有機肥替代氮肥的水稻產(chǎn)量效應(yīng)研究

鄭仁兵 李敏 韓上

摘要[目的]明確水稻生產(chǎn)上有機肥替代化學(xué)氮肥量。[方法]以常規(guī)化肥施用為對照，研究有機肥替代不同比例氮肥對水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響。[結(jié)果]有機肥替代100%化學(xué)氮肥處理水稻產(chǎn)量最低，較其他施肥處理減產(chǎn)2.3%～8.6%，常規(guī)施肥處理和有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理產(chǎn)量相當(dāng)，通過提高水稻產(chǎn)量構(gòu)成中的有效穗數(shù)和穗實粒數(shù)來提高水稻產(chǎn)量，且隨著有機肥替代化學(xué)氮肥量增加呈顯著降低趨勢。產(chǎn)值和純收入以常規(guī)施肥最高，有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理與其相當(dāng)。[結(jié)論]綜合水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益結(jié)果，以有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理施用效果最佳。

關(guān)鍵詞有機肥；水稻；產(chǎn)量；經(jīng)濟效益

中圖分類號S511文獻標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2017）22-0032-02

Abstract[Objective] To illuminate organic manure consumption as substitution for nitrogen fertilizer in rice production.[Method] To explore the effects of organic fertilizer as partial substitution for nitrogen fertilizer rate on yield and economic benefit of rice， a field experiment was conducted.[Result] The treatment of organic fertilizer as substitution for 100% nitrogen fertilizer decreased the yield of rice by 2.3% to 8.6%， compared with else treatments.The yield of conventional fertilizer application was the highest and the yield was equivalent with organic fertilizer as substitution for 20% nitrogen fertilizer， which could increase the effective panicle number and grain number per spike.Economic benefit of conventional fertilizer application was the highest， and the output value and net income were equivalent with organic fertilizer as substitution for 20% nitrogen fertilizer.[Conclusion] In general， the findings demonstrate that the effect of organic fertilizer as 20% substitution for nitrogen fertilizer was the most significant in this experiment， which could increase the yield and economic benefit of rice.

Key wordsOrganic manure；Rice；Yield；Economic benefit

水稻是我國三大糧食作物之一，且是單產(chǎn)最高的作物，種植面積和總產(chǎn)量分別占糧食作物面積和總產(chǎn)量的27.4%和36.1%[1]。施用化學(xué)氮肥成為農(nóng)業(yè)獲得高產(chǎn)的重要措施[2]，稻田過量施用化學(xué)氮肥現(xiàn)象日趨嚴重[3]。長期大量施用化學(xué)氮肥不僅造成土壤板結(jié)、理化性質(zhì)變劣，土壤肥力下降，而且導(dǎo)致土壤、大氣、水體一系列環(huán)境負效應(yīng)[4-6]。有機肥富含氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等作物生長發(fā)育所需的大中量營養(yǎng)元素和微量元素，同時富含有機物質(zhì)等多種生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，能提高土壤有機質(zhì)，增強土壤保水保肥能力，對改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有特殊的作用[7-8]。大量研究表明，有機無機肥配合施用有利于提高水稻產(chǎn)量和土壤肥力[9]。筆者通過田間小區(qū)試驗研究有機肥替代不同量的化學(xué)氮肥對水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響，旨在明確有機肥替代化學(xué)氮肥的最佳用量，為有機肥在水稻生產(chǎn)上合理施用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1材料與方法

1.1試驗地概況

田間試驗于2016年5—10月在安徽霍山縣但家廟鎮(zhèn)進行，位于116°25′03.9″E、31°27′16.2″N。試驗地土壤類型為潴育型水稻土紫泥田，0～20 cm土層養(yǎng)分含量為有機質(zhì)32.3 g/kg、全氮1.37 g/kg、堿解氮82.0 mg/kg、有效磷19.2 mg/kg、速效鉀98.0 mg/kg、鈣 1 570.2 mg/kg、鎂226.3 mg/kg、鐵67.4 mg/kg、銅 5.84 mg/kg、錳 21.6 mg/kg、鋅 1.56 mg/kg，pH 5.5。

1.2供試材料

供試水稻品種為興隆1號。有機肥有機質(zhì)含量30%，含N量4%，安徽省金寨縣東山生物科技有限公司生產(chǎn)；普通尿素為顆粒狀尿素，N含量46%，中鹽安徽紅四方股份責(zé)任有限公司生產(chǎn)；磷肥為粉末狀過磷酸鈣，銅陵市金磷復(fù)合肥有限責(zé)任公司生產(chǎn)，P2O5含量12%；鉀肥為粉末狀紅色氯化鉀，俄羅斯產(chǎn)，K2O含量60%。

1.3試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理：①M+PK（有機肥替代100%氮肥）；②NPK（常規(guī)施肥）；③M+80%N+PK（有機肥替代20%氮肥）；④M+70%N+PK（有機肥替代30%氮肥）；⑤M+60%N+PK（有機肥替代40%氮肥）。有機肥用量300 kg/hm2，100% N肥用量180 kg/hm2，P2O5用量72 kg/hm2，K2O用量108 kg/hm2，磷肥作基肥一次性施用，處理②氮肥按

基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶3∶2分次施用，鉀肥按基肥∶穗肥=6∶4分次施用。小區(qū)面積4 m×5 m=20 m2，3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。2016年5月3日育苗，6月10日移栽，6月20日追分蘗肥，7月26日追穗肥，9月28日收獲。株距13.2 cm、行距30 cm，密度27萬穴/hm2，田間管理與當(dāng)?shù)亓?xí)慣一致。

1.4樣品采集與測定

在水稻試驗開始前，以整個試驗田塊為采樣單元，按“S”型取樣的方法在試驗田塊內(nèi)采集5個點0～20 cm土層土樣，混勻風(fēng)干過篩后備用。按常規(guī)方法進行養(yǎng)分檢測[10]。水稻成熟后測每小區(qū)實收產(chǎn)量，同時每小區(qū)采3穴地上部植株進行室內(nèi)產(chǎn)量構(gòu)成要素考察。

1.5數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2003軟件進行計算處理，采用SPSS 17.0進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，結(jié)果采用LSD法在0.05水平上進行差異顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對水稻最高分蘗期苗情的影響

由表1水稻最高分蘗期苗情指標(biāo)結(jié)果可以看出，苗高、分蘗數(shù)和最大葉片長×寬均以不施氮肥M+PK處理最低；苗高、分蘗數(shù)和最大葉片長×寬均以常規(guī)化肥處理最高，與有機肥替代20%氮肥處理相當(dāng)，且隨著有機肥替代氮肥量增加呈降低趨勢，說明有機肥替代20%化學(xué)氮肥不影響水稻苗情指標(biāo)。

2.2不同施肥處理對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量要素的影響

不同施肥處理的水稻產(chǎn)量結(jié)果表明（表2），有機肥替代100%氮肥處理產(chǎn)量最低，較其他施肥處理減產(chǎn)幅度為2.3%～8.6%，常規(guī)施肥處理產(chǎn)量最高，有機肥替代20%氮肥處理略低于常規(guī)施肥處理，產(chǎn)量減幅為1.1%，兩者無顯著性差異，且隨著有機肥替代化學(xué)氮肥量增加，水稻產(chǎn)量呈顯著降低趨勢。說明有機肥替代一定量的化學(xué)氮肥對水稻產(chǎn)量影響不顯著，超過此替代量對水稻產(chǎn)量產(chǎn)生顯著負效應(yīng)。有效穗和穗實粒數(shù)以常規(guī)施肥處理最高，但與有機肥替代20%氮肥處理無顯著性差異，且隨著有機肥替代化學(xué)氮肥量增加呈顯著降低趨勢。株高、穗長、千粒重各處理間無顯著性差異，結(jié)實率則以有機肥替代100%化學(xué)氮肥處理顯著低于其他施肥處理。上述水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成結(jié)果充分說明，有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理水稻產(chǎn)量與常規(guī)施肥處理相當(dāng)，可通過提高水稻產(chǎn)量構(gòu)成中的有效穗和穗實粒數(shù)來提高水稻產(chǎn)量。

2.3不同施肥處理對水稻經(jīng)濟效益的影響表3水稻經(jīng)濟效益結(jié)果表明，水稻產(chǎn)值以常規(guī)施肥處理最高，與有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理基本相當(dāng)，且隨著有機肥替代化學(xué)氮肥量增加呈顯著降低趨勢。扣除肥料投入和施肥人工費，純收入以常規(guī)施肥處理最高，有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理略低于常規(guī)施肥處理，超過此替代量則迅速降低。有機肥替代化學(xué)氮肥處理產(chǎn)投比均低于常規(guī)施肥處理。有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理水稻經(jīng)濟效益較常規(guī)施肥處理基本相當(dāng)。

3結(jié)論與討論

水稻獲得高產(chǎn)不是受某一性狀的影響，而是多個性狀共同作用的結(jié)果[11]。該試驗結(jié)果表明，有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理水稻產(chǎn)量與常規(guī)施肥處理相當(dāng)，有機肥與化學(xué)肥料配施能使水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，且通過提高水稻產(chǎn)量構(gòu)成中的有效穗和穗實粒數(shù)來實現(xiàn)高產(chǎn)。這與謝桂先等[12]有機無機肥料配合施用通過提高功能葉的光合速率、有效穗和穗實粒數(shù)來提高產(chǎn)量的結(jié)果一致。隨著有機肥替代化學(xué)氮肥量的增加，水稻產(chǎn)量呈顯著降低趨勢，這充分說明有機肥替代一定量的化學(xué)氮肥水稻不減產(chǎn)。該試驗結(jié)果表明有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理水稻產(chǎn)量最高，替代效果最佳；水稻經(jīng)濟效益與產(chǎn)量結(jié)果一致，有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理水稻產(chǎn)量與常規(guī)施肥相當(dāng)，產(chǎn)值和純收入最高。

綜合水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益結(jié)果來看，有機肥替代20%化學(xué)氮肥處理水稻可以獲得較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，施用效果最佳。

參考文獻

[1]

朱德峰，張玉屏，陳惠哲，等.中國水稻高產(chǎn)栽培技術(shù)創(chuàng)新與實踐[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48（17）：3404-3414.

[2] 趙娜，賈力，劉洪來，等.氮肥的環(huán)境風(fēng)險及管理研究進展[J].草原與草坪，2011，31（1）：89-93.

[3] 周楊，司友斌，趙旭，等.太湖流域稻麥輪作農(nóng)田氮肥施用狀況、問題和對策[J].土壤，2012，44（3）：510-514.

[4] 王亞麗，林位夫，陳勇.氮肥使用中的污染問題及其解決途徑[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，23（1）：67-73.

[5] 孫彭力，王慧君.氮素化肥的環(huán)境污染[J].環(huán)境污染與防治，1995（1）：38-41.

[6] WANG J F，XING S Z.Negative effects of application chemical fertilizers on farmland and the control measures[J].Agroenvironmental Protection，1998，17（1）：40-43.

[7] 陶磊，褚貴新，劉濤，等.有機肥替代部分化肥對長期連作棉田產(chǎn)量、土壤微生物數(shù)量及酶活性的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2014，34（21）：6137-6146.

[8] 李菊梅，徐明崗，秦道珠，等. 有機肥無機肥配施對稻田氨揮發(fā)和水稻產(chǎn)量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2005，11（1）：5l-56.

[9] 侯紅乾，劉秀梅，劉光榮，等.有機無機肥配施比例對紅壤稻田水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（3）：516-523.

[10] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

[11] 李春壽，葉勝海，陳炎忠，等.高產(chǎn)粳稻品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素分析[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005，17（4）：177-l81.

[12] 謝桂先，榮湘民，劉強，等.肥料不同配比對水稻產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，30（5）：405-410.