減氮條件下施用蚓糞對水稻生長及產量的影響

周星 徐年龍 周娜娜 徐夢彬 王升

（江蘇省鹽城農墾農業科學研究所，江蘇 鹽城 224314）

高強度集約化農業生產中大量施用化肥雖能夠滿足人類對糧食的需求，但同時也會對土壤及周圍環境造成極大的污染[1-3]，長此下去，土壤極易出現板結、鹽漬化、生產力下降及水體富營養化等諸多問題，同時也會對作物生長產生不利影響[4-7]。與此同時，隨著經濟的快速發展和人口的增加，在農業生產中積累了大量隨處丟置的有機廢棄物，產生了較為嚴重的資源浪費及環境污染[8-10]。發展合適的有機廢棄物處理技術可以較好解決上述問題。研究發現，利用蚯蚓處理有機廢棄物是一種低成本且高效環保的技術[11]。蚓糞是通過蚯蚓及其體內微生物的共同作用對有機物進行礦化和腐殖化后得到的產物，是一種顆粒均勻、保水透氣性好、養分含量高，同時含有多種微生物及植物激素的類似泥炭狀物質，施用后對植物的生長有著積極的作用，是理想的有機肥[12-15]。

水稻是我國重要的糧食作物，我國60%的人口以稻米為主食，提高水稻產量是保障我國糧食安全的重要途徑之一。前人研究蚓糞對水稻生長的影響主要集中在育秧基質及水稻苗期和抽穗期，對水稻整個生長期及產量形成的影響較少。本試驗是在減少化肥用量的基礎上，研究不同用量蚓糞對水稻生長及產量的影響，旨在為水稻的優質高產栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2020年設在江蘇省鹽城市射陽縣新洋農科所試驗田（120°15′50″E、33°40′30″N），壤性潮鹽土，前茬作物為小麥。土壤肥力中等，有機質含量24.3 g/kg，全氮 1.81 g/kg，堿解氮 118 mg/kg，速效磷 18.6 mg/kg，速效鉀 95 mg/kg，pH 值 7.9。

1.2 試驗材料

供試品種為南粳9108，由江蘇省農墾農業發展股份有限公司新洋分公司提供。供試肥料：潤墾尿素（總氮≥46.4%），由江蘇雙多化工有限公司生產；潤墾磷酸二銨（18-46-0，總養分≥64%），由甕福（集團）有限責任公司生產；復合肥（N-P-K 為15-15-15，總養分≥45%），由蘇州上研化肥科技發展有限公司生產；蚓糞，南京肥甘農業科技有限公司生產。

1.3 試驗設計

試驗共設8個處理，具體見表1。每個處理面積200.2 m（2南北長7 m，東西長28.6 m），水漿管理與病蟲害防治同其他大田。

表1 8 種肥料處理方案 （單位：kg/667 m2）

1.4 田間管理

5月7日落谷，6月15日機械移栽，10月27日機械收割。6月14日人工撒施基肥，6月24日施用第1遍分蘗肥，7月1日施用第 2 遍分蘗肥，7月23日施用促花肥，8月5日施用保花肥，其余措施同大田。蚓糞于6月14日人工一次性撒施用作基肥。

1.5 測定項目及方法

1.5.1 地上部干物質量

每個小區選擇5 叢長勢一致的水稻，洗凈后于105 ℃殺青后烘至恒質量，稱重。

1.5.2 葉綠素

在晴天下午選擇長勢一致的水稻，用SPAD-502儀器測定，每隔7 d 測定1 次。

1.5.3 灌漿速率

在水稻始穗時每個小區選擇長勢一致的10個稻穗，剪取后放入烘箱中烘干，稱重，同時記錄每個小區水稻總粒數，之后根據公式計算灌漿速率。

1.5.4 產量和產量構成因子

在每個小區中挑選出長勢均勻的地塊進行割方測產，之后從脫粒后的水稻中取1 kg 樣品用于測定千粒重。于成熟期時在每個小區人工調查3個點（每個點10 叢水稻）的有效穗數，之后從小區中挑選出3 叢水稻進行考種，調查每穗總粒數和癟粒數。

1.6 數據處理及分析

采用Microsoft Excel 2010 軟件處理數據及制表繪圖。

2 結果與分析

2.1 對水稻地上部干物質量的影響

由圖1 得出，V3 和V5 處理各個時期的地上部干物質量高于對照V2；在減氮10%的條件下，隨著蚓糞施用量的增加，水稻地上部干物質量呈先下降后上升的趨勢；在減氮15%的條件下，隨著蚓糞施用量的增加，水稻地上部干物質量呈逐漸上升的趨勢，且除成熟期之外，其余時期施蚓糞的處理水稻地上部干物質量都高于對照；不施肥的處理水稻地上部干物質量最低。說明在減氮10%的條件下，施用蚓糞400 kg/667 m2的處理水稻地上部生長佳。

圖1 不同處理對不同時期水稻地上部干物質量的影響

2.2 對水稻葉綠素含量的影響

由圖2 可見，不施肥的處理水稻葉綠素含量在不同時期都最低；在減氮10%的條件下，隨著蚓糞施用量的增加，水稻葉綠素含量呈逐漸增加的趨勢，9月18日之后V5 處理最高；V7 處理水稻葉綠素含量只在9月18日前高于V2，但V8 處理水稻葉綠素含量大多時期都高于V2。說明減施氮肥后，需要提高蚓糞的用量才能提高水稻的光合作用。

圖2 不同處理對不同時期水稻葉綠素含量的影響

2.3 對水稻灌漿速率的影響

由圖3 可見，V2 的水稻灌漿速率高峰值出現在灌漿后14 d 左右，除V3 處理外，其他減氮施蚓糞處理的灌漿速率高峰值出現時間與對照相同。在減氮條件下，灌漿速率較高值都出現在施用300~400 kg/667 m2蚓糞的處理，且300 kg/667 m2的蚓糞處理灌漿速率均高于對照。說明減氮條件下施用300~400 kg/667 m2蚓糞能提高水稻的灌漿速率。

圖3 不同處理對不同時期水稻灌漿速率的影響

2.4 對水稻產量及其構成因子的影響

由表2 可知，與V2 相比，只有V4 和V5 處理的產量增加。有效穗數V5 和V7 處理高于V2，且V5 處理最高；施用蚓糞后水稻實粒數都高于V2，且以V7 處理最多；減氮10%條件下施用蚓糞的處理結實率均低于V2，但在減氮15%條件下水稻的結實率有所增加且在施用400 kg/667 m2時（V8）達到最高；施用蚓糞后的水稻千粒重均高于V2。V5 處理不僅增加了有效穗數，還提高了實粒數和千粒重，但由于所需蚓糞量較大，與V2 相比凈效益降幅較大。

表2 不同處理對水稻產量及其構成因子的影響

3 討論與結論

大量研究表明，施用蚓糞后有利于促進作物地上部生長[16-18]。本試驗表明，施用蚓糞后延長了水稻葉片的光合作用時間，且在施用較高用量（300~400 kg/667 m2）后能提高水稻的灌漿速率，這與以往的研究結果一致[19-20]。在蚓糞高用量下，蚓糞中養分活性高且含有多種微生物，施入土壤后帶入了大量活性物質，改善了作物生長的生態環境，有利于作物地上部生長，進一步增強了作物的光合作用，灌漿速率也隨之提高，進而提高了水稻結實率和千粒重，最終提高產量。雖然短時間內由于蚓糞施用量較大會導致凈效益偏低，但長期施用有利于改善土壤性狀，為作物高產打下堅實基礎。