連續實施化肥減量對水稻產量和土壤肥力的影響

蔡炳祥，劉曉霞，李建國，宓 盛

(1.德清縣農業技術推廣中心,浙江德清 313200; 2.浙江省農業技術推廣中心,浙江杭州 310020)

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連續實施化肥減量對水稻產量和土壤肥力的影響

蔡炳祥1，劉曉霞2，李建國1，宓 盛1

(1.德清縣農業技術推廣中心,浙江德清 313200; 2.浙江省農業技術推廣中心,浙江杭州 310020)

摘 要：以水稻為試驗材料,連續4年開展化肥減量試驗,研究不施肥、常規施肥、化肥減量26%,化肥減量配施有機無機復混肥對水稻產量和土壤肥力的影響。結果表明,與常規施肥相比,對于水稻產量,化肥減量26%影響不大,化肥減量配施有機無機復混肥有逐年提高產量的趨勢;對于土壤有機質和全氮含量,化肥減量26%和化肥減量配施有機無機復混肥對其無明顯影響,且在連續試驗過程中處于較為穩定的狀態;對于土壤有效磷含量,化肥減量26%影響較小,化肥減量配施有機無機復混肥高于常規施肥,且這一趨勢隨著試驗年限的延長更為明顯。由此可見,化肥減量26%和化肥減量配施有機無機復混肥在試驗區域均具有較強的可實施性,不僅減少了化肥的投入,而且可以維持或適當提高水稻產量和土壤肥力。

關鍵詞：化肥減量;水稻;產量;土壤肥力

施用化肥是保證糧食增產的有效途徑,對于農

業生產有著舉足輕重的作用。聯合國糧農組織統計結果表明,發展中國家化肥對糧食增產的貢獻率高達55%[1]。但是,化肥對于糧食增長的作用是有一定限度的[2],大量研究表明,1998—2004年,我國糧食總產量呈下滑趨勢,相應的施肥量卻在增加,兩者的趨勢出現了背離[3]。目前,我國農業生產面臨著增肥不增產、化肥施用過量和養分利用效率下降等重大問題[4]。還有研究發現,過量施用化肥不僅不能持續大幅增產[5-6],甚至還會降低農產品品質、破壞土壤結構、危害環境安全[7-9]。因此,如何調整化肥用量,以較小的投入和環境代價獲得最大的農業收益,這已成為亟待解決的迫切問題。

化肥減量技術是指在不顯著降低作物產量的情況下,通過施肥技術的創新和集成,耕作制度的改革,施肥方法的改進,新型肥料的研發等一系列措施,提高肥料利用率,減少化肥施用量,顯著提高施肥效益,是實現農業節本增效,減少農業面源污染,保護生態環境的一項重要措施[10]。有研究發現,將現有氮肥用量減少22%～25%,水稻產量不會顯著下降[11-12]。王冰清等[13]的研究發現,化肥減量及配施不同比例的有機肥對黃瓜、苦瓜和甘藍的產量沒有顯著影響。還有研究發現,生菜產量并沒有隨著化肥施用量的減少而下降[14];減量施肥有利于提高萵苣株高、增加莖直徑,提高萵苣產量[15]。由此可見,化肥減量不減產是完全可行的。但是關于連續實施化肥減量對作物產量和土壤肥力的影響尚缺少系統研究,為此本研究以水稻為試驗材料,研究了連續4年實施化肥減量對于水稻產量和土壤肥力的影響,旨在為化肥減量施肥方案設計提供科學依據,推進肥料資源高效利用,以緩解過量施肥對環境的影響。

1　材料與方法

1.1材料

試驗在德清縣雷甸鎮東新村進行,地理坐標30°29′05″N,120°06′17″E,土壤類型為青紫泥田。土壤基本理化性狀:有機質48.9 g·kg-1,全氮2.53 g·kg-1,有效磷11.8 mg·kg-1,速效鉀94 mg·kg-1,土壤pH值6.4。供試水稻品種為晚粳稻秀水134。

1.2處理設計

試驗設4個處理:處理1,不施肥為對照(CK);處理2,常規施肥(CG);處理3,化肥減量26% (JL);處理4,化肥減量配施有機無機復混肥(PS)。小區面積66.7 m2,隨機排列,不設重復,單灌單排。各處理667 m2施肥量:常規施肥處理施尿素43.9 kg,鈣鎂磷肥20 kg,氯化鉀8 kg,化肥總量折純27.99 kg;化肥減量處理施尿素31.5 kg,鈣鎂磷肥12 kg,氯化鉀7.5 kg,化肥總量折純20.79 kg;化肥減量配施有機無機復混肥處理施尿素24.3 kg,氯化鉀3 kg,有機無機復混肥(氮磷鉀有效成分含量分別為11%,5%,9%) 30 kg,化肥總量折純20.48 kg。各處理其他田間管理措施按照常規栽培進行。

1.3樣品采集及測定

收獲期分別測定水稻產量,土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量,pH值等。

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2　結果與分析

2.1水稻產量

由表1可知,與不施肥相比,常規施肥處理有效增加了水稻產量,2011年到2014年,水稻產量分別增加了31.00%,17.75%,35.52%和70.59%。與常規施肥相比,化肥減量26%處理對水稻產量影響不大,如2012年和2013年僅降低了5.44%和1.46%;化肥減量配施有機無機復混肥不僅降低了化肥的投入,而且增加了水稻產量,其中2013年和2014年水稻產量較CK分別增加了9.52%和20.66%。數據還表明,連續不施肥或只施用化肥,水稻產量有逐年降低的趨勢,化肥減量配施有機無機復混肥處理水稻產量有則逐年提高的趨勢。

表1　連續實施化肥減量對水稻產量的影響

2.2有機質和全氮含量

由表2可見,與常規施肥相比,化肥減量26%和化肥減量配施有機無機復混肥處理對土壤有機質和全氮含量無明顯影響。2011—2014年,CK處理土壤有機質含量是逐年降低的,這表明在當地氣候條件下,若不施用任何肥料,僅依靠作物根茬殘留碳的循環,不足以維持試驗前土壤的有機質水平。3個施肥處理的有機質和全氮含量在連續試驗過程中均處于較為穩定的狀態。

2.3有效磷和速效鉀含量

表3表明,與常規施肥相比,化肥減量26%處理對土壤有效磷含量影響較小,2011—2013年,僅分別降低了0.9,0.6和0.05 mg·kg-1;而化肥減量配施有機無機復混肥處理則有所提高,這一趨勢隨著試驗年限的延續更為明顯,2013和2014年分別提高了54.65%和91.15%。土壤速效鉀的變化無明顯規律。

表2　連續實施化肥減量對土壤有機質和全氮含量的影響

表3　連續實施化肥減量對土壤有效磷和速效鉀含量的影響

2.4pH值

由表4可見,與常規施肥相比,不施用化肥、化肥減量26%和化肥減量配施有機無機復混肥處理對土壤pH值無影響,土壤始終保持微酸性(2011,2012和2014年)或中性(2013年)。

表4　連續實施化肥減量對土壤pH值的影響

3　小結與討論

我國用僅占世界9%的耕地養活了世界22%的人口,其中化肥的作用功不可沒。長期以來,我國農民的施肥方式受傳統習慣的影響,陷入“超量施肥必然帶來超量回報”的施肥誤區[16],但實踐證明,過量施肥不僅不能持續提高產量,甚至會降低農產品品質、破壞土壤結構、危害生態環境[17-19]。因此,在保證作物產量的基礎上,減少不合理化肥的用量是發展可持續農業的必然趨勢。前人的研究表明,在一定范圍內實施化肥減量,不僅可以保證作物產量與當地常規常量水平一致,而且有效改善了土壤肥力狀況[20-22]。本研究表明,與當地常規施肥相比,化肥減量26%和化肥減量配施有機無機復混肥并未降低水稻產量、土壤有機質和全氮含量,化肥減量配施有機無機復混肥提高了土壤有效磷含量。由此可見,實施化肥減量26%和化肥減量配施有機無機復混肥是切實可行的,對推進農業節本增效具有較高的指導意義。

連續實施化肥減量對農田土壤肥力動態水平影響較小,試驗結果表明,連續4年實施化肥減量基本可以維持土壤有機質、全氮含量和土壤pH的穩定,且有逐步提高土壤有效磷含量的趨勢。可見,推進化肥減量可以作為一項施肥措施長期推廣。

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(責任編輯：張才德)

中圖分類號：S511

文獻標志碼：A

文章編號：0528-9017(2016)04-0471-03

DOI10.16178/j.issn.0528-9017.20160404

收稿日期:2016-01-14

基金項目:浙江省晚粳稻高產示范創建項目

作者簡介:蔡炳祥(1963—),男,浙江德清人,高級農藝師,從事農業技術推廣工作,E-mail:94037070@qq.com。