不同緩釋肥對水稻嘉優中科3 號產量和土壤地力的影響

徐繼根, 吳昊, 漆慧娟, 張順昌*, 胡麗鵬, 顏韻枝, 沈宣才, 駱徐匯, 李清良

(1.臺州市農資股份有限公司, 浙江 臺州 318000; 2.臺州市農業科學研究院, 浙江 臺州 318000)

水稻 (OryzasativaL.) 是一年生草本植物,是我國重要的糧食作物之一[1], 我國以稻米為主食的人口占據65%以上[2]。化肥施用是提高水稻產量的主要手段之一, 但與此同時, 也會對土壤成分、周邊環境造成破壞[3]。化肥中的氮素是水稻重要的營養元素[4], 也是水稻產量最主要的限制因子[5]。同時, 氮素的過量施用不僅增加了農業的生產成本, 給生態環境造成負擔, 還影響水稻的產量和稻米的營養品質和加工、外觀、蒸煮食味[6]。所以降低農田化肥施用量的前提是通過氮素包膜緩釋等技術提升氮素的利用率, 從而達到減少施用氮素的目的[7]。

試驗選擇的緩釋肥, 是通過聚氨酯生物膜控氮技術進行氮素包膜, 再與不同比例的五氧化二磷、氧化鉀摻混制成。本次試驗設置了不同控氮時間,控氮比例的水稻緩釋肥。通過研究不同緩釋肥對水稻嘉優中科3 號產量、氮肥偏生產力、土壤地力的影響以及計算產出投入比, 以期篩選適宜水稻生產的緩釋肥作為水稻底肥, 為水稻綠色高產創建提供施肥技術依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2022 年7 月, 在浙江臺州市椒江區下陳街道后邱村水稻基地進行, 試驗地塊面積為0.667 hm2, 土壤為水稻土, 土壤pH 值為6.57,有機質含量為0.87%, 堿解氮含量為73.7 mg·kg-1, 速效磷含量為14.5 mg·kg-1, 速效鉀含量為208.7 mg·kg-1, 土壤交換性鈣含量為2 743.3 mg·kg-1, 土壤交換性鎂含量為562.9 mg·kg-1,土壤有效鋅含量為11.0 mg·kg-1, 土壤有效硼含量為1.2 mg·kg-1, 土壤電導率 (EC) 值為103.2 μS·cm-1, 水稻移栽方式為人工插秧。

供試水稻品種為嘉優中科3 號, 行距21.67 cm,株距21.67 cm, 種植密度為213 120 叢·hm-2。

供試肥料有水稻緩釋肥 (新洋豐農業科技股份有限公司生產, 采用聚氨酯生物膜控氮技術,氮、磷、鉀有效養分含量分別為20%、8%、12%,以下簡稱20-8-12)、水稻常規肥料 (新洋豐農業科技股份有限公司生產, 氮磷鉀有效養分含量分別為20%、8%、12%)、尿素 (靈谷化工有限公司生產, 氮有效養分含量為46%)。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

本次試驗共設6 個處理, 小區面積為300 m2,隨機區組排列, 重復3 次。水稻底肥具體如表1 所示, 各處理用量均為450 kg·hm-2, 水稻追肥為尿素和水稻常規復合肥 (20-8-12), 用量相同, 為150 kg·hm-2, 底肥施用時間為2022 年7 月8 日,追肥施用時間為2022 年7 月25 日。小區間田埂寬35 cm, 用農膜進行封堵, 各小區排水口獨立, 防止田間肥水相互間滲漏。各試驗田塊都進行統一施藥管理。2022 年10 月20 日進行考種取樣以及實收測產。

表1 各處理水稻底肥概況

1.2.2 測定項目及方法

水稻產量測定項目及測定方法。法分別從兩地試驗田各小區隨機選取水稻50 叢, 測定每叢有效穗數; 風干后室內測定每穗粒數、結實率、千粒重。實割實收計產。

稻田地力變化測定。在開展試驗之前和水稻收割后, 分別在兩地試驗田按照 《測土配方施肥技術規范》 要求取土, 分析堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、有機質含量、pH 值等5 項指標。堿解氮含量用堿解擴散硫酸滴定法測定, 有效磷含量用碳酸氫鈉浸提分光光度法測定, 速效鉀含量用乙酸銨浸提火焰光度法測定, 有機質含量用重鉻酸鉀容量法測定, pH 值用無CO2水浸提 (土水比 1 ∶2.5) 玻璃電極法測定。

物質養分指標的計算方法。氮肥偏生產力(kg·kg-1) 為水稻產量除以氮肥施用量[8]。

1.3 數據測定及分析

數據采用SPSS 數據處理軟件對試驗數據進行單因素方差分析, 用Duncan 氏新復極差法做差異性分析。

2 結果與分析

2.1 水稻產量

通過表2 可知, 不同緩釋底肥處理 (T1、T2、T3、T4、T5) 的水稻實收產量與常規底肥處理(T6)進行比較, 都能夠達到增產效果, 增產幅度在3.86%～15.33%, 其中T3 處理實收產量為9 859.75 kg·hm-2, 產量最高。通過水稻產量構成因素分析,不同緩釋底肥處理 (T1、T2、T3、T4、T5) 的水稻每hm2有效穗數量以及每穗總粒數都要比常規底肥處理(T6) 高, 所以施用不同緩釋底肥處理水稻增產的主要因素是有效穗數量和每穗總粒數。

表2 不同水稻緩釋肥對水稻嘉優中科3 號產量及產量構成因素的影響

2.2 土壤地力變化

通過表3 可知, 試驗田塊的土壤偏弱酸性,試驗前pH 值為5.82 ～6.27, 試驗后pH 值為5.96 ～6.43, 各處理試驗前后相比較pH 值都有略微增加; 在各處理試驗前后的有機質含量對比, 有機質含量試驗前為2.11×104～2.56×104mg·kg-1, 試驗后為2.16×104～2.61×104mg·kg-1, 試驗前后整體有機質含量趨于穩定; 各處理試驗前后全氮含量都有少量上升或者下降的趨勢, 但是試驗區塊土壤中總體全氮含量的變化小; 各處理試驗前后有效磷含量都呈現少量上升的趨勢, 但是試驗區塊土壤中總體有效磷含量變化也比較小; 各處理試驗前后土壤中速效鉀含量都呈現降低的趨勢, 各處理中試驗前土壤中速效鉀含量為285 ～415 mg·kg-1, 試驗后為232 ～327 mg·kg-1, 但是試驗區塊土壤中速效鉀含量的變化也是比較少。通過測定各處理土壤中地力因素(如: 有機質含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、pH 值), 土壤中的有效養分變化的差異較小, 各養分趨于穩定。

表3 不同水稻緩釋肥處理水稻嘉優中科3 號種植前后土壤地力變化

2.3 經濟效益和氮肥偏生產力

通過表4 可知, 處理T1、T2、T3、T4、T5 的氮肥偏生產力都普遍高于處理T6, 提高幅度為3.87%～15.34%, 氮肥偏生產力從高到低依次為: T3＞T4＞T1＞T2＞T5＞T6, 最高的處理為T3, 為52.17 kg·kg-1, 比常規對照T6 高出了15.34%。從經濟效益來看, 處理T1、T2、T3、T4、T5 的產量收益都高于T6, 產量收益增長幅度為3.71%～13.29%; 產出投入比最佳為T3, 產出投入比為8.57, 各處理產出投入比從高到低依次為: T3＞T6＞T4＞T1＞T2＞T5。

表4 不同水稻緩釋肥處理對水稻嘉優中科3 號經濟效益和氮肥偏生產力的影響

3 結論與討論

上述試驗結果表明, 水稻嘉優中科3 號施用緩釋底肥處理, 對比常規復合肥, 可以提高每hm2有效穗數量和每穗總粒數, 進而提高水稻的實收產量。施用緩釋底肥同樣也可以提升水稻嘉優中科3號對氮素的吸收率, 提高氮肥偏生產力; 同時試驗前后土壤中的pH 值、有機質含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量變化較小, 土壤中的各養分都趨于穩定。

胡新春等[9]研究結果提到, 肥料養分緩慢釋放是水稻緩釋肥的特點。緩慢釋放的養分可以滿足水稻全生育期對養分的需求, 所以緩釋肥對提高肥料特別是氮素利用率, 促進水稻增產尤為關鍵。此次試驗通過研究不同控氮比例、控氮時間的緩釋肥料, 可以看出氮肥偏生產力提高了 3.87% ～15.34%, 施用水稻緩釋肥對比常規施肥進行實收測產, 水稻產量都有所提升, 增產的幅度為3.86%～15.33%。這主要的原因是采用了緩釋肥的減肥技術模式, 降低了化肥特別是氮素的損失, 最終達到提升水稻產量以及氮素的利用率的目的[10]。該研究中, 水稻緩釋底肥 (20-8-12) 采用聚氨酯生物膜控氮技術, 控釋8%N (一半控釋時間為60 d, 另一半控釋時間為90 d) 效果為宜。

此次試驗為 “水稻緩釋配方肥減肥增效的應用研究” 項目第一期開展的水稻緩釋底肥篩選試驗, 未來將會在此基礎上對此次篩選出的水稻緩釋肥開展第二期水稻減肥試驗, 項目最終會集成一套水稻減肥增效的施用技術, 對節省化肥資源和減少環境污染都有積極的作用。