摘 要：針對(duì)江蘇省宿遷市水稻種植中存在的氮肥過量施加，導(dǎo)致氮肥利用率下降、氮肥淋失量增加、水稻產(chǎn)量下降等問題，通過開展田間試驗(yàn)，研究有機(jī)肥替代尿素對(duì)水稻氮素吸收利用和產(chǎn)量的影響，以期探尋出水稻種植生產(chǎn)中最佳有機(jī)肥替代比例，促進(jìn)區(qū)域水稻種植業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。研究結(jié)果表明：較常規(guī)尿素施加處理相比，有機(jī)肥替代尿素處理均可顯著提升水稻對(duì)氮素的吸收利用能力、產(chǎn)量，在處理5即在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)上，75%有機(jī)肥替代尿素處理下水稻各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)最優(yōu)，水稻地上部植株吸氮量、氮素回收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率及產(chǎn)量分別為256.73 kg/hm²、33.28%、18.59 kg/kg、71.61 kg/kg、278.67萬(wàn)穗/hm²、108.85粒/穗、24.65 g、74.83%及9 834.26 kg/hm²。

關(guān)鍵詞：水稻；有機(jī)肥；尿素；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2023）19-73-3

0 引言

水稻（Oryza sativa Linn.）是禾本科一年生水生草本植物（目前已有多年生水稻品種），稈直立，株高在0.5～1.5 m（隨品種而異）。水稻是人類主要的糧食作物之一，具有悠久的耕種與食用歷史。水稻作為我國(guó)主要的糧食作物，其在促進(jìn)農(nóng)民增收、保障糧食安全、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定等方面具有十分重要的意義［1-2］。但是近年來(lái)，隨著人口數(shù)量的不斷增加，人們對(duì)于糧食產(chǎn)量提出了更高的要求，這就不可避免地需要在水稻種植中投入大量無(wú)機(jī)氮肥。尤其無(wú)機(jī)化肥在我國(guó)大規(guī)模推廣使用以來(lái)，實(shí)際生產(chǎn)中的化肥投入量逐漸增加，而氮肥利用率卻在不斷下降，這就導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染等問題逐漸加重，水稻產(chǎn)量和品質(zhì)逐漸下降［2］?；诖?，筆者針對(duì)江蘇省宿遷市水稻種植過程中存在的氮肥過量施加，導(dǎo)致氮肥利用率下降、氮肥淋失量增加、水稻產(chǎn)量下降等問題，通過開展田間試驗(yàn)，研究有機(jī)肥替代尿素對(duì)水稻氮素吸收利用和產(chǎn)量的影響，以期探尋出水稻種植生產(chǎn)中最佳有機(jī)肥替代比例，促進(jìn)區(qū)域水稻種植業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

2022年在江蘇省宿遷市沭陽(yáng)縣胡集鎮(zhèn)綠田向陽(yáng)糧食種植家庭農(nóng)場(chǎng)（東經(jīng)118°70′45″，北緯34°02′69″）開展田間研究。該地區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，光照充足，年日照時(shí)間2 000 h以上，年平均氣溫14 ℃，年平均降水量850 mm，特別適宜水稻等糧食作物的生長(zhǎng)。該試驗(yàn)點(diǎn)0～20 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.68 g/kg、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.65 g/kg、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.83 g/kg、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.65 g/kg、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65.18 mg/kg，pH值為6.54。

1.2 試驗(yàn)材料

供試水稻品種為南粳5718，是由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所和江蘇神農(nóng)大豐種業(yè)科技有限公司選育的中晚熟水稻品種。供試尿素含氮量46%，磷肥為過磷酸鈣（含磷量12%），鉀肥為硫酸鉀（含鉀量52%），均由湖北源豐化工有限公司生產(chǎn)；供試有機(jī)肥為雞糞發(fā)酵有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量≥45%，氮磷鉀總含量≥3%），由山東益九生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量210 kg/hm²為基礎(chǔ)，共設(shè)置6個(gè)處理，分別為：處理1，不施肥；處理2，當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施加量；處理3，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)，25%有機(jī)肥替代尿素；處理4，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)，50%有機(jī)肥替代尿素；處理5，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)，75%有機(jī)肥替代尿素；處理6，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)，100%有機(jī)肥替代尿素。氮肥40%作基肥、20%作分蘗肥、40%作穗肥；磷肥、鉀肥施加量分別為180、135 kg/hm²，均50%作基施，50%作分蘗肥。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)18個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為30 m²（5 m×6 m）。2022年5月16日播種，6月18日移栽，水稻種植行距為30 cm、株距為20 cm，機(jī)插密度為16.7萬(wàn)穴/hm²。除有機(jī)肥替代量不同外，其他田間管理措施一致。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 水稻植株氮含量的測(cè)定

在水稻成熟收獲期，每個(gè)處理選取3個(gè)0.24 m²（0.4 m×0.6 m）的樣方，將水稻植株帶回實(shí)驗(yàn)室105 ℃殺青30 min，然后80 ℃烘干至質(zhì)量恒定，記錄數(shù)據(jù)，粉碎后全部通過1 mm孔徑篩，采用H2SO4-H2O2消煮法、半微量凱氏定氮法測(cè)定全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，然后計(jì)算水稻植株吸氮量、氮素回收利用率、氮肥偏生產(chǎn)力及氮肥農(nóng)學(xué)效率等指標(biāo)，計(jì)算公式同朱愛玲［3］、向開宏等［4］研究中的一致。

1.4.2 水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)的測(cè)定

2022年10月26日收獲水稻。在水稻收獲期，每個(gè)處理隨機(jī)選取2個(gè)2.00 m²（2.0 m×1.0 m）的小樣方，收割全部水稻，然后帶回考種，統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率等指標(biāo)，最后計(jì)算水稻產(chǎn)量。

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2020軟件整理與分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，SPSS23.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，采用最小顯著差數(shù)法（Least Significant Difference，LSD）進(jìn)行顯著性分析，顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥替代尿素對(duì)水稻氮素吸收利用的影響

有機(jī)肥替代尿素對(duì)水稻氮素吸收利用的影響如表1所示。由表1可知，與常規(guī)氮肥施加處理相比，施加有機(jī)肥處理均可以顯著提升水稻地上部植株吸氮量、氮素回收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力。隨著有機(jī)肥替代尿素比例的增加，水稻地上部植株吸氮量、氮素回收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，在處理5（以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)，75%有機(jī)肥替代尿素）下各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)最優(yōu)，分別為256.73 kg/hm²、33.28%、18.59 kg/kg、71.61 kg/kg。

2.2 有機(jī)肥替代尿素對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素指標(biāo)的影響

由表2可知，施加有機(jī)肥可以顯著提升水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量。與常規(guī)尿素施加相比，有機(jī)肥替代尿素處理均可顯著提升水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素指標(biāo)，其中以處理5（以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)，75%有機(jī)肥替代尿素）下水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素指標(biāo)表現(xiàn)最優(yōu)，其中水稻單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量分別為278.67萬(wàn)穗/hm²、108.85粒/穗、24.65 g、74.83%、9 834.26 kg/hm²，與處理2（當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量）相比，增幅分別為3.79%、9.75%、5.84%、4.89%、7.64%。

3 討論與結(jié)論

在作物種植生產(chǎn)中，如何應(yīng)用適宜的栽培技術(shù)促進(jìn)作物氮素吸收利用對(duì)于提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)至關(guān)重要［3］。此次研究發(fā)現(xiàn)，施加有機(jī)肥可以顯著提升水稻地上部植株吸氮量、氮素回收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥偏生產(chǎn)力。與常規(guī)尿素施加處理相比，有機(jī)肥替代尿素處理均可顯著提升水稻對(duì)氮素的吸收利用能力，這與賈晴晴等［5］的研究結(jié)果一致。與無(wú)機(jī)氮肥相比，有機(jī)肥料含有豐富的礦質(zhì)元素，改善了無(wú)機(jī)氮肥養(yǎng)分單一、容易流失等問題，同時(shí)有機(jī)肥含有益微生物，更利于土壤培肥，改善作物生長(zhǎng)環(huán)境，提升作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用能力。有機(jī)肥含有豐富的有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，提高土壤溫度、保肥能力等，同時(shí)可以增強(qiáng)作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力，有利于作物高產(chǎn)［3，5-6］，這一點(diǎn)在上文（2.2）中也得到體現(xiàn)。此次研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥替代尿素處理均可顯著提升水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)，其中以處理5（以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量為基礎(chǔ)，75%有機(jī)肥替代尿素）表現(xiàn)最優(yōu)，其中水稻單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量分別為278.67萬(wàn)穗/hm²、108.85粒/穗、24.65 g、74.83%、9 834.26 kg/hm²，與處理2（當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)尿素施用量）相比，增幅分別為3.79%、9.75%、5.84%、4.89%、7.64%。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，隨著有機(jī)肥替代尿素比例的增加，水稻地上部植株吸氮量、氮素回收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，這與植株本身吸收氮素的能力有限有關(guān)［3］，具體原因還有待進(jìn)一步探究。

綜上可知，在江蘇省宿遷市沭陽(yáng)縣水稻種植生產(chǎn)中，有機(jī)肥替代尿素處理均可顯著提升水稻對(duì)氮素的吸收利用的能力、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)的形成，其中以75%有機(jī)肥替代尿素處理下各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)最優(yōu)。

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