安陸市水稻有機肥替代部分化肥試驗初探

摘要：

為減少化肥過量不合理施用，優化施肥方式，本研究設空白對照、習慣施肥、推薦施肥、有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素共5個處理，比較不同施肥方式對土壤理化性狀和水稻產量的影響。結果顯示，有機肥替代部分化肥對土壤理化性狀影響差異不顯著，但可通過提高水稻的有效穗數和每穗粒數來顯著提高水稻產量；其中以有機肥替代15%化肥氮素處理在提高水稻產量方面表現最優，達到12 498 kg/hm2，增產效果顯著，同時增收經濟效益4 670.98元/hm2。

關鍵詞：安陸市；水稻；有機肥；產量

中圖分類號：S511 文獻識別碼：A 文獻編號：1005-6114（2025）01-060-04

水稻是安陸市主要糧食作物，常年種植面積在42 933 hm2。合理使用肥料，能滿足農作物的成長需求，還有助于農作物產量的增加［1］。據統計，肥料對提高水稻產量的貢獻率為30%～50%［2-4］。

近年來，糧食生產過程中施肥過量不僅影響化肥利用率的提高，而且降低了耕地質量、導致土壤酸化、板結和環境污染［5］。而有機肥與化肥配合施用，結合了化肥的速效性和有機肥的持久性特點，對土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷及有效鉀含量等肥力指標均有不同程度的提高，培肥效果好［6］。有研究表明，有機無機肥配施處理與化肥處理比較，平均氮肥吸收利用率無顯著差異，但氮肥農學利用率、偏生產力、生理利用率均顯著提高［7］。

本研究開展了水稻有機肥替代部分化肥的田間試驗，旨在探討不同有機肥替代比例對土壤理化性狀和水稻產量的影響，以期找到適合安陸市水稻生產的有機無機肥配合施用模式，為安陸市乃至更廣泛區域的水稻種植提供科學合理的施肥指導，促進水稻生產的增產增收。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗位于棠棣鎮復興村3組安陸市陳成種養專業合作社（東經113.646798°、北緯 31.222091°），試驗田塊位于平原地帶，有配套的農田基礎設施，水源可灌可排，自然生產條件優越，符合田間試驗的要求。

供試土壤類型為水稻土，潴育水稻土亞類，馬肝泥田土屬，剖面為A-P-W-C構型，土壤質地為壤土。供試田塊試驗前耕層土壤理化性狀：有機質含量29.0 g/kg，堿解氮158 mg/kg，有效磷50.6 mg/kg，速效鉀180 mg/kg，pH值6.7。

1.2 試驗材料

供試水稻品種為“荃優607”，前茬作物為綠肥油菜。

化肥由湖北禾茂肥料有限公司提供，包括尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 16%）、氯化鉀（含K2O 60%），復合肥（含N 15%，P2O5 15%，K2O 15%）。

有機肥由武漢合緣綠色生物股份有限公司提供（含N 0.82%，P2O5 2.53%，K2O 2.25%）。

1.3 試驗時間

2023年4月27日播種，5月23日插秧，9月18日收獲。

1.4 試驗設計

試驗設5個處理，各處理具體施肥量見表1。其中處理2的復合肥當基肥一次性施入，水稻苗期追施尿素150 kg/hm2，分蘗期追施尿素75 kg/hm2，氯化鉀75 kg/hm2，處理3-5有機肥和磷肥當基肥一次性施入，氮肥基肥施入60%，水稻苗期追肥20%，水稻分蘗期追肥20%，鉀肥基施總施肥量的80%，分蘗期追肥20%。每個處理設3個重復，小區面積20 m2，小區間采用隨機區組排列，區組內土壤、地形等條件保持相對一致，水漿管理、病蟲害防治與常規稻田管理一致。

1.5 樣品采集及測定

土樣采集：試驗前采集耕層（0～20 cm）土壤樣品；作物收獲后，采取多點混合法采集每個小區土壤樣品，充分混合后采用“四分法”留取1 kg土壤，帶回實驗室風干，除去植物殘體和礫石，碾碎，過篩裝袋，供化學分析用。

土壤理化性狀：pH值：電位法（水土比為1∶2.5）；有機質：硫酸重鉻酸鉀氧化外加熱法；堿解氮：堿解擴散法；有效磷：碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀：乙酸銨浸提—火焰光度法。

農藝性狀：每小區隨機選取10株測定水稻的基本苗、最高苗、有效穗，成熟期調查株高、穗長、平均穗粒數，結實率，千粒重，谷草比等。

水稻產量：各試驗小區單打獨收，記錄實際產量。

養分含量：采用濃H2SO4-H2O2消化，流動分析儀（德國SEAL-AA3）測定氮、磷含量，火焰光度計（FP640）測定鉀含量。

1.6 數據處理

采用Excel 2020和SPSS 17.0軟件處理分析，采用最小顯著法（LSD）進行檢驗差異顯著性水平（Plt;0.05）。

2 結果與分析

2.1 對水稻產量的影響

由表2可知，有機肥替代15%化肥氮素處理產量最高。其中，與空白對照對比，習慣施肥、推薦施肥、有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素處理均顯著提高了水稻產量，分別增產23.92%、20.92%、32.11%和24.51%；與習慣施肥處理對比，有機肥替代15%化肥氮素顯著提高了水稻產量，增產6.61%，有機肥替代30%化肥氮素略微增產，但差異不顯著。

2.2 對產量構成因子的影響

由表3可知，與空白對照對比，推薦施肥、有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素均顯著提高水稻穗粒數，增幅 7.6%～11.45%，而基本苗、株高、穗長、千粒重和結實率沒有顯著差異；與習慣施肥處理對比，有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素顯著提高了水稻有效穗數，增幅分別提高6.7%和7.40%，推薦施肥顯著提高了水稻穗粒數，增幅提高5.9%。與推薦施肥處理相比，有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素均顯著提高了有效穗，分別增加6.01%和6.68%，對于產量構成的其它因子無顯著差別。可見，不同施肥處理主要通過提高水稻有效穗數和穗粒數來提高水稻產量。

2.3 對水稻地上部養分吸收的影響

不同施肥處理下水稻籽粒和秸稈中氮、磷、鉀的含量見表4。其中籽粒當中氮和磷含量大于秸稈中氮和磷的含量，鉀含量則正好相反。與空白對照相比，施肥處理的籽粒中氮素和鉀素含量增幅分別為5.77%～12.50%和4.00%～24.00%，磷素含量無顯著差異，秸稈中氮素含量和鉀素含量增幅分別為15.94%～34.78%和5.43%～20.36%， 習慣施肥處理和推薦施肥處理秸稈的磷素含量分別增加了52.94% 和41.18%，施用有機肥處理的水稻秸稈中磷素含量無顯著差異。

不同施肥處理對水稻地上部養分積累量的影響如表5。與空白對照處理相比，習慣施肥、推薦施肥、有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素各處理下水稻對氮、磷、鉀的吸收量增幅分別為23.93%～39.66%、15.93%～25.80%、16.45%～42.35%。總體而言，有機肥替代30%化肥氮素水稻氮養分積累量最高，但所有施肥處理的氮積累量差異不顯著；習慣施肥處理的磷素積累量最高，其次為推薦施肥處理；有機肥替代30%化肥氮素處理水稻鉀養分積累量最高，其次為有機肥替代15%化肥氮素處理，但所有施肥處理的鉀積累量差異不顯著。

2.4 對土壤理化性狀的影響

表6分析了不同施肥處理對水稻土壤理化性狀的影響。與習慣施肥對比，推薦施肥、有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素處理土壤pH值、有機質、堿解氮含量無顯著差異，有效磷含量呈降低趨勢，減幅分別為12.49%～16.23%，速效鉀含量呈增加趨勢，增幅為1.76%～25.36%；與推薦施肥處理相比，有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素處理土壤pH值、有機質、堿解氮、有效磷含量均無顯著差異，有機肥替代15%化肥氮素處理土壤速效鉀含量無顯著差異，有機肥替代30%化肥氮素處理土壤的速效鉀含量降低16.44%。總體來看，有機肥替代部分化肥對土壤理化性狀影響差異不顯著。

2.5 經濟效益分析

不同施肥處理經濟效益分析如表7。與空白對照相比，各施肥處理分別增收2 644.58元/hm2、4 540.54元/hm2、4 670.98元/hm2、69.28元/hm2；與習慣施肥相比，有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素處理分別增收2 026.40元/hm2、-2 575.30元/hm2；與推薦施肥相比，有機肥替代15%化肥氮素和有機肥替代30%化肥氮素處理分別增收130.44元/hm2、-4 471.26元/hm2；從經濟效益考慮，有機肥替代15%化肥氮素處理下水稻種植增收額最大，其次為推薦施肥處理。有機肥替代30%化肥氮素處理下水稻種植增收額并不高，表明有機肥用量過多使肥料成本增加，而水稻產量增加與有機肥投入量不呈正比，所以過多投入有機肥反而會導致水稻種植經濟收益降低。

3 結論與討論

研究結果表明，有機肥替代部分化肥對土壤理化性狀影響差異不顯著，但有機肥替代部分化肥在提高水稻產量方面表現較佳，可有效提高水稻的有效穗數和每穗粒數。其中以有機肥替代15%化肥氮素處理增產效果最顯著，產量達到12 498 kg/hm2，同時增加了水稻種植的經濟效益，增收4 670.98元/hm2。

值得注意的是，雖然有機肥替代化肥在增產方面表現出色，但有機肥替代30%化肥氮素處理在經濟效益上并未達到預期。因此，在推廣有機肥替代化肥的過程中，需要綜合考慮經濟效益與生態效益，找到最適宜的替代比例，未來研究需進一步探索有機肥與化肥的合理配比，以最大化地發揮兩者的協同作用，實現水稻生產的可持續發展。

參考文獻

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