化肥減量配施有機肥對水稻產量及效益的影響

何瑞岳

摘要：為研究化肥減量配施有機肥對水稻產量及效益的影響，本試驗設置常規施肥、有機肥化肥配施、有機肥配施化肥且全部減量10%、20%和30%，對水稻產量及效益進行分析，結果表明，隨著施肥量的減少，水稻產量逐漸降低，每畝節約成本和減少產量比呈逐漸升高的變化趨勢，在化肥減量30%處理時，化肥的投產比為1∶6.0，達到最高，增效明顯。

關鍵詞：水稻；化肥減量；產量

中國是世界上最重要的水稻生產國之一。為追求高水稻產量，從20世紀80年代初開始，稻田就開始大量施用化肥。自1993年以來，我國糧食產量不斷增加，與此同時，我國化肥的消費也不斷增加，一度成為世界第一化肥消費大國。2018年，我國化肥消費總量為5 653.42×104t，占世界化肥總消費量的34%。其中鉀肥約為590.28×104t，磷肥約為728.88×104t，氮肥約為2 065.43 ×104t，農用復合肥2 268.84×104t。化肥用量逐年增加，然而，化肥的大量投入并不能有效提高預期產量，而且近年來，在中國的一些地區，水稻的產量增長速度明顯下降甚至停滯[1]。同時，使用大量化肥使得作物的生長對化肥產生過分依賴，并導致土壤有害物質的累積，對土壤環境產生嚴重影響。另一方面，農田施肥中有機肥的施用量所占比例有逐年下降的趨勢，造成土壤有機質含量下降，土壤理化性狀發生改變，并有惡化的趨勢。此外，過度施用化肥對環境造成了大量的負面影響，如溫室氣體排放、養分徑流淋失等[2]，這已成為制約作物產量進一步提高，影響農業可持續發展的重要影響因素。因此，研究可持續的水稻有效施肥方法是滿足日益增長的糧食需求和改善環境的重要措施。

有機肥是一種含有動物蛋白、氨基酸以及氮磷鉀等有機物質的肥料，主要來源于動植物的代謝體，屬于純天然的肥料，并且肥效的時間較長[3]。研究表明，有機肥能夠維持土壤肥力水平，改善土壤結構，是提高土壤養分含量的重要措施，是實現綠色農業、農業持續發展的途徑之一[4]。有機肥可以為作物生長提供養分，提高土壤養分積累[5]。它可以優化土壤微生物驅動的養分內部循環，使化肥投入量減少。朱經偉等[6]研究表明，在氮、磷、鉀肥減施的條件下，追肥5次的處理能夠顯著提高烤煙對養分的利用效率，提高烤煙對養分的利用效率并改善煙葉品質。閆龍翔等[7]研究表明，不同減施化肥條件下使用生物有機肥改善土壤微生態環境，可以不同程度促進黃瓜生長，提高產量和品質。其中減施化肥20%時施用生物有機肥效果最優，增產效果達到10.14%。張璐等[8]研究表明，與習慣施氮量相比，綠肥結合習慣施肥以及綠肥與化肥氮減量20%-40%配施均能保持較高產量。樓宇濤等[9]研究表明，不同化肥減量措施并不會對水稻產量、秸稈產量和谷草比產生不利影響，且對耕地質量有顯著的提升效果。袁迎春等[10]研究表明，與單施化肥處理相比，翻壓紫云英配施化肥處理均有助于提高水稻土壤堿解氮含量，有助于提高有效穗、穗總粒數、實粒數、千粒質量、理論產量和實際產量。施用不同類型的肥料可以影響植株對養分的吸收和利用。周丹丹等[11]研究發現，將有機肥與化肥配合施用，有利于黃瓜植株吸收土壤中氮磷鉀等養分，植株中各種養分均有不同程度的增加。因此，本試驗通過研究化肥減量配施有機肥對水稻產量及經濟效益的影響，為水稻合理施肥、提高水稻產量提供參考。

1 材料方法

1.1 試驗地概況

試驗田位于永勝縣程海鎮馬軍村委會石灣北村，地勢平坦、向陽、排灌方便，海拔1 520米，北緯26.442°，東經100.664°。

1.2 試驗材料

供試品種為泰優3 9。有機肥：有機質≥45%，總養分（氮-磷-鉀）≥5%；微肥：硼鋅鐵鎂錳肥總養分≥12%，B≥2%、Zn≥1%、Mn≥5%、Fe≥6%，Mg≥2%；氮肥：以金沙江牌尿素為氮源，含純N以46%計算。磷肥：以普通過磷酸鈣為磷源，含P2O5以16%計算；鉀肥：以硫酸鉀為鉀源，含K2O以50%計算。復合肥，N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15。

1.3 試驗設計

試驗于2019年3-11月進行，試驗采用完全隨機設計，設5個處理，如表1所示，三次重復，5月25日小區劃好后各處理按實施方案有機肥100%、復合肥50%、磷肥100%作基肥施入，并按每畝2.2萬穴移栽。6月1日拌除草劑施尿素30%；6月14日在分蘗期施尿素40%、鉀肥50%、復合肥50%、微肥100%作追肥；8月2日在孕穗期追施尿素30%、鉀肥50%。試驗田各小區于2017年9月24日后進入成熟期，9月30日進行收獲。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 土壤養分含量的測定

在水稻收獲時，取耕層土壤測定土壤養分含量，土壤pH值的測定采用pH計法，稱取16 g干土置于50 ml燒杯中，加入40 ml蒸餾水，攪動1 min，放置半小時，將pH電極插入上部澄清液中，將懸液輕輕轉動，待讀數達到穩定時記錄數據。

土壤養分含量的測定參考梁方暉等[12]采用的方法，有機質測定采用外加熱法，全氮采用開式定氮法，土壤銨態氮和硝態氮含量用流動分析儀測定，速效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀測定采用火焰光度計法。

1.4.2 水稻產量及產量構成因素的測定

水稻實收測產，于室內考察穗行數、穗粒數、百粒重、含水量等穗部性狀，按14%含水量計算籽粒產量。

1.5 數據分析

測定數據采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0版軟件進行處理和分析。

2 結果分析

2.1 不同處理對水稻生育進程的影響

由表2可知，各處理的秧齡、移栽日期和返青日期均相同，處理3和處理4分蘗日期和處理1相比推遲1d；處理2、3、4、5的抽穗日期和處理1相比均提前，分別提前2d、4d、4d、5d；處理2、3、4、5的成熟日期和處理1相比均提前，分別提前3d、4d、4d、4d。

2.2 不同處理對水稻田土壤養分含量的影響

土壤養分含量是反映農田土壤養分供給能力的重要指標。由表3可知，各處理間土壤pH值均相同，為7.8；化肥減量配施有機肥處理的有機質含量均低于處理1；化肥減量配施有機肥處理的堿解氮處理2、3、5分別比處理1低6.31%、7.27%、10.28%；處理2、3、4、5速效磷含量均低于處理1，分別低12.50%、145.45%、134.78%和86.21%；添加有機肥處理速效鉀含量均低于處理1，且隨施肥量的減少呈逐漸降低的變化趨勢，處理2、3、4、5分別比處理1低13.93%、16.81%、13.93%和16.81%。

2.3 不同處理對水稻生物學特性的影響

由表4能夠看出，各處理間基本苗數沒有差異，化肥減量配施有機肥處理的最高莖蘗數均低于處理1，分別低26.04%、24.56%、25.36%和36.38%；有效穗數變化趨勢和最高莖蘗數相似；化肥減量配施有機肥處理的穗總粒數均高于處理1，分別高5.98%、6.90%、5.29%和11.95%；穗實粒數變化趨勢和穗總粒數相似；化肥減量配施有機肥處理的千粒重均高于處理1，分別高3.77%、4.29%、5.78%和5.90%；有機肥配施化肥處理的產量均低于處理1，處理2、3、4、5分別比處理1低13.46%、9.29%、11.70%和12.28%。

2.4 不同處理對水稻生產效益的影響

由表5能夠看出，化肥減量配施有機肥處理2、3、4、5分別比處理1減產106.6、83.0、76.6和103.3 kg/畝；處理2、3、4、5產值分別比處理1低319.8、249.9、229.8和309.9元/畝；處理2、3、4、5分別比處理1節約118.0、167.2、216.4和265.6元/畝；各處理的投產比分別為1∶3.9、1∶4.2、1∶4.8、1∶5.5、1∶6.0，隨著肥料用量的減少投產比呈現逐漸增高的變化趨勢。

3 討論

化肥是影響作物產量的重要因素，減量優化施肥可顯著提高水稻有效穗數、穗粒數和千粒質量，從而優化調控作物產量[13]。在一定程度上，化肥減量配施有機肥優化土壤肥力結構，使土壤養分狀況得到改善，同時化肥減量能夠減少成本投入，增加經濟效益[14]。本研究結果表明，隨著施肥量的減少，水稻產量逐漸降低，主要是由于有機肥的肥效較慢，化肥用量的減少，降低了土壤中速效養分的釋放。

“減肥增效”和“有機肥代替化肥”是目前農業生產中研究的重點問題，有機肥和化肥配施，不僅能夠減少畜禽糞便對環境的影響，充分利用農業廢棄物，還能夠有效提高土壤酶活性和有效養分含量，改善土壤結構，促進農業可持續發展[15]。鼓勵和倡導施用有機肥料，如經過堆放腐熟的綠肥、畜禽糞便、作物殘體，沒有經過化學處理的菜籽餅、礦石肥，以及利用動物殘體生產其他類似的商品性有機肥等。有機肥改善土壤結構，提高其通氣能力、增強和更新土壤中有機質，同時有機肥養分全、肥效持久，有機肥還能改善土壤微生物狀況，改善作物品質，增強抗逆性，降低農產品成本、提高收益等優勢。有研究表明，施有機肥茶園比不施肥處理的茶葉產量大幅增長，其中施沼肥增加茶葉產量效果最好，施沼肥茶園效益高于施菜籽餅、商品有機肥的茶園[16]。本研究表明，每畝節約成本和減少產量比呈逐漸升高的變化趨勢，在化肥減量30%處理時，化肥的投產比為1∶6.0，達到最高，增效明顯。

參考文獻

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