于倩倩 王會方 趙信林 朱德進 張輝

摘要?[目的]研究有機無機肥配施對水稻產(chǎn)量和氮素利用的影響。[方法]在江蘇省泰州市姜堰地區(qū)進行田間試驗，研究有機無機肥配施對通南地區(qū)水稻產(chǎn)量及氮素利用率的影響。[結果]不施氮肥會使水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)顯著減少，最終導致水稻嚴重減產(chǎn);有機無機肥配施與常規(guī)施氮相比水稻有效穗數(shù)顯著增加，但對穗粒數(shù)和千粒重影響不大，2種處理水稻產(chǎn)量無顯著差異。不施氮肥或有機無機肥配施均會導致水稻籽粒和秸稈含氮量顯著降低，進而降低植株吸氮量。有機無機肥配施與單純施用化學氮肥相比氮肥吸收利用率平均顯著降低了約15%，但氮肥生理利用率顯著提高約18%，2種施肥方式對氮肥農(nóng)學利用率和偏生產(chǎn)力影響不大。[結論]有機無機肥配施可以維持水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，且可以提高氮肥生理利用率，在通南地區(qū)具有很好的推廣前景。

關鍵詞?水稻;有機肥;氮肥利用率;產(chǎn)量構成;有機無機肥配施

中圖分類號?S144文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2018）35-0137-03

目前世界人口仍迅速增長[1]，這意味著糧食產(chǎn)量亟待進一步提高。然而世界可供開發(fā)的土地資源有限，加之土壤污染、退化面積不斷增加，農(nóng)作物高產(chǎn)瓶頸難以突破，都使得糧食生產(chǎn)安全面臨極大挑戰(zhàn)[2]。因此提高作物產(chǎn)量必需依賴于已有的土地，而提高土壤復種指數(shù)、不斷增加肥料用量則成為主要途徑[3]。隨著種植強度和化肥使用的增加，農(nóng)田土壤質(zhì)量逐步惡化，土壤板結、酸化、有機質(zhì)含量下降問題日益嚴峻[4-5]。此外，化肥的過量施用還帶了一系列環(huán)境問題，如河流、湖泊的人富營養(yǎng)化，地下水質(zhì)量下降等。因此，使用有機肥替代化肥或者有機肥和化肥配合施用的施肥方式逐漸受到重視[6]。

近幾十年來，關于化肥和有機肥配合施用的研究較多。研究表明，有機無機肥料配施能提高成穗率，避免無效莖蘗與有效莖蘗爭奪養(yǎng)分，減少化學氮肥施用量，從而提高氮肥利用率[7]。與單施化肥相比，有機無機肥配施有利于作物中后期干物質(zhì)累積和養(yǎng)分吸收[8]。有機肥或有機肥與化肥配施可以減少化學肥料的投入，從而減輕化肥的負面效應，還可以增加土壤有機質(zhì)含量，改良土壤理化性狀，提高土壤養(yǎng)分的生物有效性，提高肥料利用率，最終達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的效果[9-11]。土壤有機質(zhì)是土壤質(zhì)量的主要指標[12]，而施用有機肥可以顯著提高土壤有機質(zhì)含量，從而起到培肥土壤和穩(wěn)定土壤生產(chǎn)力的作用，有利于農(nóng)田的可持續(xù)生產(chǎn)。

為了研究單施化肥及商品有機肥與化肥不同比例配施在通南高沙土地區(qū)對水稻產(chǎn)量和氮肥利用的影響，筆者在江蘇省泰州市姜堰區(qū)進行了試驗，以期為我國化肥減量增效技術和保障農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全提供技術支撐。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

水稻品種為南粳9108（江蘇省農(nóng)業(yè)科學院培育）;供試化肥為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O5 14%）和氯化鉀（K2O 60%）;供試商品有機肥為泰興市阿古利斯生物科技有限公司生產(chǎn)的有機肥料（N+P2O5+K2O≥5%，主要原料：鴨糞、牛糞、中藥渣）。

1.2?試驗地概況

于2017年6—11月在江蘇省泰州市姜堰區(qū)（120.09°E，32.42°N）進行，該地區(qū)屬亞熱帶溫潤氣候地區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，年均氣溫14.5℃，年均降水量991.7 mm，年均蒸發(fā)量1 365 mm，平均無霜期215 d，日照2 206 h，地下水距地面3～4 m。該地區(qū)成土母質(zhì)為長江沖積物，土壤分類屬于潮土，質(zhì)地分類為高砂土，土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量分別為15.4 g/kg、0.92 g/kg、10.5 mg/kg、53.5 mg/kg。

1.3?試驗設計

采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)間田埂用防水塑料膜隔離防滲，四周設保護行，小區(qū)面積30 m2，每個小區(qū)均單設進、排水口。水稻于5月7 日育苗，6 月20日移栽，移栽葉齡期為 7葉期，栽插行株距 27 cm×15 cm。除草、除蟲、灌溉等措施視農(nóng)情而定。試驗具體設計見表1。

1.4?測定項目與方法

1.4.1?水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成。在水稻成熟期收割前，每個處理調(diào)查100穴水稻穗數(shù)，計算平均穗數(shù)，取有代表性的植株樣10 穴，測定穗粒數(shù)。收獲時每個小區(qū)的水稻全部收割、單打單收并對籽粒稱重，計算水稻產(chǎn)量。

1.4.2?植株與土壤養(yǎng)分。土壤有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化-容量法測定;土壤全氮采用凱氏定氮法測定;速效磷采用Olsen 法測定;速效鉀含量用 1 mol/L中性醋酸銨提取后火焰光度法測定。植株樣品采用H2SO4-H2O2消煮，并用化學分析儀（Smart Chem 200型）測定全氮含量。

氮肥吸收利用率=（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）/施氮量×100%（1）

氮肥農(nóng)學利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-空白區(qū)籽粒產(chǎn)量）/施氮量（2）

氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-空白區(qū)籽粒產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）（3）

氮肥生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮區(qū)產(chǎn)量/氮肥施肥量（4）

1.5?數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2003 軟件進行處理并繪制圖表，采用 SPSS 20.0 軟件進行數(shù)據(jù)間多重比較（Duncan法）。

2?結果與分析

2.1?水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素

氮肥的施用顯著影響水稻的產(chǎn)量和產(chǎn)量構成因素，除千粒重外，CK處理的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和最終實測產(chǎn)量與其他處理相比均顯著降低（表2）。有機肥的投入對水稻產(chǎn)量構成因素也產(chǎn)生了顯著影響，隨著有機肥比例的提高，有效穗數(shù)逐漸增加，C2、C3處理與FP處理相比顯著增加了有效穗數(shù)，但有機無機肥配施對穗粒數(shù)和千粒重的影響不顯著。

2.2?地上部氮濃度和作物吸氮量

水稻籽粒氮濃度相對穩(wěn)定，除C2處理籽粒氮濃度稍低外，其他處理之間無顯著差異。水稻秸稈含氮量受施肥方式的影響較大，CK處理的秸稈含氮量顯著低于其他處理，而FP處理的秸稈含氮量最高，而有機無機配施的幾個處理秸稈含氮量差異較小。水稻植株吸氮量的變化趨勢與秸稈含氮量基本一致，CK處理植株吸氮量最低，F(xiàn)P處理吸氮量最高，其他幾個處理差異不顯著。

2.3?水稻氮素利用

有機無機配施顯著降低了氮肥吸收利用率，與FP處理相比，C1、C2、C3處理的氮肥吸收利用率平均降低了15%（表3）。但與FP處理相比，C1、C2、C3處理顯著提高了水稻的氮肥生理利用率約18%。不同處理間氮肥農(nóng)學利用率和偏生產(chǎn)力無顯著差異。

3?討論

水稻產(chǎn)量的構成因素包括有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和千粒重，其中千粒重一般較穩(wěn)定，對產(chǎn)量影響較小，與產(chǎn)量關系最為直接的是有效穗數(shù)、穗粒數(shù)[13]。而氮肥的施用可以顯著增加水稻有效穗數(shù)和穗粒數(shù)[14-15]，因此，合理施用氮肥對提高水稻產(chǎn)量具有不可替代的作用。

在該試驗中，與施用氮肥相比，不施用氮肥可以顯著降低水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)，使得CK處理的水稻籽粒產(chǎn)量比常規(guī)施肥FP處理下降約45%，千粒重雖然也有所降低，但增幅很小，并未達顯著水平，對水稻籽粒產(chǎn)量的影響較小[13]。在該研究中，有機無機氮肥配施與單純施用尿素相比提高水稻單位面積有效穗數(shù)，但對每穗穗粒數(shù)和千粒重無顯著影響，最終實測產(chǎn)量也未表現(xiàn)出顯著差異。這說明等施氮量條件下有機無機肥配施與單純施用化學氮肥肥效相當，均可以達到維持作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的，類似的結果也有報道[8，16]。在該研究中，在有機肥是氮肥唯一來源時，水稻產(chǎn)量仍與純化學氮肥處理持平，這說明試驗中所用的商品有機肥中氮生物有效性非常高，但不同試驗結果也有報道[17-18]。

氮肥形態(tài)對水稻氮素的吸收和利用產(chǎn)生重要影響。該研究中，水稻籽粒的氮濃度雖然受氮肥形態(tài)的影響不大，但各處理秸稈的氮濃度差異顯著，從而導致各處理的植株吸氮量差異變大。與單純施用尿素相比，雖然有機無機肥配施會降低水稻秸稈含氮量，但與有機肥占據(jù)的比例無關系。這有可能是由于有機肥的加入影響了尿素氮的植物有效性引起的。

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，人口多，耕地面積少，提高現(xiàn)有土地的單位產(chǎn)量是必須的途徑。因此，我國糧食生產(chǎn)的一大特點就是高投入與高產(chǎn)出。我國氮肥用量占世界氮肥用量的30%，而水稻生產(chǎn)中施用的氮肥占世界水稻生產(chǎn)所用氮肥用量的 37%[19]。與世界上其他主要水稻生產(chǎn)國相比，我國水稻生產(chǎn)中氮肥投入高，利用率低，浪費或損失嚴重。因此，提高我國氮肥利用效率一直是農(nóng)學領域科學工作者的熱點問題。該研究發(fā)現(xiàn)，通過有機無機配施，水稻的氮肥生理利用率顯著提高，氮吸收利用率顯著降低，這與已有的研究結果有所不同[8，10]。這說明化學氮肥（尿素）更容易被水稻吸收，并在秸稈積累，但對水稻籽粒產(chǎn)量影響不大，而有機肥中的氮素則相對不容易為水稻所吸收，且吸收到的氮素對水稻的增產(chǎn)效果更為明顯。

4?結論

氮肥的施用對水稻產(chǎn)量的形成具有極其重要的作用，氮肥投入不足會導致水稻嚴重減產(chǎn)。在該試驗條件下，有機無機肥配施與單純施用化學氮肥相比可以起到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的效果，且有機無機肥的比例對水稻產(chǎn)量并未產(chǎn)生顯著影響;有機無機肥配施可以提高水稻的氮肥生理利用率，即提高水稻生產(chǎn)中所投入的單位氮肥的籽粒產(chǎn)量。因此，有機無機肥配施的施肥模式在通南地區(qū)具有很好的推廣前景。

46卷35期于倩倩等?有機無機肥配施對通南地區(qū)水稻產(chǎn)量及氮素利用率的影響

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