不同比例有機無機肥料配施對水稻種植的影響

Effects ofCombinedApplicationofOrganicand InorganicFertilizersatDifferentRatios onRiceCultivation JIANG Fan¹ ，CHENLiru1，F(xiàn)UQizhou1，ZHOUJiang2，SUNMei1，MENGHao2

（1.YueyangServiceCenterforAgricultureandRuralAairs，Yueyang，Hunan414Oo，China;2.HuarongCountyBureaofAgicu ture and Rural Affairs，Huarong，Hunan 4142Oo，China）

Abstract：ToexploreetechncalmodelsfortecombiedapplicationoforganicadinorganicfertlirsinicecultivationeldtralswereconductedinHuarongcountyapilotcountyforthegrenfarmingandbreedingcircularagricultureproject.Trialswerecarriedoutonrlyddle，ndlateicploingfietreatments：nertlrpplicationonvetioalferiliatio（fsac tice），optimizedchemicalfertilization，combinedapplicationoforganicand inorganic fertilizers （organicntrogenproportion： 15% ）， combined application of organic and inorganic fertilizers （organic nitrogen proportion： 30% ）.Theresults showed that the combined application of organic and inorganic fertilizers increased soil organic matter by over 0.3 g?kg^-1 ，total nitrogen by over 0.02 g?kg^-1 ，available phosphorus by over 0.6mg?kg^-1 ，and available potassium by over 4mg?kg^-1 compared to baseline levels.The treatment with 15% organicnitrogensubstitutionproedmostective.Inoclusin，appropriatelyombineganicandioanicfertlizescaniease rice yields，raise soil pH levels，alleviatesoil acidification，enhance soil nutrient content，and improve soil fertility.Substituting partof chemicalfertilizersoanicfertilzescanmproveegronomicciecyoffertiliers，promoteteductioofmicalertilizers and the enhancement of efficiency，and help local farmers change their traditional fertilization habits.

Keywords：rice;pilotgreencirularagicultureproject;diferentratioscombinedapplicationoforganicandinorganicfertlie

水稻是我國的主要糧食作物，我國超過三分之二的人口食用稻米，保障水稻穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)對國家安全至關(guān)重要。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2024年全國糧食播種面積達(dá)到 1.19×10⁸hm² ，糧食產(chǎn)量 5920.5kg?hm^-2，2024 年湖南省實現(xiàn)播種面積 477.34×10⁴hm² ，總產(chǎn)量307.8×10⁸kg ，水稻產(chǎn)量和面積多年位居全國第一，為保障我國糧食安全發(fā)揮了重要作用。近40年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)養(yǎng)分投入以化肥為主，提高糧食產(chǎn)量的主要方式是施用化肥，化肥作為我國的主要農(nóng)用肥料，使用比例很大，農(nóng)民為追求水稻的高產(chǎn)而過量施用無機肥料，造成養(yǎng)分利用率降低，王壤肥力下降，同時導(dǎo)致養(yǎng)分大量淋失。但隨著化肥使用量的不斷增加，化肥的揮發(fā)以及過量施用為我國環(huán)境和土壤、水體、大氣等都造成了很嚴(yán)重的污染。據(jù)報道，我國肥料的利用率偏低，磷肥的利用率僅 10%～15% ，當(dāng)土壤受鹽堿脅迫時，肥料利用率則會更低2-3。化肥的合理施用已經(jīng)成為當(dāng)前我國環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)我國可持續(xù)發(fā)展的主要方式。我國有著豐富的有機肥資源，主要包含牲畜的糞肥和秸稈等，有機肥中氮磷鉀的含量約為 7.52×10⁸ t。有機肥替代化肥的長期施用能夠有效的改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)微生物活性的增加，加快有機物質(zhì)分解，為作物提供養(yǎng)分，從而減少化肥施用量，緩解施用化肥帶來的環(huán)境問題，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。湖南省岳陽市華容縣作為糧食生產(chǎn)大縣，耕地面積為 7.2×10⁴hm²，2024 年糧食播種面積為 9.02×10⁴hm² 、總產(chǎn)量為 55.5×10⁴t 華容縣作為綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點項目縣，全縣2024年施用實物量為 16.3×10⁴t ，糞肥還田面積為 6746.7hm² ，項目實施取得成效顯著，亟需優(yōu)化有機無肥料配施技術(shù)模式以推廣。

近年來，與減肥增效相關(guān)的研究較多，如何在保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的前提下提高肥料利用率是目前研究的重中之重，有機無機配施方式備受矚目。有機肥可以改良王壤理化性質(zhì)，通過合理的有機無機配施改良農(nóng)田，土壤最終實現(xiàn)農(nóng)田生產(chǎn)力提升。研究表明，有機無機配施可提高土壤養(yǎng)分含量8、土壤中微生物的活性和作物產(chǎn)量[9-0]，提高土壤大團(tuán)聚體占比，改善作物根系生長環(huán)境[1I-2]。有研究報道，有機肥能夠促進(jìn)水稻根系深扎，調(diào)節(jié)水稻根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生長[13]。長期以來，有機肥與無機肥配施備受人們關(guān)注。陳貴等4研究表明，施用有機肥可以增加水稻產(chǎn)量。長期有機無機肥配施可以顯著提高水稻籽粒和秸稈生物量，改善土壤地力，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量

華容縣作為水稻主產(chǎn)區(qū)和綠色種養(yǎng)循環(huán)示范縣，當(dāng)?shù)夭糠洲r(nóng)民存在過量施用化肥問題，因此本研究重點探索適合華容縣本地種養(yǎng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的有機無機肥料配施技術(shù)模式，可為華容縣乃至類似區(qū)域提供可復(fù)制推廣的優(yōu)化方案。

1材料與方法

1.1試驗概況

早稻、中稻、晚稻試驗均在湖南省岳陽市華容縣三封寺鎮(zhèn)復(fù)興村進(jìn)行，試驗地點交通便利，基礎(chǔ)設(shè)施齊全，地勢平坦，土壤為紫潮泥，土壤肥力中等，試驗前取 0～20cm 耕層土壤樣品化驗，其供試土壤理化性狀見表1和表2。

表1早稻、晚稻試驗田土壤理化性狀

Tab.1Soil physical and chemical properties ofearlyand latericeexperimental fields

表2中稻試驗田土壤理化性狀

1.2試驗材料

1.2.1試驗作物水稻品種為早稻中早39，中稻粵未絲苗，晚稻玖兩優(yōu)黃莉占。

1.2.2試驗肥料常規(guī)肥料為過磷酸鈣（ 12% ）尿素（ 46% ）氯化鉀（ 60% ），早稻施用的有機無機混用肥I：N、P、K養(yǎng)分含量 30%（15-7-8） ，有機氮占比15% ;早稻施用的有機無機混用肥Ⅱ：N、P、K養(yǎng)分含量 30%（15-7-8） ，有機氮占比 30% 。中稻、晚稻施用的有機無機混用肥I：N、P、K養(yǎng)分含量 30%（12-8- 10），有機氮占比 15% ；中稻、晚稻施用的有機無機混用肥ⅡI：N、P、K養(yǎng)分含量 30%（12-8-10） ，有機氮占比 30% 。

1.3試驗設(shè)計與實施

2024年華容縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局協(xié)同岳陽市土壤肥料工作站開展早稻、中稻、晚稻綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點田間肥效試驗，試驗方案設(shè)計見表3，共設(shè)置5個處理，分別為不施任何肥料（NF）習(xí)慣施肥（CF）化肥優(yōu)化施肥（OF）有機氮占比 15% 的有機無機肥料配施（ M15% ）和有機氮占比 30% 的有機無機肥料配施 M30% ）。每個處理設(shè)3個重復(fù)，共15個小區(qū)。采用隨機區(qū)組設(shè)計，區(qū)組內(nèi)土壤、地形等條件保持相對一致，小區(qū)面積 20m² ，小區(qū)用覆蓋塑料薄膜的土埂隔開，單灌單排，避免小區(qū)之間肥水串通，其他管理措施與大田一致。

1.3.1早稻處理1（NF）：空白對照，不施用任何肥料。處理2（CF）：尿素 21.7kg ，分2次施用，基肥16.7kg ，追肥 5kg ；過磷酸鈣 37.5kg ，全部作基肥施用；氯化鉀 7.0kg ，分藥期全部作追肥施用。處理3（OF）：尿素 19.5kg ，分2次施用，基肥 14.5kg ，追肥5kg ；過磷酸鈣 30kg ，全部作基肥施用;氯化鉀 7.5kg 分蘗期全部作追肥施用。處理4（ M15% ）：有機無機復(fù)混肥（15-7-8，有機氮占 15%）9kg ，尿素 16.6kg分2次施用，基肥 12.6kg ，追肥 4kg ；過磷酸鈣24.75kg ，全部作基肥施用；氯化鉀 6.3kg ，分期全部作追肥施用。處理5（ M30% ）：有機無機復(fù)混肥（15-7-8，有機氮占 30%）18kg 基施，尿素 13.7kg 分2次施用，基肥 10.7kg ，追肥 3kg ；過磷酸鈣 19.5kg 全部作基肥施用；氯化鉀 5.1kg ，分期全部作追肥施用。

kg

表3水稻試驗設(shè)計Tab.3Rice experimental design

1.3.2晚稻處理1（NF）：空白對照，不施用任何肥料。處理2（CF）：尿素 26kg ，分2次施用，基肥 20kg 追肥 6kg ；過磷酸鈣 40kg ，全部作基肥施用；氯化鉀7.5kg ，分蘗期全部作追肥施用。處理3（OF）：尿素24kg ，分2次施用，基肥 18kg ，追肥 6kg ；過磷酸鈣26.7kg ，全部作基肥施用；氯化鉀 7.5kg ，分期全部作追肥施用。處理4（ M15% ：有機無機復(fù)混肥（12-8-10，有機氮占 15%）13.75kg ，尿素 20.3kg ，分2次施用，基肥 14.3kg ，追肥 6kg ；過磷酸鈣 17.5kg 全部作基肥施用；氯化鉀 5.2kg ，分蘗期全部作追肥施用。處理5 （M30% ）：有機無機復(fù)混肥（12-8-10，有機氮占 15%）27.5kg 基施，尿素 16.75kg ，分2次施用，基肥 12kg ，追肥 4.75kg ；過磷酸鈣 8.3kg 全部作基肥施用；氯化鉀 2.9kg ，分藥期全部作追肥施用。

1.3.3中稻處理1（NF）：空白對照，不施用任何肥料。處理2（CF）：尿素 26kg ，分2次施用，基肥 20kg 追肥 6kg ；過磷酸鈣 40kg ，全部作基肥施用；氯化鉀7.5kg ，分藥期全部作追肥施用。處理3（OF）：尿素24kg ，分2次施用，基肥 18kg ，追肥 6kg ；過磷酸鈣26.7kg ，全部作基肥施用；氯化鉀 7.5kg ，分藥期全部作追肥施用。處理4（ M15% ）：有機無機復(fù)混肥（12-8-10，有機氮占 30%）13.75kg ，尿素 20.3kg ，分2次施用，基肥 14.3kg ，追肥 6kg ；過磷酸鈣 17.5kg 全部作基肥施用；氯化鉀 5.2kg ，分期全部作追肥施用。處理5（ M30% ）：有機無機復(fù)混肥（12-8-10，有機氮占 30%）27.5kg 基施，尿素 16.75kg ，分2次施用，基肥 12kg ，追肥 4.75kg ；過磷酸鈣 8.3kg ，全部作基肥施用；氯化鉀 2.9kg ，分期全部作追肥施用。

1.4數(shù)據(jù)分析

本研究使用WPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與畫圖，使用IBMSPSSStatistics23軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。利用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1不同比例有機無機肥料配施對水稻產(chǎn)量的影響

根據(jù)水稻長勢長相，本研究選擇有代表性的3塊田和1塊對照田進(jìn)行測產(chǎn)，每塊田實收面積超過 500m² ，稱質(zhì)量，測水分含量，扣除 2% 雜質(zhì)，計算實際產(chǎn)量，通過方差分析表明不同處理對早稻、中稻、晚稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成影響的差異顯著性。與CF處理相比， 0F?M15%?M30% 處理的早、中、晚稻實際產(chǎn)量均顯著增加。早稻 M15% 處理與OF處理的產(chǎn)量持平，分別比CF處理增產(chǎn)6.77% 和 5.65% （表4）。晚稻OF .M15%.M30% 處理分別增產(chǎn) 6.74%.7.43%.4.34% （表5）。中稻OF、M15% 、 M30% 處理分別增產(chǎn) 7.0%.6.83%.3.72% （表6）。上述結(jié)果表明，有機無機肥料適量配施有利于增加水稻產(chǎn)量。

2.2不同比例有機無機肥料配施對水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

與CF處理相比，早稻 0F?M15%，M30% 處理的純收入分別增加 1036.5、1047.75、331.5 元 hm^-2 ，純收入增幅分別為 20.18%.20.40%.6.45% （表7）。晚稻OF、 M15% 、 M30% 處理的純收入分別增加1551.6，1443.45，573.45 元 ?hm^-2 ，純收入增幅分別為 21.25%.19.77%.7.86% （表8）。中稻 0F，M15% ！M30% 處理的純收入分別增加 1 581，1 367.85 、455.85元 ?hm^-2 ，純收入增幅分別為 21.21% 、18.35%，6.11% （表9）。這表明適當(dāng)施用有機無機肥料有利于增加水稻收入。

表4不同處理對早稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

表5不同處理對晚稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

表6不同處理對中稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

表7不同處理早稻效益分析

注：早稻出售價格2.5元 ?kg^-1 ；化肥成本包括有機無機復(fù)混肥（15-7-8）3.0元 ?kg^-1 、尿素 46% ）2.6元 kg^-1 、過磷酸鈣（12%）0.65 元 kg^-1 、氯化鉀（ 60% ）4.0元 kg^-1 ；其他投入包括種子900元·hm^-2 、耕地1500元 、插秧1200元·hm^-2 、病蟲害防治1500元 ?hm^-2 、收割1200元·hm^-2 、人工管理3000元。

表8不同處理晚稻效益分析

Tab.8 Economic efficiency analysis of different treatments on late rice

注：晚稻出售價格2.8元 ?kg^-1 ；化肥成本包括有機無機復(fù)混肥（12-8-10）3.0元·kg^-1 、尿素 46% ）2.6元 ?kg^-1 、過磷酸鈣（12%）0.65 元 kg^-1 、氯化鉀 （60%）4.0 元 kg^-1 ；其他投入包括種子900元·hm^-2 、耕地1500元 、插秧1200元·hm^-2 、病蟲害防治 1 500 元 ?hm^-2 、收割1200元 hm^-2 、人工管理4500元。表9同。

表9不同處理中稻效益分析

2.3不同比例有機無機肥料配施對土壤理化性狀的影響

由表10可知， M15% ） M30% 處理的土壤pH值提高0.3～0.5，土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量分別提高 0.3～0.8g^?kg^-1?0.03～0.13g^?kg^-1?1.1～2.7 mg^?kg^-1，10～27mg^?kg^-1 。而CF處理的土壤 pH 值降低0.2，土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量分別降低 （204號

試驗結(jié)果表明，有機無機肥料配施能提高土壤pH 值，緩解土壤酸化，提高土壤養(yǎng)分含量，培肥地力。

表10雙季稻稻試驗土壤理化性狀表

表11中稻試驗土壤理化性狀表

2.4不同比例有機無機肥料配施對肥料農(nóng)學(xué)效率的影響

由表12可知， Ml5% 處理的肥料農(nóng)學(xué)效率最高，早稻、晚稻、中稻分別為 9.99，11.10，11.75kg?kg^-1， 比CF處理分別增加 31.8%，37.2%，34.3%;M M30% 處理的肥料農(nóng)學(xué)效率比CF處理高，早稻分別增加20.4%.24.7%.9.2% ，晚稻分別增加 27.6%.24.6% /7.2% ，中稻分別增加 24.7%.22.5%.0.8% 。這說明有機肥替代部分化肥能提高肥料農(nóng)學(xué)效率，促進(jìn)化肥減施增效。

表12不同替代比例對肥料農(nóng)學(xué)效率的影響

3討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1有機無機配施促進(jìn)了產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)同提升本研究中， M15% 處理在早、中、晚稻均表現(xiàn)出穩(wěn)定的增產(chǎn)效果，較CF處理增產(chǎn) 5.65%～7.43% ，并且肥料農(nóng)學(xué)效率提升 31.8%～37.2% 。這與高菊生等關(guān)于長期有機無機配施提高水稻產(chǎn)量的結(jié)論一致，并進(jìn)一步明確了有機氮占比 15%（M15% ）的增效幅度。前人研究表明，其增效機制主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，有機無機配施可促進(jìn)養(yǎng)分互補與平衡供應(yīng)，有機肥緩釋氮素與化肥速效氮的協(xié)同作用減少了養(yǎng)分淋溶損失[7，16.19，滿足水稻關(guān)鍵生育期的需求；另一方面，有機無機配施可改善根系生長環(huán)境，增強水稻根系深扎，優(yōu)化水稻根系發(fā)育[12-13.17]。此外，本研究中， M30% 處理的產(chǎn)量與農(nóng)學(xué)效率均低于M15% 處理，原因可能是高比例有機肥礦化速率慢[10，15，18]，導(dǎo)致晚稻結(jié)實率下降。

經(jīng)濟(jì)效益上， M15% 處理的純收入增幅范圍為18.35%～20.4% ，實現(xiàn)了減化肥不減產(chǎn)的目標(biāo)，這與魏文良等2研究結(jié)果一致。

3.1.2有機無機配施可有效緩解土壤酸化并培肥地力有機無機配施可有效緩解常規(guī)化肥施用導(dǎo)致的土壤酸化等土壤退化問題。本研究中，有機無機配施處理的土壤 pH 值提高0.3～0.5，有效解決了CF處理導(dǎo)致的酸化問題，這與寧川川等研究結(jié)論高度吻合。一方面，有機肥中富含腐殖酸、富里酸等物質(zhì)，其羧基（一COOH）和酚羥基（ -oH 在土壤中發(fā)生解離，釋放 HCO²⁺ 和有機陰離子，消耗 H⁺ 離子[13]；另一方面，有機肥中富含 Ca²⁺，Mg²⁺，K²⁺ 等鹽基離子，置換土壤膠體上的 H⁺/Al³⁺ ，并通過水解反應(yīng)提高 pH 值，從而有效緩解常規(guī)化肥施用導(dǎo)致的普遍酸化問題。有機無機配施還可擴(kuò)大土壤養(yǎng)分庫容， M15% 處理可使土壤有機質(zhì)、速效鉀分別增加 0.3g?kg^-1 10mg?kg^-1 以上，這印證了任祖淦等關(guān)于有機肥激發(fā)微生物固碳活性的觀點。

3.2 結(jié)論

本研究通過田間試驗證實有機無機肥料配施可顯著提升水稻產(chǎn)量，改善土壤質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，其中有機氮占比 15% （ M15% ）的綜合效益最優(yōu)，這與我國農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型目標(biāo)高度契合。華容縣年16.3×10⁴t 糞肥資源若按 Ml5% 模式進(jìn)行處理，可覆蓋約 1.33×10⁴hm² 稻田，進(jìn)一步推動種養(yǎng)循環(huán)閉環(huán)。

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