有機復合生物肥與速效肥配施對水稻產量及土壤肥力的影響

付雪蛟，鄭舒文，呂小紅，付立東*，劉中卓，全革，紀薇薇，劉琳琳,張晶

（1 遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤錦 124010；2 遼寧省現代農業生產基地建設工程中心，沈陽 110000）

我國約有9 億人口以稻米為主食，增施化肥可促進水稻的增產，有利于國家糧食安全［1－2］。但長期過量施用化肥，不僅導致水稻減產、肥料利用率降低，而且造成資源浪費與環境污染［3］。 有機復合生物肥是以天然有機物為基礎，接種微生物經發酵、脫臭、無害化處理后配以固氮菌、光合菌、解磷菌等多功能微生物而形成的一種肥料，含有水稻生長發育所需的大、中、微量元素，能夠增加土壤的有益微生物菌群，將土壤中難以利用的無效養分轉化成易吸收的有效養分，改善土壤結構、培肥地力，促進水稻增產，提高化肥利用率與稻谷品質［4－5］。對發展生態農業，降低化肥面源污染，實現農業可持續發展有著重要意義。 本試驗采用大區對比方法，研究有機復合生物肥與速效肥配施對水稻產量及其構成、葉面積指數、光合作用、干物質積累、土壤養分含量的影響，探明有機復合生物肥與速效肥配施在水稻上的應用效果，為指導農戶科學施肥提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017 年在位于遼寧省盤錦市大洼區唐家鎮的遼寧省鹽堿地利用研究所試驗基地進行。耕層土壤含有機質2.48%、堿解氮83.58 mg／kg、有效磷 20.05 mg／kg、速效鉀249.96 mg／kg、全鹽0.19%、pH 值7.71。

1.2 供試材料

供試品種為當地主栽高產優質水稻品種鹽豐47。 供試肥料為有機復合生物肥（有機質含量≥30%、氮磷鉀總養分含量≥18%、有效活菌數≥1.5×107個／g）、復混肥（NP2O5－K2O＝28－18－8）、尿素（N：46%）。

1.3 試驗設計

試驗設CK1、CK2、A 三個處理，順序排列。 其中，CK1（常規施肥）：基肥施入復混肥40.0 kg／667 m2，蘗肥（插后2.0 葉齡期）、穗肥（倒4 葉齡期）分別追施尿素6.5、2.3 kg／667 m2；CK2：基肥施入有機復合生物肥50 kg／667 m2，蘗肥（插后1.0 葉齡期）、穗肥（倒5 葉齡期）分別追施有機復合生物肥15.0、10.0 kg／667 m2；A：基肥施入復混肥、有機復合生物肥分別為36.0、40.0 kg／667 m2，穗肥（倒5 葉齡期）追施尿素2.8 kg／667 m2。

采用工廠化育苗技術培育壯秧，4 月15 日播種，播量100 g／盤，5 月23 日機械移栽，行穴距30 cm×18 cm，4～5株／穴，大區面積1 000 m2。 灌水、病蟲草害防治等與大田管理一致。

1.4 測定內容與方法

土壤指標：移栽前、N－n 期、拔節期、齊穗期、成熟期測定耕層土壤全鹽量、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量及pH 值。

莖蘗動態：各處理設3 個調查點，每點定植5 穴。分蘗初期開始，6～7 d 調查一次莖蘗數。

葉綠素含量： 采用SPAD－502 葉綠素儀， 于N－n 期、N－n＋1 期、拔節期、齊穗期定株測定水稻倒3 葉葉綠素含量。 水稻分蘗初期各處理選擇20 株長勢相對一致的主莖掛牌標記，其后跟蹤聯體無損傷測定SPAD 值。 測定部位距葉基部2／3 的非葉脈處。

光合速率、氣孔導度：用LI－6400 便攜式光合測定儀于齊穗期測定各處理劍葉光合速率、氣孔導度。 測定時間上午10：00～11：00，測定部位葉片中部，各處理重復測定15 次。

葉面積指數：移栽期、N－n 期、拔節期、齊穗期，各處理取2 穴代表性植株，調查葉面積指數。 抽穗期分株測定有效葉面積、無效葉面積、高效葉面積和低效葉面積。葉面積值等于葉片長寬之積乘以系數0.75。

干物重：利用調查葉面積指數的植物樣測定群體干物重，成熟期干物重等于籽粒與莖稈干物重之和。

產量構成與單產： 成熟期各處理取代表性植株5 穴，進行室內考種，調查平均株高、穗數、穗長、穗粒數、結實率、千粒重等。 采用5 點測產方法記錄各處理水稻單產。

2 結果與分析

2.1 不同處理對耕層土壤養分含量的影響

由表1 所示，水稻不同生育時期，各處理的土壤有機質含量表現為移栽前＜齊穗期＜成熟期＜拔節期＜N－n 期，上述三處理N－n 期、拔節期、齊穗期、成熟期的土壤有機質含量表現為CK2＞A＞CK1，且處理A 與CK2 的差值小于處理A 與處理CK1 的差值。 處理CK1、CK2、A 成熟期土壤有機質含量比移栽前分別增加了3.2%、13.3%、8.9%；處理A成熟期的土壤有機質含量比處理CK2、CK1 分別增加了－3.9%、5.5%。

表1 不同處理對耕層土壤養分含量的影響

水稻不同生育時期，各處理的土壤堿解氮含量均表現為移栽前＜拔節期＜齊穗期＜N－n 期＜成熟期。 N－n 期、拔節期、齊穗期、成熟期三處理堿解氮含量表現CK1＞A＞CK2，前兩者的差異明顯小于后兩者的差異，且上述兩差值呈逐漸減小的趨勢。 說明處理CK2 在水稻生育后期由于微生物數量的增加及活性的增強， 土壤氮素供應能力有所增強。 處理CK1、A、CK2 成熟期的土壤堿解氮含量較移栽前分別增加了31.7%、30.6%、28.8%；處理A 成熟期的土壤堿解氮含量比處理CK2、CK1 分別增加了1.4%、－0.8%。

水稻不同生育時期，各處理的土壤有效磷含量均表現為移栽前＜成熟期＜N－n 期＜齊穗期＜拔節期， 上述三處理N－n 期、拔節期、齊穗期、成熟期有效磷含量表現為CK1＞A＞CK2。 處理CK2 在水稻整個生長期內表現為土壤有效磷含量較低，成熟期最為突出，其次是N－n 期。 處理CK1、A、CK2 成熟期有效磷含量比移栽前分別增加了27.8%、22.6%、13.6%； 處理A 成熟期土壤有效磷含量比處理CK2、CK1 分別增加了7.9%、－4.1%。

水稻不同生育時期，CK1、A 處理的土壤速效鉀含量均表現為拔節期＜齊穗期＜N－n 期＜移栽前＜成熟期，CK2 處理的的土壤速效鉀含量則表現為拔節期＜移栽前＜齊穗期＜N－n 期＜成熟期，上述三處理N－n 期、拔節期、齊穗期、成熟期土壤有效鉀含量表現為CK2＞A＞CK1， 且前兩者的差異明顯小于后兩者的差異。 處理CK2、A、CK1 成熟期土壤速效鉀含量比移栽前分別增加了27.8%、20.1%、13.1%；處理A 成熟期土壤速效鉀含量比處理CK2、CK1 分別增加了－6.0%、6.2%。 說明在濱海鹽堿稻區土壤含鉀量較高的前提下， 處理CK2 因氮磷供給不足造成了植株吸鉀量減少反而增加了土壤中鉀含量。

2.2 不同處理對水稻植株含氮量與吸氮量的影響

由表2 所示，水稻不同生育時期，各處理的植株含氮量表現為成熟期＜齊穗期＜拔節期＜N－n 期＜移栽期， 上述各時期三處理植株氮含量表現為CK2＜A＜CK1。 各處理N－n 期、拔節期、齊穗期累計吸氮量表現為CK2＜A＜CK1，成熟期處理A 累計吸氮量為10.48 kg／667 m2， 比CK2、CK1 處理分別增加5.00、0.07 kg／667 m2， 增加了91.2%、0.7%。

表2 不同處理對水稻植株含氮量與吸氮量的影響

2.3 不同處理對水稻莖蘗的影響

由表3 所示，三處理N－n 期、拔節期、齊穗期莖蘗數及成熟期收獲穗數表現為CK2＜A＜CK1。 處理A 成熟期收獲穗數23.88 萬穗／667 m2， 較處理CK2、CK1 分別增加了44.7%、－1.0%。 處理A 的莖蘗成穗率為77.8%， 比處理CK2、CK1 分別增加了－3.2、5.3 個百分點。

2.4 不同處理對水稻葉面積指數的影響

由表4 所示，N－n 期、拔節期、齊穗期三處理葉面積指數表現為CK2＜A＜CK1。處理A 齊穗期葉面積指數為5.79，比處理CK2、CK1 分別增加2.55、－0.20，增加了78.7%、－3.3%。處理A 的齊穗期高效葉面積率為78.5%、比處理CK2、CK1分別增加13.3、5.1 個百分點，增加了20.4%、6.9%；三處理的有效葉面積率差異較小。

表4 不同處理對水稻葉面積指數的影響

2.5 不同處理對水稻葉綠素含量與光合效應的影響

由表5 所示， 三處理N－n 期、N－n＋1 期倒3 葉葉綠素含量表現為CK2＜A＜CK1， 拔節期倒3 葉葉綠素含量及齊穗期劍葉葉綠素含量CK2＞A＞CK1， 處理A 齊穗期劍葉葉綠素含量分別比處理CK2、CK1 增加了－1.3%、3.5%。 處理A 齊穗期光合速率為21.78 μmol·CO2·m－2s－1，比處理CK2、CK1 分別增加了10.6%、3.1%；三處理氣孔導度差異較小。

表5 不同處理對水稻葉綠素含量與齊穗期光合效應的影響

2.6 不同處理對水稻干物質積累量的影響

由表6 所示，三處理N－n 期、拔節期、齊穗期干物質積累量表現為CK2＜A＜CK1， 處理A 成熟期干物質積累量1 204.8 kg／667 m2， 比處理CK2、CK1 分別增加348.1、22.0 kg／667 m2，增加了40.6%、1.9%。 處理A 齊穗后干物質積累量占籽粒產量百分比為76.3%， 比處理CK2、CK1 分別增加了－2.4 和3.3 個百分點。

表6 不同處理對水稻干物質積累量的影響

2.7 不同處理對水稻產量與產量構成因素的影響

由表7 所示，三處理穗長、穗成粒數、結實率、千粒重表現為CK2＞A＞CK1， 株高、 單位面積收獲穗數表現為CK2＜A＜CK1，穎花量表現為CK2＜CK1＜A。 處理A 獲得單產677.7 kg／667 m2，比處理CK1、CK2 分別增產5.5、182.7 kg／667 m2，增產了0.8%、36.9%。

表7 不同處理對水稻產量與產量構成因素的影響

3 結論與討論

有機復合生物肥（40 kg／667 m2）與速效肥配施，在減氮25%、減磷鉀10%的條件下，比常規施肥（N、P2O5、K2O：15.2、7.2、3.2 kg／667 m2）的處理CK1 增產了0.8%，比施用有機復合生物肥 （75 kg／667 m2） 的處理CK2 增產了36.9%。單位面積收獲穗數與結實率的穩定，穗成粒數與千粒重的增加使其在獲得了較多穎花量的同時又獲得了較高的產量［6－8］。

水稻籽粒產量的80%以上來自穗后的干物質積累［9］。因此， 抽穗后的水稻群體葉面積指數與高效葉面積率、葉綠素含量與光合速率對產量的形成起著重要作用［4，9］。 本試驗結果表明，與常規施肥相比，有機復合生物肥與速效肥配施處理齊穗期在保證群體葉面積指數穩定的前提下，高效葉面積率提高了5.1 個百分點，劍葉葉綠素含量與光合速率分別增加3.5%、3.1%，同時增施有機復合生物肥可長時間地維持較大的葉面積指數，有利于籽粒灌漿［10］。

土壤有機質含量的變化，是土壤有機物質和外來有機物質在復雜的條件下腐殖化和礦化作用的動態過程［11］。有機復合生物肥與速效肥配施可有效供給水稻生長發育所需要的氮磷鉀等養分，避免大量單獨施用化肥造成土壤板結、有益生物菌群落少等弊端，但該處理也同樣存在土壤有機物質積累少的問題。只有適量施入有機肥或采用秸稈還田等措施才能保證土壤有機質的穩步增加，進而促進土壤肥力步入良性循環的軌道［12－13］。