有機(jī)緩釋肥施用化肥減量減次對(duì)婺城地區(qū)晚稻產(chǎn)量的影響

蔣敏華，丁懿，孟浩然，李寬，張超，潘奕旻

(金華市婺城區(qū)植物保護(hù)和耕肥管理站，浙江 金華 321025)

肥料是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略物資，是實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。面對(duì)資源、能源、環(huán)境保護(hù)和糧食安全的巨大壓力，開展肥料科技創(chuàng)新、發(fā)展新型肥料是我國肥料產(chǎn)業(yè)實(shí)施質(zhì)量替代數(shù)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[2-4]。我國新型肥料的發(fā)展主要有兩個(gè)方向，一是對(duì)傳統(tǒng)肥料進(jìn)行再加工，使其營養(yǎng)功能得到提高；二是開發(fā)肥料新品種。當(dāng)前新型肥料的研究主要集中在緩控釋肥[5-7]，包括聚合物包膜肥料、硫包衣尿素、包裹肥料、脲醛肥料等具有緩釋作用的肥料；含脲酶抑制劑、硝化抑制劑的穩(wěn)定性肥料；以及有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料等等。有機(jī)緩釋肥屬于有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料，其兼具有機(jī)肥和無機(jī)肥的特點(diǎn)，有機(jī)質(zhì)部分具有分散多孔的結(jié)構(gòu)及特有的活性官能團(tuán)，可以通過影響肥料的釋放及轉(zhuǎn)化等來調(diào)節(jié)肥料的養(yǎng)分供應(yīng)，起到養(yǎng)分緩釋的效果。為貫徹農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出的“化肥零增長”[8-9]方案以及“化肥減量增效”技術(shù)實(shí)踐，本試驗(yàn)通過有機(jī)緩釋肥在晚稻上進(jìn)行減量減次試驗(yàn)，探究有機(jī)緩釋肥減量減次對(duì)水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，以期達(dá)到減量增效之目的，同時(shí)為有機(jī)緩釋肥的推廣應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于金華市婺城區(qū)蔣堂鎮(zhèn)蔣堂村，土壤為潴育型水稻土，質(zhì)地為黏壤土，肥力中等。試驗(yàn)地土壤基本理化性質(zhì)為全氮含量1.14 g·kg-1、速效氮含量107.00 mg·kg-1、有效磷含量68.40 mg·kg-1、速效鉀含量99.00 mg·kg-1、有機(jī)質(zhì)含量21.30 g·kg-1、pH值 5.59。

1.2 供試材料

試驗(yàn)地晚稻品種為甬優(yōu)15。試驗(yàn)肥料有平衡型復(fù)合肥(N 15%、P2O515%、K2O 15%)和萬里神農(nóng)有機(jī)-無機(jī)型緩釋肥(N 18%、P2O55%、K2O 10%，有機(jī)質(zhì)含量≥20%)、尿素(N 46%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

有機(jī)緩釋肥減量減次試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理，各處理分別設(shè)置3個(gè)重復(fù)，試驗(yàn)地小區(qū)面積均為4.5 m×6.4 m，小區(qū)間筑埂隔離，田埂使用黑色薄膜深埋覆蓋，以防小區(qū)間串水。各小區(qū)單灌單排，其他田間管理措施保持一致。

各處理施肥方案如下：

TR-1 CK：水稻整個(gè)生育期不施肥。

TR-2常規(guī)：基施平衡型復(fù)合肥450.0 kg·hm-2，追施187.5 kg·hm-2尿素作分蘗肥，追施75.0 kg·hm-2尿素作穗肥。

TR-3有機(jī)(有機(jī)緩釋肥等N處理)：基施有機(jī)緩釋肥627.0 kg·hm-2，追施有機(jī)緩釋肥418.5 kg·hm-2作分蘗肥。

TR-4有機(jī)減N 20%(有機(jī)緩釋肥減N 20%處理)：基施有機(jī)緩釋肥502.5 kg·hm-2，追施有機(jī)緩釋肥334.5 kg·hm-2作分蘗肥。

TR-5有機(jī)減N 40%(有機(jī)緩釋肥減N 40%處理)：基施有機(jī)緩釋肥376.5 kg·hm-2，追施有機(jī)緩釋肥250.5 kg·hm-2作分蘗肥。

TR-6有機(jī)不追(有機(jī)緩釋肥等N一次基施處理)：一次性基施有機(jī)緩釋肥837.0 kg·hm-2。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻農(nóng)藝性狀

晚稻收獲時(shí)對(duì)試驗(yàn)地各個(gè)處理進(jìn)行考種，考種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 不同處理下晚稻農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic traits of late rice under different treatments

由表1可知，CK處理水稻株高121.5 cm、有效穗135.90萬·hm-2、每穗總粒數(shù)208.4、結(jié)實(shí)率78.6%、千粒重25.8 g、理論產(chǎn)量5 743.5 kg·hm-2；常規(guī)處理水稻株高125.8 cm、有效穗167.55萬·hm-2、每穗總粒數(shù)221.5、結(jié)實(shí)率81.6%、千粒重28.6 g、理論產(chǎn)量為8 660.0 kg·hm-2；有機(jī)等N處理水稻株高127.1 cm、有效穗176.10萬·hm-2、每穗總粒數(shù)223.7、結(jié)實(shí)率82.2%、千粒重28.9 g、理論產(chǎn)量為9 358.5 kg·hm-2。從水稻農(nóng)藝性狀各指標(biāo)來看，由于CK處理水稻全程沒有投入肥料，受缺素影響水稻整體長勢(shì)欠佳，農(nóng)藝性狀各指標(biāo)均表現(xiàn)較差，理論產(chǎn)量嚴(yán)重偏低；相較常規(guī)處理，有機(jī)等N處理在晚稻上各農(nóng)藝性狀指標(biāo)均表現(xiàn)較好，理論產(chǎn)量也較高。有機(jī)緩釋肥主要通過有機(jī)質(zhì)部分具有的分散多孔結(jié)構(gòu)和特有的活性官能團(tuán)來影響肥料的釋放以及轉(zhuǎn)化，起到養(yǎng)分緩釋的效果。在等N投入條件下，有機(jī)緩釋肥具有良好的增產(chǎn)效果。

有機(jī)緩釋肥減量減次數(shù)據(jù)顯示：有機(jī)減N 20%處理水稻株高126.2 cm、有效穗170.85萬·hm-2、每穗總粒數(shù)221.6個(gè)、結(jié)實(shí)率81.9%、千粒重28.8 g、理論產(chǎn)量為8 929.5 kg·hm-2；有機(jī)減N 40%處理水稻株高125.4 cm、有效穗162.15萬·hm-2、每穗總粒數(shù)216.8個(gè)、結(jié)實(shí)率81.1%、千粒重27.9 g、理論產(chǎn)量為7 954.5 kg·hm-2；有機(jī)不追處理水稻株高125.9 cm、有效穗165.60萬·hm-2、每穗總粒數(shù)217.3個(gè)、結(jié)實(shí)率81.5%、千粒重28.3 g、理論產(chǎn)量為8 299.5 kg·hm-2。與常規(guī)處理相比，減量減次處理水稻農(nóng)藝性狀各指標(biāo)出現(xiàn)一定程度的浮動(dòng)，但變化不是很明顯。由于各指標(biāo)的相互疊加效應(yīng)，有機(jī)減N 20%處理理論產(chǎn)量較常規(guī)處理有所增加，而有機(jī)減N 40%和有機(jī)不追處理理論產(chǎn)量均較常規(guī)處理有所降低。晚稻常規(guī)施肥純氮投入量為188.25 kg·hm-2，肥料投入量不高。由于普通復(fù)合肥養(yǎng)分容易通過淋溶、排水、氨揮發(fā)等方式損失，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上進(jìn)行減肥對(duì)水稻產(chǎn)量可能影響較大，而有機(jī)緩釋肥具有緩慢釋放養(yǎng)分的能力，肥料利用率相對(duì)較高，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，有機(jī)緩釋肥可適當(dāng)減肥20%，具有減量增效的效果。另外，與普通肥料相比，緩釋肥具有省時(shí)省工的優(yōu)點(diǎn)，甚至能做到一次施肥就能滿足作物生長周期的需求，避免了多次追肥生產(chǎn)成本的增加。但有機(jī)緩釋肥在常規(guī)基礎(chǔ)上減N 20%一次性基施晚稻理論產(chǎn)量出現(xiàn)一定程度的降低，這可能跟肥料投入總量不高以及有機(jī)緩釋肥緩釋周期不夠長有關(guān)。因此，有機(jī)緩釋肥在進(jìn)行一次性基施時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)注水稻長勢(shì)，及時(shí)適時(shí)追肥，以防止水稻后期脫肥現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 水稻產(chǎn)量

試驗(yàn)地晚稻收獲時(shí)，進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)打?qū)嵤諟y定籽粒鮮產(chǎn)，并利用作物水分測定儀測定水稻籽粒水分，從而得到籽粒產(chǎn)量；同時(shí)采集水稻整株樣品5～8叢帶回實(shí)驗(yàn)室，用實(shí)驗(yàn)室小型脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒，然后將籽粒和秸稈分別烘干計(jì)重，以計(jì)算水稻谷草比。谷草比可用于表征水稻光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化效率，通常同一作物品種條件下，谷草比一般隨著作物產(chǎn)量水平的提高而增加。各處理晚稻產(chǎn)量及谷草比記錄如表2。

表2 不同處理下晚稻產(chǎn)量及谷草比Table 2 Late rice yield and grain-to-grass ratio under different treatments

由表2可知，CK處理水稻谷草比0.79、實(shí)際產(chǎn)量5 475.0 kg·hm-2，較常規(guī)處理減產(chǎn)32.2%；常規(guī)處理水稻谷草比0.92、實(shí)際產(chǎn)量8 079.0 kg·hm-2；有機(jī)等N處理水稻谷草比0.97、實(shí)際產(chǎn)量8 739.0 kg·hm-2，較常規(guī)處理增產(chǎn)8.2%；有機(jī)減N 20%處理水稻谷草比0.92、實(shí)際產(chǎn)量8 403.0 kg·hm-2，較常規(guī)處理增產(chǎn)4.0%；有機(jī)減N 40%處理水稻谷草比0.86、實(shí)際產(chǎn)量7 431.0 kg·hm-2，較常規(guī)處理減產(chǎn)8.0%；有機(jī)減N 20%不追處理水稻谷草比0.90、實(shí)際產(chǎn)量7 824.5 kg·hm-2，較常規(guī)處理減產(chǎn)3.2%。試驗(yàn)結(jié)果顯示，有機(jī)等N處理晚稻增產(chǎn)幅度最大，有機(jī)減N 20%處理次之，而其他處理水稻產(chǎn)量均出現(xiàn)不同程度的降低。因此，試驗(yàn)地水稻種植可施用有機(jī)緩釋肥替代普通復(fù)合肥，同時(shí)可適當(dāng)減肥，具有減量增效的效果。

3 結(jié)論

緩釋肥是指通過養(yǎng)分的化學(xué)復(fù)合或物理作用，使其對(duì)作物的有效態(tài)養(yǎng)分隨著時(shí)間而緩慢釋放的化學(xué)肥料，不同類型的緩釋肥作用機(jī)理不同，肥效結(jié)果也稍有差異。有機(jī)型緩釋肥兼具有機(jī)肥和無機(jī)肥的特點(diǎn)，還可通過有機(jī)質(zhì)部分具有的分散多孔結(jié)構(gòu)和特有的活性官能團(tuán)來影響肥料的釋放及轉(zhuǎn)化，起到養(yǎng)分緩釋的效果。通過晚稻有機(jī)緩釋肥減量減次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)處理相比，有機(jī)等N處理晚稻增產(chǎn)顯著，有機(jī)減N 20%處理晚稻小幅增產(chǎn)，而有機(jī)減N 20%不追處理晚稻產(chǎn)量略有下降，有機(jī)減N 40%處理晚稻產(chǎn)量則出現(xiàn)大幅降低。因此，對(duì)于婺城區(qū)水稻種植，可施用萬里神農(nóng)有機(jī)-無機(jī)型緩釋肥替代普通平衡型復(fù)合肥，建議一基一追即可，施用緩釋肥可比常規(guī)施肥減少一次追肥，達(dá)到省時(shí)省工的目的，也可適當(dāng)減少肥料投入，達(dá)到減量增效的目的。另外，施用有機(jī)緩釋肥也可采用一次性基施施肥方式，此方式不建議減肥，同時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)注水稻長勢(shì)，如果水稻后期出現(xiàn)脫肥現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)追肥。