%的無(wú)機(jī)肥料使用能夠有效保證水稻產(chǎn)量，繼續(xù)增加替代量水稻產(chǎn)量會(huì)有所下降，同時(shí)氮磷鉀素缺失情況下也會(huì)造成水稻產(chǎn)量下降，影響順序從高到低是氮、鉀、磷。

從有效穗數(shù)來(lái)看，處理①最高為317.70萬(wàn)/hm2，較處理④與處理⑤增加了7.79%和12.60%，比處理⑦增加了49.58%，說(shuō)明有機(jī)肥料替代量增大，會(huì)造成有效穗下降。從結(jié)實(shí)率來(lái)看，增加有機(jī)肥料會(huì)提高水稻結(jié)實(shí)率增加；從千粒重來(lái)看，無(wú)肥處理⑦的千粒重最高，處理④與處理⑤較處理①分別增加了4.97%和5.28%，說(shuō)明適當(dāng)增加有機(jī)肥料的使用會(huì)使水稻千粒重增加。從總粒數(shù)來(lái)看，無(wú)機(jī)肥料降低水稻總粒數(shù)會(huì)有所下降，且受氮素影響較大。從經(jīng)濟(jì)系數(shù)來(lái)看，無(wú)肥處理最高為59.62%，有機(jī)肥料使用后，相對(duì)常規(guī)處理增加明顯。

2.4 各處理水稻莖葉氮磷鉀養(yǎng)分含量

由表5可知，處理⑥籽粒與莖葉中氮含量最低，處理②籽粒與莖葉磷含量最低，說(shuō)明不施氮肥或磷肥會(huì)減少水稻對(duì)氮、磷的吸收。處理③籽粒含鉀量比處理①低，莖葉鉀含量比處理①高，不施鉀肥對(duì)水稻鉀素吸收影響較小，說(shuō)明水稻對(duì)鉀素吸收較為穩(wěn)定，或者該田塊鉀素供應(yīng)較為充足。處理④相對(duì)于處理①籽粒中氮、磷含量降低，鉀含量增加，莖葉中氮、磷、鉀含量都有所增加，說(shuō)明有機(jī)肥料使用后，鉀素吸收總量增加，水稻抗倒伏性增強(qiáng)，籽粒中氮、磷含量增加，千粒重會(huì)相應(yīng)增加。

2.5 各處理不同肥料總吸收量及肥料利用率 從表6可以看出，處理⑥的氮、磷、鉀吸收總量最低，說(shuō)明不施氮肥的情況下會(huì)影響水稻對(duì)磷、鉀的吸收。處理④相對(duì)于處理①，鉀素吸收量增加，氮、磷吸收量減少，水稻抗性增加，繼續(xù)加大替代量，氮、磷、鉀吸收總量均下降，從而影響產(chǎn)量［7］。

從表7可以看出，處理④的氮素利用率為40.14%，比處理①增加5.68百分點(diǎn)，比處理⑤增加2.26百分點(diǎn)，磷肥吸收利用率為15.94%，比處理①、⑤分別增加了1.69百分點(diǎn)、1.65百分點(diǎn)，鉀肥的吸收利用率為57.75%，比處理①與處理⑤分別增加了14.00百分點(diǎn)、3.92百分點(diǎn)，說(shuō)明施用4 500 kg/hm2有機(jī)肥料代替20%無(wú)機(jī)肥料使用下，水稻氮、磷、鉀素利用率顯著提高，但繼續(xù)加大替代量利用率會(huì)有所下降。處理④的養(yǎng)分農(nóng)學(xué)利用率最高，氮肥的農(nóng)學(xué)利用率為14.33 kg/kg，磷肥農(nóng)學(xué)利用率為16.89 kg/kg，鉀肥農(nóng)學(xué)利用率為13.92 kg/kg。

2.6 不同處理對(duì)稻米品質(zhì)的影響

由表8可知，不施肥處理⑦相比處理①，糙米率、整精米率、直鏈淀粉都有所降低，堊白度、透明度略有上升，堿消值無(wú)變化。處理④、⑤相比處理①，糙米率、整精米率、堊白度下降，透明度升高，直鏈淀粉含量差異不大，說(shuō)明有機(jī)肥料使用下稻米碾磨品質(zhì)下降，但外觀品質(zhì)升高，蒸煮品質(zhì)略有升高。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)結(jié)果表明4 500 kg/hm2有機(jī)肥代替常規(guī)施肥20%無(wú)機(jī)肥料用量下，與常規(guī)施肥處理①相比產(chǎn)量增加了104.4 kg/hm2，增產(chǎn)1.12%，成穗率、結(jié)實(shí)率、千粒重、經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高，但成熟期株高降低，有效穗、總粒數(shù)下降。6 750 kg/hm2有機(jī)肥替代常規(guī)施肥30%肥料使用量下，與處理⑤相比產(chǎn)量降低了5.39%，有效穗與總粒數(shù)下降明顯，說(shuō)明用4 500 kg/hm2有機(jī)肥料代替20%無(wú)機(jī)肥料使用能夠有效保證水稻產(chǎn)量，繼續(xù)增加替代量水稻產(chǎn)量會(huì)有所下降，同時(shí)氮磷鉀素缺失情況下也會(huì)造成水稻產(chǎn)量下降，影響從高到低依次是氮、鉀、磷。

氮磷鉀是作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中重要的營(yíng)養(yǎng)元素。在該試驗(yàn)中，常規(guī)處理氮肥的吸收利用率為34.46%，磷肥吸收利用率為14.25%，鉀肥吸收利用率為43.75%。3種肥料的農(nóng)學(xué)利用率分別為11.07、11.9、9.83 kg/kg。有機(jī)肥料4 500 kg/hm2替代20%無(wú)機(jī)肥料使用后，肥料吸收利用率與農(nóng)學(xué)利用率都相應(yīng)上升，繼續(xù)加大替代量后吸收利用率和農(nóng)學(xué)利用率都開(kāi)始大幅降低，說(shuō)明有機(jī)肥料替代無(wú)機(jī)肥料的比例不能超過(guò)30%，否則將對(duì)產(chǎn)量造成影響。

研究表明有機(jī)肥料替代部分無(wú)機(jī)肥料使用后，碾磨品質(zhì)會(huì)有所下降，但外觀品質(zhì)會(huì)有所上升，蒸煮品質(zhì)略有升高［8］。張?zhí)m等［9］研究表明，施用有機(jī)肥料后稻米碾磨品質(zhì)會(huì)下降，與該試驗(yàn)研究結(jié)果一致。吳春艷等［10］則認(rèn)為增施有機(jī)肥料有利于稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)的改善，與該試驗(yàn)結(jié)果有一定的差異。生產(chǎn)上要結(jié)合實(shí)際的田間土壤肥力，適當(dāng)增加有機(jī)肥料的投入，可有效降低水稻株高，提高成穗率，改善水稻群體結(jié)構(gòu)，控制無(wú)效分蘗的產(chǎn)生，同時(shí)能夠提高肥料的利用率，減少環(huán)境污染，有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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