有機肥替代化肥在黔北稻區水稻種植中的應用效果

雷利群　薛明超　余敏　王勇　王加平　冉德乾

摘 要 以水稻品種川優553為試驗材料，采用隨機區組方式，分別設置配方施肥、有機肥替代10%、有機肥替代20%和有機肥替代30%等4個處理，在黔北稻區開展水稻種植最適有機肥替代化肥比例篩選試驗。結果表明，各施肥處理的生育期基本一致，有機肥替代部分化肥沒有明顯縮短或延長水稻生育期；水稻種植中有機肥部分替代化肥可有效提高水稻結實率、穗長，株高、有效穗、穗粒數、穗實粒數隨有機肥替代化肥比例的增加呈下降趨勢。有機肥替代化肥下水稻各農藝性狀間存在相互制約關系，要獲得水稻高產，需通過調控施肥比例、農藝措施等使各性狀間達到一定的平衡狀態。綜上，在黔北稻區測土配方（每667 m2 N、P2O5、K2O施用量分別為9.2、4.8、7.5 kg）基礎上，以第一年有機肥替代10%氮肥比例方案的效果較好，可以推廣應用。

關鍵詞 水稻；化肥；有機肥；農藝性狀；產量；黔北

中圖分類號：S511 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.15.035

水稻是我國重要的糧食作物，種植面積約占我國糧食總面積的30%，產量約占我國糧食總產量的50%，水稻種植與糧食安全息息相關[1-2]。肥料投入對水稻能否高產穩產至關重要。近年來，水稻種植過程中化肥用量不斷增長，導致土壤團粒結構比例下降、結構變差[3-4]，土壤綜合肥力及肥料利用率逐漸降低，其中水稻氮肥農學效率為10.4 kg·kg-1，氮肥利用率僅為28.3%[1]，遠低于國際水平。氮肥是影響水稻產量的主效因素[5]，隨著無機氮肥施用量的增加，氮肥利用率下降顯著，土壤有機質含量短板日趨明顯，使得水稻產量增長緩慢，稻米品質也受到影響。

有機肥可為作物提供營養，增加土壤腐殖質、氮、磷、鉀等有效養分，提高土壤團聚體的穩定性，改善土壤微生物數量和活性[6]。有機無機肥配施可有效降低氮素損失[7-9]，顯著提高水稻氮肥農學利用率和表觀利用率[10]，滿足水稻養分需求，確保水稻高產穩產。合理施用有機肥，可改善養分庫容[11]及土壤物理、化學和生物學性狀[12-14]，提高土壤基礎生產力及養分利用效率，促進農業持續高質量發展。貴州山地崎嶇，耕地稀少，而畜牧養殖戶較多，可為農作物種植提供豐富的有機肥。為研究有機肥替代化肥施用對水稻產量的影響，在黔北稻區比較水稻栽培中施用有機肥替代不同比例化肥的效果，掌握本區域水稻種植最適有機肥替代化肥比例，促進化肥減量增效，減輕農業面源污染。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地概況

試驗地點設在習水縣九龍街道馬皇壩村老房子組農戶稻田，106°15′47.4″E， 28°20′15.9″N，海拔935 m，年均溫14.3 ℃，年有效積溫4 450 ℃，年無霜期280 d。土壤為紫泥田土種，肥力中等，水源充足，排灌方便，前茬為冬閑田。試驗前采用《土壤分析技術規范》測定耕層土壤理化性狀，測定結果為土壤pH值6.0，有機質含量19.5 g·kg-1，全氮1.24 g·kg-1，堿解氮113.8 mg·kg-1，有效磷15 mg·kg-1，速效鉀55 mg·kg-1。

1.2? 試驗材料

試驗肥料為商品有機肥（含有機質66%、N 2.6%、P2O5 4.4%、K2O 1.0%）、尿素（含N 46%）、普通過磷酸鈣（含P2O5 12%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

試驗水稻品種為川優553。

1.3? 試驗設計

試驗設4個處理，各處理肥料每667 m2施用總養分量均為21.5 kg（N為9.2 kg，P2O5為4.8 kg，K2O為7.5 kg）。處理1：測土配方施肥，全部施用無機化肥。處理2：有機肥替代10%氮肥，每667 m2施用商品有機肥35.4 kg。處理3：有機肥替代20%氮肥，每667 m2施用商品有機肥70.8 kg。處理4：有機肥替代30%氮肥，每667 m2施用商品有機肥106.2 kg。每處理設3次重復，小區面積為20 m2（長5 m×寬4 m），隨機區組排列。重復間設1 m寬的走道，用作排灌溝；重復間、小區間設土埂（高30 cm、寬30 cm），用塑料薄膜包埂，防水肥滲透。試驗各處理肥料用量詳見表1。

1.4? 試驗實施

試驗采用濕潤育秧，2022年3月29日播種，5月8日移栽，寬窄行栽培，種植規格為（35 + 23）cm × 20 cm，每667 m2為11 600窩，每窩2株；寬向每小區種14行水稻，長向每行種25窩，每小區種植350窩。肥料施用：有機肥及磷肥全部作底肥；氮肥的52%作底肥，40%為分蘗肥，8%為穗肥；鉀肥的60%為底肥，40%為穗肥。底肥在整地時撒施，5月16日撒施分蘗肥，6月30日（倒三葉期）撒施穗肥，各處理其他栽培管理措施一致（前期淺水促分蘗，苗足曬田，拔節后保持淺水層，齊穗后干濕交替管理）。9月5日收獲測產，每小區選擇5窩有代表的植株，考察田間性狀，并對各小區單打單收稱重。

1.5? 數據處理

采用Excel 2003軟件進行數據處理，DPS軟件LSR-SSR法進行方差分析。

2? 結果與分析

2.1? 各施肥處理對水稻生育期的影響

經田間觀測調查，不同施肥處理的生育期見表2。可以看出，各施肥處理對水稻生育進程影響較小，僅配方施肥的大田分蘗始期（5月15日）較有機肥替代化肥處理提早1 d，可能與有機肥施入時間較短、分解較少，較配方施肥處理有效氮濃度略低有關。各施肥處理的其余生育期均一致，有機肥替代部分化肥沒有明顯縮短或延長生育期時間。

2.2? 各施肥處理對水稻農藝性狀的影響

有機肥替代化肥不同比例對水稻農藝性狀的影響結果見表3。可以看出，結實率隨著有機肥替代化肥比例的增加呈上升趨勢，以有機肥替代20%處理最高，與羅伏安等的有機無機肥配施有效增加水稻的穗實粒數、提高結實率的試驗結果一致[15]；有機肥替代10%、20%處理的穗長明顯高于配方施肥處理；水稻株高、有效穗、穗粒數、穗實粒數隨有機肥替代化肥比例增加呈下降趨勢，其中有機肥替代化肥10%處理與配方施肥處理接近；各處理的千粒重差異較小，隨有機肥替代化肥比例變化規律不明顯，以有機肥替代30%處理最高。

2.3? 各施肥處理下水稻農藝性狀的相關性

通過有機肥替代化肥處理后水稻農藝性狀的相關性分析結果見表4。可以看出，水稻實收產量與株高、有效穗數、穗實粒數呈極顯著正相關，與穗總粒數呈顯著正相關，與穗長呈正相關，與結實率、千粒重呈顯著負相關；株高與千粒重呈極顯著負相關，與穗長、有效穗數、穗實粒數呈顯著正相關，與穗總粒數呈正相關。表明有機肥替代化肥下水稻各農藝性狀間存在相互制約關系，要獲得水稻高產，需通過施肥比例、農藝措施等調控各性狀間達到一定的平衡狀態。

2.4? 各施肥處理對水稻產量的影響

對各小區水稻實收產量F測驗結果見表5。可以看出，重復間F值為0.964 < F0.05（5.143），差異不顯著；處理間F值為4.672 < F0.05（4.757），差異不顯著。

有機肥替代化肥不同比例的水稻產量分析見表6。可以看出，各試驗處理產量結果：配方施肥區 > 有機肥替代10%區 > 有機肥替代20%區 > 有機肥替代30%區。配方施肥區水稻產量最高，667 m2產量達617.9 kg，其產量與3個有機肥替代化肥處理均無極顯著差異，且與施用有機肥替代10%處理無顯著差異；有機肥替代20%、30%處理產量顯著低于配方施肥處理。試驗結果說明在測土配方施肥基礎上第一年有機肥替代化肥的比例不宜過大，適宜控制在10%左右，既對水稻產量無明顯影響，又可保蓄養分、保持和提高土壤肥力，并減輕徑流、滲漏、揮發等途徑造成的化肥養分流失對環境的不利影響。

3? 小結

無機化肥可增加土壤速效養分，保證土壤供肥強度；有機肥則可改善養分庫容，提高土壤供肥容量，保蓄養分、減少流失[16]。充分結合無機化肥、有機肥兩者優勢，合理配施，實現根層養分供應與作物需求在數量、時間、空間上相匹配，提高作物產量和肥料利用率[17]。試驗結果表明，水稻實收產量與株高、有效穗數、穗實粒數呈極顯著正相關，與穗總粒數呈顯著正相關，與穗長呈正相關，與結實率、千粒重呈顯著負相關。水稻株高、穗長、有效穗、穗粒數、穗實粒數及產量隨有機肥替代化肥比例的增加呈下降趨勢，施用適當比例有機肥替代化肥有利于增加水稻結實率。隨有機肥替代化肥比例提高，水稻產量呈降低趨勢，替代10%氮肥比例處理的水稻產量接近測土配方施肥處理，差異不顯著。林森在早稻、晚稻有機肥替代20%氮肥試驗中，有機肥替代處理產量略低于常規處理，其中早稻產量相當，差異不顯著，晚稻產量差異顯著[16]。本試驗結果與毛偉、孫加亮、劉明月有機肥替代氮肥比例20%處理的水稻籽粒產量最高，區別較大，可能與其試驗地土壤黏度、氣候狀況等因素及常規氮肥用量較大有關[18-20]。

有機肥替代化肥處理中，早、晚稻各生長時期的土壤水溶性銨態氮、硝態氮和總氮含量與常規化肥處理差異不顯著[16]，可保證水稻各時期的土壤有效氮供應。有機肥替代化肥能夠為作物平衡供應有機與無機養分，滿足作物對各種養分的需求，使作物高產穩產[21]。由于化肥養分釋放較快，容易被作物吸收轉化，而有機肥養分釋放較慢，雖能為水稻長久持續供應養分，但所施有機肥養分總體被當季水稻吸收利用得較少，部分養分留在土壤中，在供給作物養分方面有殘效疊加效應。羅統照在有機肥當季氮素同效試驗中測得不同有機肥當季氮素利用率介于52%～81%[22]。為保證水稻氮素供給，在總養分量投入較低的情況下，第一年使用有機肥替代化肥時，替代比例不宜過高，可以只替代所施有機肥含氮總量的67%，以彌補所施有機肥氮素未在當季充分利用的不足。

施用有機肥可有效減輕長期施用化肥導致的土壤酸化程度，改善土壤團粒結構，培肥地力。為減少化肥用量，實現化肥“減量增效”，減輕農業面源污染，在本區域測土配方（每667 m2 N、P2O5、K2O施用量分別為9.2、4.8、7.5 kg）基礎上，水稻栽培中有機肥替代化肥施用方案可行，以第一年有機肥替代10%氮肥比例方案的效果較好，可以推廣應用。

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（責任編輯：易? 婧）