南丹水稻有機肥替代化肥田間試驗及討論分析

摘 要：水稻是南丹縣重要的糧食作物，但在生產過程中對化肥的依賴程度依然較高。然而，過量施用化肥不僅提高了生產成本，還對生產環境產生了不良影響。因此，尋找一種替代化肥的肥料對水稻生產具有重要意義。本次研究旨在通過田間試驗來探索有機肥替代化肥對水稻產量、產值、經濟效益和土壤肥力方面的影響。

關鍵詞：水稻;有機肥;替代;化肥;產量

近年來，施用商品有機肥已成為提升耕地質量和保護耕地的重要內容。為進一步探明化肥配合增施有機肥對南丹縣種植水稻產量和土壤養分含量的影響，探索提升土壤有機質的有效技術模式，為南丹縣在水稻生產上推廣應用商品有機肥提供科學依據，2023年南丹縣土肥站依托廣西壯族自治區2022年化肥減量增效項目，在南丹縣城關鎮拉易村開展水稻有機肥替代化肥大田試驗。本次試驗共設置5個處理，分別是處理1：配方施肥區、處理2：100%配方施肥+有機肥、處理3：90%配方施肥+有機肥、處理4：80%配方施肥+有機肥、處理5：70%配方施肥+有機肥，每個處理有機肥的施用量均為250kg/667m2，配方施肥為：按照化肥減量要求，根據該地塊土壤肥力狀況所配的施肥量，使用單質肥；有機肥使用商品有機肥。試驗結果表明，按照90%配方施肥+250kg/667m2有機肥的配比，水稻畝產量最高，比配方施肥區增產1.87%，其余比例的配方施肥+有機肥的處理水稻產量均低于單施配方肥的處理。各處理對水稻農藝性狀影響為：配方施肥+有機肥配合施用，能夠在一定程度上增加水稻的有效穗、穗粒數、結實率。而增施有機肥對水稻田間土壤中的pH、有機質、全氮的影響不大，但對有效磷和速效鉀存在一定的影響，土壤中有效磷的含量隨著有機肥替代化肥比例的提高而有所降低，速效鉀則有所提高。綜上所述，水稻種植時增施有機肥可以提高水稻產量，同時提高土壤中速效鉀的含量，但對土壤其他養分含量指標沒有明顯的影響，提高了水稻產值的同時減少了化肥的用量，達到減少化肥用量的效果。有機肥替代化肥比例以替代10%較為適宜，但由于增施有機肥，在一定程度上增加了投入。

南丹縣耕地面積265.27km2，2023年水稻種植面積83.07km2，僅占耕地面積的31.3%，占比較低，因此尋找一種既能保護農田生態環境，又可以提升耕地地力同時提高糧食產量的替代性肥料具有重要的意義。土壤中氮的重要來源之一就是有機肥，在土壤中施用有機肥對培肥土壤和改良土壤質量起到非常重要的作用[1]，而且已有相關研究表明[2]，在水稻種植過程中適當比例的化肥配合增施有機肥可以在一定程度上提高水稻產量，改善農田生態系統，提升稻田土壤質量[3]。南陵縣在水稻生產中施用有機肥替代化肥的比例為18%～24%時，不僅可以實現水稻高產穩產，而且土壤中的有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀含量也有所提升。而徐麗萍的研究表明[4]，應用有機肥替代部分化肥氮技術，對丘陵地區水稻生產起到可穩產增產、提質增效的作用，且最適宜的施用有機肥替代化肥氮的比例為30%，該比例可以明顯增產增效。

1材料與方法

1.1試驗田塊基本情況

本次水稻田間試驗在城關鎮拉易村左易屯陸金成農戶的責任田開展，試驗田塊平整，水利設施齊全，土壤肥力均勻，供試土壤為潴育潮泥田。試驗田基礎土壤的理化性狀情況為：pH值6.94、有機質含量54.9g/kg、全氮3.46g/kg、有效磷52.8mg/kg、速效鉀184mg/kg。該地塊前茬作物為油菜，水稻常年平均產量在550～600kg/667m2之間。

1.2試驗材料

試驗田所用的水稻品種統一為野香優冰絲，生育期165d。供試肥料有：尿素：（N≥46%），四川天華股份有限公司生產；磷肥：鈣鎂磷肥（P2O5≥12%，K2O≥1%），福泉市裕源生物肥業有限公司生產；鉀肥：氯化鉀（K2O≥60%，水分≤2%），原產國加拿大，國內經銷商中化化肥有限公司；所選用的商品有機肥為復合微生物發酵腐熟型的顆粒有機肥料，由新洋豐農業科技股份有限公司生產，其總養分（N+P2O5+K2O）≥5%，有機質含量≥45%。

1.3試驗設計

水稻有機肥替代化肥試驗是在確定有機肥施用量的基礎上，施用不同比例配方肥的試驗。本次試驗配方施肥比例為（N∶P2O5∶K2O）11∶4.5∶7，使用隨機區組排列設計的方法，共設置5個處理，3次重復，所選試驗地塊總面積為1320m2。處理1為配方施肥區，作為對照；處理2配方施肥+250kg商品有機肥；處理3為90%配方施肥+250kg商品有機肥；處理4為80%配方施肥+250kg商品有機肥；處理5為70%配方施肥+250kg商品有機肥。種植密度為11655兜/667m2，每小區面積為48m2（長24m×寬2m），種植兜數一樣。田塊耕作耙平之后，采用塑料隔板劃分小區，使用橡膠錘和地質錘往下錘至耕作層以下，各小區以單灌單排作為灌溉方式，防止漏水漏肥，并在各小區四周設置保護行，各處理在播種、插秧、除草、病蟲害防治和灌排水等田間管理措施均按照當地農民習慣來進行。在插秧前，每小區尿素和鉀肥按總量的60%作為基肥與全部磷肥、全部商品有機肥充分混勻后撒施，剩余的40%的尿素和40%鉀肥在水稻返青期作為追肥施入。各處理的具體施肥情況見表1。

1.4試驗過程

試驗采取育苗移栽方式，2023年4月3日培育秧苗，2023年5月22日犁地、耙平，23日劃分小區、撒施肥料并插秧，5月30日追施返青肥。從水稻移栽開始，分別于5月30日、6月5日、6月12日、6月19日進行田間苗情調查，記錄水稻生育期。于9月15日測定產量，采用全程機械化收割，各小區單收單稱獲得水稻實際產量。每個處理選取連續5兜樣品，齊地收割，進行水稻株高、畝有效穗、每穗穗粒數、結實率和千粒重等農藝性狀考種分析，每個處理取1kg生谷樣品曬干后計算折干率。

1.5數據整理和分析

試驗相關數據使用Excel和SPSS軟件進行數據整理和分析。

2結果與分析

2.1不同處理土壤理化性狀分析

從表2可以看出，試驗后土壤中各處理的pH值呈現先提高后下降的趨勢，但依然在6.0以上，說明化肥合理配施有機肥對土壤中的pH值的影響不大。各處理土壤中的pH值、有機質、全氮、有效磷和速效鉀的變化情況均為先提高后降低，處理4中土壤有效磷含量下降最多，達到了35.1mg/kg，其余的處理變化不明顯，速效鉀含量均有所提高，提高量為43～90mg/kg。由此說明，土壤理化性狀與有機肥替代化肥有一定的關聯，特別是對有效磷和速效鉀，有機肥替代比例越高土壤中有效磷會降低，速效鉀則會提高。當90%配方施肥配合增施250kg/667m2的商品有機肥時可以較好的改良土壤理化性狀，特別是有效磷和速效鉀。

2.2不同處理水稻生長性狀分析

由表3可以看出，增施了有機肥的處理，株高和畝有效穗數均比單施配方肥的高，其中株高最高的為處理2，比處理1高5.1cm；有效穗最高的是處理3，達到了21.99萬穗，比處理1高2.41萬穗/667m2，說明增施有機肥對水稻株高和有效穗有一定的影響。畝有效穗數、每穗的實粒數、結實率和理論產量均以處理3最高，由此說明，按照配方施肥減量10%的比例配合250kg/667m2的有機肥使用，在一定程度上能夠提高水稻的畝有效穗、穗粒數和結實率，從而提高水稻產量。從千粒重來看，各處理的千粒重相差不大，都達到了23g以上。產量構成因素是決定理論產量的重要因素，通過計算得到的理論產量結果表現為處理3＞處理5＞處理4＞處理2＞處理1，由此可見，配方施肥+有機肥配合施用，能夠在一定程度上增加水稻的有效穗、穗粒數、結實率，從而獲得高產。

2.3不同處理對水稻產量的影響

結合表3和表4來看，無論是理論產量還是實際產量，都是處理3的產量達到最高。表4中，與處理1相比，處理3平均產量增加10.81kg，增產率為1.87%，增產效果不顯著；處理2減產26.57kg（減產4.59%），處理5減產76.73kg（減產13.27%），減產效果達到顯著水平；處理4減產7.33kg（減產1.27%），減產效果不顯著。在化肥配合有機肥施用的處理中，除了處理3之外，其余都造成了一定程度的減產。由此可見，有機肥替代化肥在水稻種植中需要合理配比才能提高產量。

2.4不同處理對經濟效益的影響

通過表5可以看出，水稻產值由高到低排序為：處理3＞處理1＞處理4＞處理2＞處理5。與單施配方肥的處理1相比，只有處理3的化肥配施有機肥比例能夠提高水稻產量，每畝產值比處理1提高38.9元，其他處理的產量均有所減少，減幅在1.27%～13.27%之間，由此說明配合施用有機肥可能對水稻產量有一定的影響。在水稻價格相同的情況下，水稻產值的高低排序與產量一致，水稻的產量直接決定水稻的畝產值，同時也與產投比有直接關聯，單施配方肥時，水稻產投比最高，在有機肥施用量相同的條件下，產投比呈現先提高后降低的趨勢。而在有機肥每畝施用量不變的情況下，化肥成本隨著有機肥替代配方施肥比例的提高而降低，肥料成本也相應降低，說明與處理1相比，相同有機肥施用量的條件下，處理3可以有效提高水稻產值，但會造成肥料成本有所增加。從經濟效益方面來看，若只考慮肥料成本不考慮其他成本，經濟效益由高到低排序為：處理1＞處理3＞處理4＞處理2＞處理5，各處理的經濟效益均有所減少，減幅為23.3%～37.98%，其中處理5每畝經濟效益最低，每667m2減少了721.62元。由此說明，合理施用有機肥替代化肥可以提高水稻產值，但因肥料成本的提高，水稻經濟效益低于單施配方施肥區。

3討論與結論

通過試驗結果說明，在種植水稻作物時施用有機肥替代部分化肥對水稻產量有一定的影響，但施用有機肥合理替代部分化肥則能夠提高水稻產量。從本次試驗結果來看，特別是按90%配方肥+250kg/667m2有機肥的比例施肥，水稻產量有所增高，比單施配方肥增產1.87%，但替代化肥的比例增高時會降低水稻產量。從土壤養分指標來看，增施有機肥對土壤pH、有機質、全氮含量影響不大，但對有效磷和速效鉀有一定的影響，替代化肥比例提高時，土壤中有效磷含量會降低，對速效鉀的影響總體來說是含量有所提高。從經濟效益上來看，在本次試驗中，單施化肥的處理經濟效益均高于增施有機肥的處理，產量和產值則均以90%配方肥+250kg/667m2有機肥的處理最佳，因此本試驗中有機肥替代化肥比例則以替代10%較為適宜。

徐明崗等[5]研究發現化肥配施有機肥有利于水稻穩產及高產，同時有助于水稻生長中后期養分的吸收，并能培肥土壤，增加土壤肥力，提高肥料利用率。趙軍等[6]研究發現施用有機肥替代部分化學肥料不會使作物減少，且能有效增加土壤微生物量碳、氮。但從本次試驗研究中發現，合理的替代比例確實能夠提高水稻產量，但對土壤理化性狀的影響，特別是對pH值、有機質和全氮的影響有待進一步研究。

化肥減量增效和提升耕地地力的有效途徑之一是將有機肥和化肥合理配合施用，另外一個途徑則是通過種植綠肥，減少化肥的用量。唐春明、劉永賢和羅晨東等[7]已從南丹縣的實際情況出發，對耕地地力進行了評價，并對土壤資源的可持續利用前景進行了分析。他們的研究結果顯示，南丹縣的土壤資源具有很大的潛力，但同時也面臨著一些問題，如土壤質量下降、土地退化等。因此，他們建議在農業生產中，應加大對綠肥油菜等有機肥料的使用，從而提高土壤耕地肥力，實現南丹縣土壤資源的可持續利用。根據南丹縣近年來農業種植結構的發展情況來看，“稻-油”“稻-綠肥”和“稻-蔬菜”是目前重要的種植模式，利用冬閑田推廣采用種植綠肥和增施有機肥兩種技術模式來改善南丹縣土壤質量下降和退化的問題也是大勢所趨。因此可以在今后的水稻田間試驗中把有機肥+綠肥壓青替代部分化肥作為一個研究方向，探索減量使用化肥并且能夠顯著提高水稻經濟效益的施肥方案。

參考文獻：

[1]王如芳，張吉旺，董樹亭，等.我國玉米主產區秸稈資源利用現狀及其效果[J].應用生態學報，2011，22（6）：1504-1510.

[2]陳鈺佩，陸若輝，朱偉鋒，等.長期施用不同比例有機肥對水稻產量及土壤養分的影響[J].浙江農業科學，2022，63（9）：1964-1967.

[3]廖建勛，涂圣梅，顧祝禹，等.化肥減量配施有機肥對土壤理化性質及水稻產量的影響[J].中南農業科技，2023，44（8）：3-6，11.

[4]徐麗萍.丘陵地區不同比例有機肥替代化肥對水稻產量及土壤肥力的影響[J].農村實用技術，2023，（11）：108-110.

[5]徐明崗，李冬初，李菊梅，等.化肥有機肥配施對水稻養分吸收和產量的影響[J].中國農業科學，2008，41（10）：3133-3139.

[6]趙軍，李勇，冉煒，等.有機肥替代部分化肥對稻麥輪作系統產量及土壤微生物區系的影響[J].南京農業大學學報，2016，39（4）：594-602.

[7]唐春明，劉永賢，羅晨東等.南丹縣耕地地力評價及土壤資源可持續利用前景分析 [J].安徽農學通報，2013，19（12）：60-61.