新型肥料在稻蝦共作區直播水稻應用效果初探

2019-11-12 08:27:47彭成林袁家富趙書軍佀國涵李金華徐祥玉徐大兵賈平安

湖北農業科學 2019年18期

彭成林　袁家富　趙書軍　佀國涵　李金華　徐祥玉　徐大兵　賈平安

摘要：在江漢平原稻蝦共作區，通過田間小區試驗研究3種新型肥料對直播水稻產量及養分吸收的影響。結果表明，對于新型包膜氮鉀復合肥，在一次性施肥條件下，隨包膜肥所占比例的下降，水稻的產量表現出下降趨勢，所有包膜肥處理相對于推薦施肥對照均未表現出明顯增產效果，且在水稻生長中后期表現出缺氮癥狀;對于沃農生物有機肥，在化肥氮減少2.5%～6.3%、化肥鉀減少35.4%～72.9%的條件下，相對于推薦施肥處理水稻增產2.1%～3.5%，且增產主要是通過增加有效穗來實現的;對于PPF菌肥，對水稻產量影響不明顯。

關鍵詞：稻蝦共作;包膜肥;生物有機肥;直播水稻

中圖分類號：S511.22 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）18-0025-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.18.006 ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Preliminary study on application effect of new fertilizers on direct-seeding rice in integrated rice-crayfish model area

PENG Cheng-lin1，2，YUAN Jia-fu1，ZHAO Shu-jun1，SI Guo-han1，LI Jin-hua3，XU Xiang-yu1，XU Da-bing1，JIA Ping-an3

（1.Institute of Plant Protection and Soil Fertilizers，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China;2.Qianjiang Scientific Observing and Experimental Station of Agro-Environment and Arable Land Conservation，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Qianjiang 433116，Hubei，China;3.Qianjiang Agro-Technology Extension Center，Qianjiang 433199，Hubei，China）

Abstract： In the integrated rice-crayfish model of Jianghan Plain， the effects of three new fertilizers on the yield and nutrient uptake of direct-seeded rice were studied through field plot experiments. The results showed that under the condition of one-time fertilization， the yield of rice showed a downward trend with the decrease of the proportion of coated fertilizer. All coated fertilizer treatments showed no significant yield effect compared with the recommended fertilization control， and showed the symptoms of nitrogen deficiency in the middle and late stages of rice growth. For fertile agricultural bio-organic fertilizer， the nitrogen decreased by 2.5%～6.3%. Under the condition of reducing potassium fertilizer by 35.4%～72.9%， the yield of rice increased by 2.1%～3.5% compared with the recommended fertilization treatment， and the increase was mainly achieved by increasing effective panicles; For PPF bacterial fertilizer， the effect on rice yield was not obvious.

Key words： integrated rice-crayfish model; coated fertilizer; bio-organic fertilizer; direct seeding rice

稻蝦（克氏原螯蝦，Procambarus clarkii）共作模式是一種以澇漬稻田為條件，以種稻為中心，稻草還田養蝦為特點的新興稻田種養復合生態模式，具有良好的經濟和社會效益[1]。該模式在長江中下游稻區發展很快，據統計，2017年湖北省稻蝦共作面積共計27.79萬hm2，較2016年增加4.28萬hm2，且主要分布在江漢平原。近年來，由于直播水稻符合現代稻作輕簡化的發展方向，在人少地多和勞動力缺乏的情況下，其應用面積呈現逐年擴大趨勢，成為部分水稻種植地區的主要栽培方式[2，3]，該栽培方式在稻蝦共作區域也得到迅猛發展。

緩控釋肥料可有效控制養分釋放速度、提高肥料利用率、減少肥料用量和施肥次數，也具有較好的增產效果[4-8]。生物有機肥是以有益菌群以及天然有機物為基質和載體，經特殊工藝加工而成的一種新型、高效、安全的微生物-有機復合肥料，在農業生產中取得了良好效果[9-13]。解磷微生物能夠將土壤中的難溶性磷轉化為植物可以吸收利用的形態，在改善土壤磷素營養狀況、提高磷素利用率和促進作物增產等方面具有重要作用[14，15]，但在水稻上的應用鮮有報道。本項研究的目的是查明新型包膜氮鉀復合肥、沃農生物有機肥以及PPF解磷菌肥對稻蝦共作區水稻生長的影響，探索化肥減施新技術，提高農業的綜合效益和農產品質量安全。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗概況

試驗基地位于湖北省潛江市白鷺湖農場關山分場（30°11′36.07″N，112°43′22.68″E），屬江漢平原低湖區，北亞熱帶季風濕潤氣候，土壤類型為湖積物發育而成的潮土性水稻土。試驗地于2005年水稻收割后挖蝦溝養蝦并一直采用稻蝦共作模式，2006年為共作第一年種植水稻，2017年為連續第十二年種植水稻。試驗前土壤pH 6.8，有機質含量25.2 g/kg，堿解氮含量127.5 mg/kg，有效磷含量10.9 mg/kg，速效鉀含量211.6 mg/kg。供試中稻品種為華潤2號。

1.2 ?試驗設計

試驗各處理見表1，處理1至處理4為包膜氮、鉀復合肥不同摻混比例，處理6、處理7為沃農肥業有限公司的生物有機肥，處理8、處理9為PPF菌肥（解磷菌），處理5、處理10、處理11、處理12為對照。處理1至處理5，處理9、處理11、處理12施P2O5 48 kg/hm2，處理6至處理8、處理10施P2O5 60 kg/hm2。

處理1至處理4為一次性施肥，全部基施，其他處理氮基肥、分蘗肥、穗粒肥占比分別為40%、30%和30%;磷全部基施;鉀基肥、追肥分別為60%和40%，追肥時間與最后一次追施氮肥的時間相同。

采用隨機區組設計，每處理設3次重復，小區面積25 m2。各小區間做土埂，區組間留40 cm寬的水溝，方便灌排水和農事操作。試驗于2017年6月8日播種，每小區播種已催芽的種子176 g（折算成干稻種子為60 kg/hm2），人工撒直播，10月20日收割。

1.3 ?測定項目和方法

水稻孕穗期至乳熟期，分別于8月18日、8月24日、9月5日、9月13日、9月20日調查水稻葉片SPAD，每處理調查20株。成熟期每小區采集5穴稻穗樣品用于考種，進行水稻產量構成因子評價，生物量及氮、磷、鉀含量測定。各小區單打單曬，分別測產。

檢測方法：土壤pH采用土∶水=1∶5酸度計法，土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法，土壤堿解氮采用堿解擴散法，速效磷含量采用Olsen法測定，速效鉀用中性NH4Ac浸提-火焰光度法測定;植物樣全氮、全磷為H2SO4-H2O2消煮，SEAL Auto Analyzer 3型連續流動分析儀測定，全鉀為火焰光度計檢測。

1.4 ?數據統計分析

數據采用DPS軟件進行統計分析，用Microsoft Excel 2010進行其他數據的處理和計算。

2 ?結果與分析

2.1 ?不同肥料處理對水稻實收產量的影響

由表2可知，產量最高的是沃農公司生物有機肥處理（處理6和處理7），相對于推薦施肥處理（處理10）分別增產3.5%和2.1%，但差異未達顯著水平。對于新型包膜肥料處理（處理1至處理4），在施純N 96 kg/hm2、K2O 48 kg/hm2條件下，隨包膜氮鉀復合肥所占比例的下降，水稻的產量表現出下降趨勢，其中30%包膜肥處理（處理4）表現最低，與其他3個較高比重包膜肥處理之間的差異達到極顯著水平;4個包膜肥處理與相同施肥量且分次施用的處理（處理5）進行比較可知，N、K 100%和70%包膜肥處理的產量均高于分次施用的處理，但差異不顯著，N、K 50%包膜肥處理與分次施用的處理產量基本相當，N、K 30%包膜肥處理產量極顯著低于分次施用的處理。兩個PPF菌肥處理（處理8和處理9），與推薦施肥處理（處理10）之間差異不大。

2.2 ?不同肥料處理對水稻產量構成因素的影響

不同肥料對水稻產量構成因子的影響見表3。結果（表3）表明，理論產量最高的是沃農公司生物有機肥處理（處理6和處理7），相對于推薦施肥處理（處理10），增加幅度分別為6.0%和2.3%;各產量構成因子中，有效穗增加幅度較大，分別達到8.4%和6.0%。對于新型包膜肥處理（處理1至處理4），在施純N 96 kg/hm2、K2O 48 kg/hm2條件下，隨包膜氮鉀復合肥所占比例的下降，水稻的理論產量總體表現出下降趨勢，其中30%包膜肥處理（處理4）產量表現最低，與100%和70%包膜肥處理之間的差異達到顯著水平;100%包膜肥處理的每穗總粒數和千粒重均最高，但結實率最低。對于兩個PPF菌肥處理（處理8和處理9），與推薦施肥處理（處理10）之間理論產量差異不大，其中處理9的結實率明顯低于推薦施肥處理，但差異不顯著。

2.3 ?不同肥料對水稻氮、磷、鉀吸收的影響

不同肥料處理對水稻氮、磷、鉀積累量的影響見表4。結果（表4）表明，沃農公司生物有機肥處理（處理6和處理7）地上部分和子粒中氮積累量均高于推薦施肥處理（處理10）。對于施用新型緩釋肥料的處理（處理1至處理4），在施純N 96 kg/hm2、K2O 48 kg/hm2條件下，隨包膜氮鉀復合肥所占比例的下降，地上部分和子粒中氮、鉀的積累量總體表現出下降趨勢，其中30%包膜肥處理（處理4）地上部分和子粒中氮、鉀的積累量表現最低;所有包膜肥處理地上部分和子粒中鉀的積累量均大幅高于相同施肥量且分次施用的處理（處理5）。兩個PPF菌肥處理

（處理8和處理9），與推薦施肥處理（處理10）之間各養分吸收量差異不大。

2.4 ?不同肥料處理水稻葉片SPAD變化動態

由表5可見，在水稻生育中后期，不施氮肥處理（處理12）各時間水稻葉片SPAD除8月18日外均表現最低，其次是4個有包膜復合肥的處理（處理1至處理4），除8月24日、9月20日以外，其他時間的值與相同施肥量且分次施用的處理（處理5）之間的差異達到顯著水平。沃農公司生物有機肥的兩個處理（處理6、處理7）水稻葉片SPAD總體處于較高水平，其中8月18日和8月24日有機肥施用量較低的處理（處理6）顯著高于有機肥施用量較高的處理（處理7），9月5日及以后兩處理之間差異不明顯。兩個PPF菌肥處理水稻葉片SPAD總體上與生物有機肥處理差異不大。推薦施肥處理（處理10）各時期水稻葉片SPAD總體上表現最高。

3 ?小結與討論

1）沃農肥業有限公司的生物有機肥每公頃施375 kg且化肥氮減少2.5%、化肥鉀減少35.4%，總養分量投入相等的條件下，相對于推薦施肥處理增產3.5%;每公頃施750 kg且化肥氮減少6.3%、化肥鉀減少72.9%，總養分量投入相等的條件下，相對于推薦施肥處理增產2.1%;兩種用量處理的增產效果均未達顯著水平。該生物有機肥的增產主要是通過增加有效穗來實現的，且能促進水稻對氮鉀的吸收。

2）釋放期為60 d的新型包膜氮鉀復合肥作基肥一次性施用，在施純N 96 kg/hm2，K2O 48 kg/hm2條件下（相對于推薦施肥氮、鉀分別減少20.0%和33.3%），隨包膜肥所占比例的下降，水稻的產量表現出下降趨勢，即使包膜氮鉀復合肥比例在70%及以上，也未表現出增產效果，而30%包膜肥處理產量明顯低于對照。使用新型緩釋肥料的所有處理在中后期葉片SPAD均低于對照。從田間觀察結果來看，這些處理中后期均出現了脫肥現象（主要是缺氮），其原因可能是該肥料在稻蝦共作的土壤環境下，養分釋放時間偏快所致，因此有必要對此類肥料增加包膜厚度或改進包膜材料，并開展進一步的田間應用效果研究。

3）PPF菌肥在水稻上的施用效果不明顯。

參考文獻：

[1] 佀國涵，彭成林，徐祥玉，等.稻蝦共作模式對澇漬稻田土壤理化性狀的影響[J].中國生態農業學報，2017，25（1）：61-68.

[2] 徐迪新，徐 ?翔.中國直播稻、移栽稻的演變及播種技術的發展[J].中國稻米，2006，12（3）：6-9.

[3] 張洪程.直播稻種植科學問題研究[M].北京：中國農業科學技術出版社，2009.

[4] 孫永飛，嚴力蛟，梁尹明.水稻生產中的農田生態問題與可持續發展對策[J].中國農學通報，2005，21（6）：358-362.

[5] 胡玉容，王 ?科，李 ?揚，等.新型緩釋氮肥草酰胺[J].化工技術與開發，2012，41（10）：31-33.

[6] 王 ?強，姜麗娜，潘建清，等.緩釋氮肥一次性施肥對單季稻氮素吸收和產量的影響[J].中國農業科學，2018，51（20）：3951-3960.

[7] 張 ?木，唐拴虎，黃 ?旭，等.一次性施肥對水稻產量及養分吸收的影響[J].中國農學通報，2016，32（3）：1-7.

[8] 張緒美，沈文忠，李 ?梅.水稻控釋肥一次性施肥技術對比試驗初報[J].甘肅農業科技，2015（11）：5-6.

[9] 汪小涵，錢 ?磊，韋殿菊，等.我國生物有機肥研究與應用進展[J].現代農業科技，2019（4）：160-161，163.

[10] 王元元，李 ?超，劉思超，等.有機肥對水稻產量、品質及土壤特性的影響研究進展[J].中國稻米，2019，25（1）：15-20.