馬 良周雪娥張衛(wèi)興朱玉祥李 辰
(1浙江省桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 314500;2浙江省桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟局農(nóng)業(yè)資源工作站 314500;3浙江省桐鄉(xiāng)市石門鎮(zhèn)興農(nóng)糧油農(nóng)機專業(yè)合作社 314512)
水稻是我國主要糧食作物之一,發(fā)展水稻生產(chǎn)是確保我國糧食安全的關(guān)鍵[1]。氮肥的施用為增加作物產(chǎn)量做出了巨大貢獻[2],但近年來,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上重化學(xué)氮肥、輕有機肥及不科學(xué)施肥造成的生態(tài)環(huán)境問題愈加突出,如土壤酸化[3]、土壤理化性質(zhì)改變[4]、作物產(chǎn)量和品質(zhì)受到影響[5]、水體富營養(yǎng)化[6]等現(xiàn)象非常突出。
隨著人們生活水平的不斷提高、健康安全意識的日益增強,人們對綠色、生態(tài)、安全、優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求越來越大。大量研究表明,施用有機肥不但可以提供作物所需的各種養(yǎng)分,還能改良土壤、培肥地力、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[7]。隨著有機肥用量的增加,土壤養(yǎng)分含量、微生物量及脲酶活性也在增加[8]。施用有機肥在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)業(yè)生態(tài)安全、減少化肥投入、節(jié)能減排等方面具有重要作用[9]。為更好地推進商品有機肥還田,提高耕地肥力水平,筆者于2014~2016年通過田間試驗,開展了商品有機肥不同用量對“甬優(yōu)1540”產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及經(jīng)濟效益影響的研究,擬找出合理、經(jīng)濟的商品有機肥用量,為水稻科學(xué)施肥提供參考。
試驗設(shè)在桐鄉(xiāng)市引種示范中心水稻種植基地進行,該地年降水量1 152.6 mm,年平均氣溫17.2 ℃,無霜期243 d,年日照時數(shù)1 477.9 h。供試田塊土壤為水稻土,土壤理化性質(zhì)為pH 6.69、有機質(zhì)含量23.2 g/kg、全氮含量1.64 g/kg、有效磷含量17.8 mg/kg、速效鉀含量90.5 mg/kg。
供試水稻品種為“甬優(yōu)1540”,是由寧波市農(nóng)科院用“甬粳15A”和“F7540”雜交培育而成的感溫秈型三系雜交稻品種。
供試有機肥是由桐鄉(xiāng)市綠之怡肥料有限公司生產(chǎn)的商品有機肥(顆粒狀),其基本理化性質(zhì)為有機質(zhì)含量65.51%、氮含量2.93%、磷含量0.49%、鉀含量1.61%、總養(yǎng)分含量5.03%、水分含量17.55%、pH8.33。
試驗設(shè)處理(每667 m2用量):T0不施有機肥,T1施有機肥150 kg,T2施有機肥200 kg,T3施有機肥250 kg。各處理化肥施用量相同,底肥每667 m2施水稻配方肥(18-8-18)30 kg,分蘗肥每667 m2施尿素12.5 kg,穗肥每667 m2施尿素7.5 kg。每小區(qū)面積為45 m2,每3個小區(qū)合成1個大區(qū)。小區(qū)之間以溝隔開,大區(qū)之間筑田埂并用塑料薄膜包裹。各處理播種量和田間管理措施相同。
在水稻收獲前1 d,于各小區(qū)選取1 m2調(diào)查有效穗數(shù)和株高,并選取5穴代表性植株,自然風(fēng)干后進行考種,調(diào)查穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子;各小區(qū)單打單收,所獲籽粒經(jīng)自然風(fēng)干后稱重,折合成含14%水分的產(chǎn)量,作為最后實際產(chǎn)量。
由表1可知,對照T0的每667 m2籽粒產(chǎn)量3年平均為727.3 kg,T1、T2、T3處理的3年平均產(chǎn)量分別比對照T0提高1.65%、2.01%、2.42%,但3個商品有機肥處理間產(chǎn)量差異不顯著。其中,2014年和2015年T1、T2、T3處理與對照T0間產(chǎn)量差異不顯著,表明在前兩年中施用商品有機肥對水稻籽粒產(chǎn)量的影響較??;2016年T1、T2、T3處理與對照T0間產(chǎn)量差異達顯著水平,可見適量連續(xù)施用商品有機肥對水稻籽粒產(chǎn)量有一定的增產(chǎn)作用。所有商品有機肥處理中以T3處理的水稻籽粒產(chǎn)量為最高,3年平均每667 m2產(chǎn)量為744.9 kg。
表1 商品有機肥不同用量對水稻產(chǎn)量、經(jīng)濟效益的影響
施用商品有機肥對水稻籽粒產(chǎn)量的增產(chǎn)作用主要是每667 m2有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和結(jié)實率共同作用的結(jié)果。由表2可知,連續(xù)施用3年商品有機肥對水稻有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和結(jié)實率的增加有一定的促進作用,而千粒重隨商品有機肥施用量的增加呈降低的趨勢。3年平均每667 m2有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率均以T3處理為最佳,分別比對照T0高出0.4萬穗、10.0粒、1.0%。
表2 商品有機肥不同用量對水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響
由表1可知,2014~2016年各處理有機肥投入、水稻產(chǎn)值及經(jīng)濟效益存在較大差異,若不考慮商品有機肥的成本,與對照T0相比,2014年T1、T2、T3處理的每667 m2產(chǎn)值分別增加22.0、31.6、33.8元,2015年分別增加29.5、36.3、41.5元,2016年分別增加60.5、67.9、89.0元;若考慮商品有機肥的成本,3年所有商品有機肥處理的水稻產(chǎn)值增加均為負,但隨著商品有機肥施用年限的增加,商品有機肥的成本投入與所帶來的經(jīng)濟效益差距逐漸縮短。
在本試驗條件下,施用商品有機肥各處理水稻籽粒產(chǎn)量比僅施常規(guī)化肥處理(T0)均有不同程度增加,且隨著施用年限和施用量的增加而增加,表明合理施用商品有機肥對水稻籽粒產(chǎn)量有一定的促進作用,這與其他研究學(xué)者報道類似[10,11]。有文獻報道,施用有機肥第一年就對水稻有顯著的增產(chǎn)作用,每667 m2施用有機肥300 kg,水稻每667 m2實產(chǎn)達860.3 kg,比對照每667 m2高出56.7 kg[12];由于有機肥料中的養(yǎng)分不能直接被作物所利用,需要微生物的幫助,在施用有機肥的前幾年作物產(chǎn)量較低,直到8年后才能趕上化肥的平衡處理[13]。而在本研究中,第一年施用商品有機肥各處理的水稻籽粒產(chǎn)量與對照無顯著差異,在培肥3年后有機肥對水稻增產(chǎn)產(chǎn)生作用,這可能與商品有機肥品種、土壤基礎(chǔ)地力、田間管理水平、水稻品種等有關(guān)。
本試驗中商品有機肥每667 m2用量設(shè)置了150、200、250 kg三個水平,3年田間試驗結(jié)果表明,施用商品有機肥對水稻籽粒產(chǎn)量比對照3年平均增產(chǎn)1.65%~2.42%,以每667 m2用商品有機肥250 kg處理的水稻籽粒產(chǎn)量最高;施用商品有機肥可增加單位面積水稻有效穗、每穗實粒數(shù)和結(jié)實率,從而提高水稻籽粒產(chǎn)量。然而商品有機肥不是施用量越多越好,有研究表明,長期大量施用有機肥不利于提高水稻對氮磷的利用效率[11],且土壤中積累的NH4+-N濃度過高時,會出現(xiàn)明顯的銨中毒現(xiàn)象,使水稻產(chǎn)量降低[14];長期施用有機肥加大了稻田土壤受重金屬污染的風(fēng)險,中、高量有機肥處理明顯提高了土壤中Zn、Cu、Cd含量和有效態(tài)含量及活化率[15]。因此,綜合考慮水稻產(chǎn)量、商品有機肥價格、商品有機肥施用環(huán)境安全及經(jīng)濟生態(tài)效益等因素,本試驗條件下,水稻生產(chǎn)中商品有機肥每667 m2施用量以200~250 kg為宜。
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