趙小春
(瀘縣兆雅鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,四川 瀘縣 646101)
水稻(Oryza sativa L)為世界上最重要的三大糧食作物之一[1],對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重要的意義。近年來(lái),為了追求水稻高產(chǎn),出現(xiàn)過(guò)量施肥、偏施氮肥、輕施有機(jī)肥等現(xiàn)象,不僅導(dǎo)致肥料利用率低下,還引發(fā)一系列的農(nóng)田生態(tài)問(wèn)題,使得土壤有機(jī)質(zhì)含量下降,養(yǎng)分失衡,土壤生態(tài)多樣性降低,致水稻產(chǎn)量和品質(zhì)下降[2]。因此,提高肥料利用效率,保持農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展,成為目前亟待解決的問(wèn)題。腐殖酸是廣泛存在于自然界中的小分子有機(jī)物,研究表明,腐殖酸能夠提高肥料利用效率和作物產(chǎn)量。腐殖酸含有多種活性基團(tuán),如羧基、羥基和甲氧基等,其具有較強(qiáng)的離子交換能力和吸附能力,在土壤中施用,可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,改善土壤的結(jié)構(gòu),提高土壤的保水、透氣能力。腐殖酸與氮肥結(jié)合施用能促進(jìn)作物生長(zhǎng),促進(jìn)作物對(duì)氮的吸收[3]。因此,本試驗(yàn)以不施腐殖酸為對(duì)照,設(shè)置4個(gè)腐殖酸用量,研究水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的變化趨勢(shì),為水稻高產(chǎn)栽培提供參考。
試驗(yàn)于2021年在四川省瀘州市江陽(yáng)區(qū)華陽(yáng)街道青山村進(jìn)行,該地屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū),年平均氣溫17.5℃,無(wú)霜期300 d以上,日照充足,雨量充沛,四季分明,適宜作物生長(zhǎng)期長(zhǎng)。試驗(yàn)土壤為由酸性紫色土母質(zhì)形成的水稻土,供試土壤為褐土,耕層土壤基礎(chǔ)肥力為有機(jī)質(zhì)23.17 g·kg-1、全氮1.54 g·kg-1、有效磷12.17 mg·kg-1、速效鉀79.22 mg·kg-1。
試驗(yàn)水稻品種為“內(nèi)6優(yōu)103”,適宜在本地種植。試驗(yàn)所用氮、磷、鉀肥分別為尿素(N46%)、過(guò)磷酸鈣(P2O512%)和氯化鉀(K2O 60%)。試驗(yàn)用腐殖酸為礦源黃腐酸鉀,含腐殖酸≥55%,黃腐酸≥50%,氧化鉀≥12%,pH為8~10。由山東珺寧生物科技有限公司生產(chǎn)。
試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì),以不施腐殖酸為對(duì)照(CK),設(shè) 置4個(gè) 腐 殖 酸 施 用 量 處 理,分 別為60 kg·hm-2(T1),90 kg·hm-2(T2),120 kg·hm-2(T3),150 kg·hm-2(T4),所有處理施 肥 為 施氮(N)180 kg·hm-2、磷(P2O5)90 kg·hm-2和鉀(K2O)120 kg·hm-2,肥料的施用模式為,氮肥施用模式:底肥∶分蘗肥∶穗肥為6∶3∶1,鉀肥的施用模式:底肥∶穗肥為6∶4,其余均肥料和腐殖酸作基肥在移栽前一次施入。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù),每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積為30 m2,各處理在水稻移栽后的所有管理均一致。
1.4.1 水稻產(chǎn)量的測(cè)定
成熟期在各小區(qū)選取2 m2進(jìn)行測(cè)產(chǎn),3次重復(fù)。自然風(fēng)干至14%含水量后,脫粒稱質(zhì)量,并折合成公頃產(chǎn)量。同時(shí),每小區(qū)取植株9穴,3次重復(fù),取下穗部,進(jìn)行室內(nèi)考種。
1.4.2 水稻品質(zhì)的測(cè)定
稻米品質(zhì)參照《NY/T 83-2017米質(zhì)測(cè)定方法》[4]測(cè)定稻谷糙米率、整精米率、堊白度、堊白粒率、直鏈淀粉含量,采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定蛋白質(zhì)含量。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行初步分析和圖表制作,采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。
由表1可知,腐殖酸對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素有顯著的影響,其中各處理間有效穗數(shù)差異不顯著。穗粒數(shù)隨腐殖酸用量的增加呈逐漸升高的趨勢(shì),各處理均顯著高于CK,T1、T2、T3和T4分別比CK高出3.85%、8.32%、19.59%和21.98%,T3和T4處理間差異不顯著。千粒質(zhì)量變化趨勢(shì)和穗粒數(shù)相似,各處理均顯著高于CK,T1和T2、T3和T4處理間沒(méi)有顯著差異。結(jié)實(shí)率隨腐殖酸用量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì),在T3處理時(shí)達(dá)到最大值,各處理表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK。產(chǎn)量隨腐殖酸用量的增加呈逐漸升高的趨勢(shì),各處理均顯著高于CK,T1、T2、T3和T4分別比CK高出2.82%、6.96%、9.14%和9.35%,T3和T4處理間差異不顯著。
表1 腐殖酸對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Tab.1 The effect of humic acid on rice yield and yield components
由表2可知,腐殖酸對(duì)各處理間糙米率沒(méi)有顯著影響,能夠顯著提高水稻整精米率,隨著腐殖酸用量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì),各處理均顯著高于CK,T1、T2、T3和T4分別比CK高出1.82%、3.51%、4.85%和4.31%,T2和T4處理間差異不顯著。腐殖酸處理的堊白粒率和堊白度均顯著低于CK,堊白粒率隨著腐殖酸用量的增加呈先降低后升高的趨勢(shì),堊白度隨腐殖酸用量的增加呈逐漸降低的趨勢(shì)。直鏈淀粉含量變化趨勢(shì)和堊白度相似,T3和T4處理間差異不顯著。蛋白質(zhì)含量顯著增加,隨著腐殖酸用量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì),除了T1處理外,各處理均顯著高于CK,T2、T3和T4分別比CK高出6.49%、10.49%和10.06%,T3和T4處理間差異不顯著。
表2 腐殖酸對(duì)水稻品質(zhì)的影響Tab.2 The effect of humic acid on rice quality %
腐殖酸可調(diào)節(jié)土壤酸堿度,還可以為土壤微生物提供充足的碳源和能源,提高土壤微生物活性,間接提高作物產(chǎn)量。研究表明,腐殖酸對(duì)提高作物產(chǎn)量具有積極的作用。本研究表明,腐殖酸能夠顯著提高水稻穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量,一方面,主要是由于腐殖酸改善土壤理化性質(zhì),促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng),從而有利于干物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)運(yùn),為提高產(chǎn)量奠定基礎(chǔ);另一方面,腐殖酸能夠刺激根系極端分生組織細(xì)胞的分裂與增長(zhǎng),促使幼苗發(fā)根快,次根多,提高了作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收力。研究表明,腐殖酸可以絡(luò)合一些難溶的微量元素,促進(jìn)了根系對(duì)這些必需的微量元素的吸收、利用和轉(zhuǎn)運(yùn)。它還可通過(guò)促進(jìn)酶的活性,使多糖轉(zhuǎn)化為可溶性單糖,增加淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪物質(zhì)的合成積累,并加速各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向果實(shí)、種子運(yùn)轉(zhuǎn),使果實(shí)豐滿、厚實(shí),品質(zhì)提高。本研究表明,使用腐殖酸顯著提高了水稻整精米率和蛋白質(zhì)含量,降低堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量。一方面是由于腐殖酸改善土壤營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)水稻品質(zhì)的提高,另一方面,腐殖酸作為小分子有機(jī)物被植株根系吸收后經(jīng)過(guò)一系列代謝反應(yīng),有利于增加淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪物質(zhì)的合成積累,加速養(yǎng)分的運(yùn)輸,從而提高水稻品質(zhì)。
綜合比較,腐殖酸能夠顯著提高水稻穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量,稻米整精米率和蛋白質(zhì)含量顯著提高,堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量降低,腐殖酸用量為120 kg·hm-2的稻米產(chǎn)量較高,品質(zhì)最好,可用于水稻生產(chǎn)。