丁曉娟，袁嘉燴

（泗洪縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心，江蘇宿遷 223800）

淮稻5 號是通過復交材料7208、武育粳3 號雜交選育而成的遲熟中粳稻新品種，其優(yōu)點在于高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)[1]，自推廣以來一直占據(jù)江蘇省水稻品種市場的重要份額，目前淮稻5 號累計推廣面積超過175.2 萬hm2[2]。目前在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，存在超量投入化肥、有機肥用量不足等問題。雖然化肥具有易吸收、見效快的特點，但化肥過量投入容易導致有機和無機養(yǎng)分比例失調(diào)、資源浪費和環(huán)境污染等問題，制約著我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。與傳統(tǒng)化肥相比，有機肥不僅可以提高土壤有機質(zhì)含量，改善土壤理化性狀，提升養(yǎng)分利用率，還可以增加水稻結實率，促進水稻穩(wěn)健生長[3]。但王國華等研究發(fā)現(xiàn)長期施用有機肥會對土壤pH 值和重金屬含量等造成影響[4]。因此，合理施用有機肥，部分替代化肥能夠?qū)崿F(xiàn)化肥的減量增效，本研究通過施加不同比例有機肥的對比方法，探究有機肥合理施用量，以期減少和控制不合理化肥施用量。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年7 月開始，試驗地點位于泗洪縣石集鎮(zhèn)柳山村，地理坐標為33.352 61°N，118.237 93°E。土壤為黏底兩合土，該田塊平整，地力均勻，排灌方便，交通便利。土壤基本理化性狀：pH 值7.6，有機質(zhì)含量17.4 g·kg-1、全氮含量1.55 g·kg-1、有效磷含量19.8 g·kg-1、速效鉀含量146.6 mg·kg-1。

1.2 試驗材料與試驗方法

供試水稻品種為淮稻5 號。供試肥料中有機肥：總養(yǎng)分為N+P2O5+K2O≥9%，有效活菌數(shù)≥6億·g-1，有機質(zhì)含量≥60%，N：6.0%，P2O5：1.9%，K2O：1.1%；化肥：尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 50%）。本試驗共設7 個處理，每個處理3 個重復。A：常規(guī)施肥；B：測土配方施肥；C：80%化肥氮+20%有機氮；D：70%化肥氮+30%有機氮；E：60%化肥氮+40%有機氮；F：50%化肥氮+50%有機氮；G：40%化肥氮+60%有機氮。

每個小區(qū)面積為20 m2，小區(qū)間筑埂并用薄膜包埂隔離，做到單排單灌，以防串水串肥，埂寬、埂高不少于40 cm。除施肥外，各小區(qū)其他田間管理措施相同，水稻品種、栽插密度、苗齡要保持一致。常規(guī)施肥區(qū)氮磷鉀折純用量分別為19.3、5.0、6.0 kg/667 m2；配方施肥和有機肥替代化肥各處理組氮、磷、鉀總養(yǎng)分投入一致，全生育期施基肥1次，追肥2次（具體試驗設計見表1，肥料用量及運籌方法見表2）。

表1 水稻有機肥部分替代化肥試驗設計

表2 肥料用量及運籌方法試驗處理

1.3 指標測定與方法

1.3.1 莖蘗動態(tài)

在水稻生長的主要發(fā)育階段，調(diào)查水稻分蘗動態(tài)、株高、葉齡等指標。在水稻成熟后去除邊際效應，每小區(qū)隨機采集3 穴水稻植株樣，測定穗長、千粒質(zhì)量等農(nóng)藝性狀。生物量和實際產(chǎn)量測定樣方為5 m2。

1.3.2 測產(chǎn)

在水稻成熟期每個小區(qū)選擇有代表性3 行，每行連續(xù)割取10 穴（共30 穴）調(diào)查每穗粒數(shù)、結實率，測定千粒質(zhì)量，計算理論產(chǎn)量。另外，每小區(qū)選擇有代表性3 行，每行連續(xù)割取10 穴（共30 穴）單收單打，曬干后稱質(zhì)量，推算小區(qū)實際產(chǎn)量。

1.3.3 土壤采集與測定

分別在水稻插秧前及收割后按照五點取樣法用土鉆采集各小區(qū)0～20 cm 表層的混合土樣，取出石塊等雜質(zhì)后，風干并研磨。處理后的土壤經(jīng)過1.00 mm 和0.25 mm 孔徑篩混勻，測定土壤有機質(zhì)（重鉻酸鉀外加熱法）、全氮（半微量凱氏定氮法）、有效磷（鉬藍比色法）和速效鉀含量（乙酸銨浸提-火焰光度計法）[5]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2016 進行數(shù)據(jù)處理并制表，IBM SPSS Statistics 25.0 軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻農(nóng)藝性狀的影響

由表3 可知，不同濃度有機肥對水稻株高、穗數(shù)和單株成穗數(shù)有影響，各農(nóng)藝性狀隨著有機肥施加量增加均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。水稻的株高、穗數(shù)和單株成穗數(shù)性狀均在30%施加量組達到最大值，且均與常規(guī)施肥組呈現(xiàn)顯著差異（p＜0.05）；當有機肥的添加量繼續(xù)增加時，水稻各農(nóng)藝性狀與有機肥的添加量呈現(xiàn)負相關，50%和60%有機肥組水稻農(nóng)藝性狀均顯著低于常規(guī)施肥組（p＜0.05）。

表3 成熟期不同處理組的水稻農(nóng)藝性狀

2.2 不同處理對水稻產(chǎn)量的影響

由表4 可知，常規(guī)施肥區(qū)、配方施肥區(qū)、各有機肥替代化肥區(qū)的水稻結實粒數(shù)分別為116.3、120.6、118.2,116.9,116.3,114.3,113.7 粒/穗，其中20%,30%,40%有機肥替代區(qū)均高于常規(guī)施肥區(qū)，但差異無統(tǒng)計學意義（p＞0.05）。有機肥替代化肥區(qū)水稻千粒質(zhì)量隨著有機肥替代量增加而減少，20%，30%，40%有機肥替代區(qū)籽粒飽滿度較高，相較于常規(guī)施肥區(qū)，20%，30%，40%有機肥替代區(qū)水稻千粒重有顯著增加（p＜0.05）。常規(guī)施肥區(qū)的產(chǎn)量為629.5 kg/667 m2，20%，30%，40%有機肥替代區(qū)的產(chǎn)量分別比常規(guī)施肥區(qū)增產(chǎn)93.9，97.1，51.7 kg/667 m2，增產(chǎn)率分別為14.9%，15.4%，8.2%，其中30%有機肥替代區(qū)水稻產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施肥區(qū)（p＜0.05）。而50%，60%有機肥替代區(qū)的產(chǎn)量為分別比常規(guī)施肥區(qū)平均減產(chǎn)63.6 kg/667 m2和177 kg/667 m2。隨著有機肥施用量的增加，秸稈產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當有機肥施用量在30%以下時，其施用量與秸稈產(chǎn)量呈顯著正相關（p＜0.05）；當有機肥含量超過30%時，其施用量與秸稈產(chǎn)量呈顯著負相關（p＜0.05）。

表4 不同處理組的水稻產(chǎn)量

2.3 不同處理對經(jīng)濟效益的影響

由表5 可知，純收入主要由稻谷產(chǎn)量、稻谷收購價格、人工成本、肥料成本組成。稻谷產(chǎn)量由測產(chǎn)數(shù)據(jù)獲得，稻谷市場收購價格為2.76元/kg。肥料成本以有機肥1 000 元/t，尿素2 800 元/t，過磷酸鈣1 000 元/t，氯化鉀5 500 元/t 計算。各處理純收益表現(xiàn)為C＞D＞B＞E＞A＞F＞G，與常規(guī)施肥模式相比，20%，30%，40%有機肥替代區(qū)的純收入分別增加236.4，210.9，51.6 元/667 m2，產(chǎn)投比分別為1.27，1.24，1.17，配方施肥區(qū)和20%有機肥替代區(qū)產(chǎn)投比高于常規(guī)施肥區(qū)，而50%和60%有機肥替代區(qū)產(chǎn)投比低于常規(guī)施肥區(qū)。

表5 不同處理組水稻經(jīng)濟效益情況

2.4 不同處理對土壤理化性質(zhì)的影響

由表6 可知，與常規(guī)施肥區(qū)相比，20%和30%有機肥區(qū)土壤的有機質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀均顯著高于常規(guī)施肥區(qū)（p＜0.05），40%有機肥區(qū)土壤理化指標中全氮、有效磷和速效鉀也均顯著高于常規(guī)施肥區(qū)（p＜0.05）。除有效磷外，50%和60%有機肥替代區(qū)的有機質(zhì)、全氮和速效鉀均顯著低于常規(guī)施肥區(qū)（p＜0.05）。綜合來看，用20%～40%有機肥替代化肥可提高土壤各速效養(yǎng)分、全氮和有機質(zhì)含量，各項指標優(yōu)于常規(guī)施肥和配方施肥。

表6 不同處理組水稻田土壤理化指標

3 討論與結論

3.1 不同處理對水稻農(nóng)藝性狀的影響

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，合理配合施用有機肥不僅可以滿足作物高產(chǎn)需求，還可以提高肥料效率[6]。本研究在保證養(yǎng)分條件相同的前提下，通過調(diào)整有機肥的施用量，探究各處理組水稻農(nóng)藝性狀的變化趨勢。結果顯示，隨著有機肥施用量的增加，水稻各農(nóng)藝性狀均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，拐點為30%有機肥替代區(qū)，表明當有機肥施用量為30%時，水稻農(nóng)藝性狀最優(yōu)。張翔等認為出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因在于植物干物質(zhì)累積與分配取決于所施加的肥料，其積累量和積累程度呈現(xiàn)出“慢-快-慢”的變化規(guī)律，適當?shù)挠袡C肥替代化肥有利于植物的干物質(zhì)累積[7]；隨著水稻生長發(fā)育，其光合能力逐漸降低，有機肥替代化肥的處理方法，可以提高水稻葉片的凈光合速率，在水稻灌漿期尤為明顯[6]。這與本研究觀點一致，降低化肥施加量，添加適量有機肥可顯著增加作物的株高和成穗數(shù)等農(nóng)藝性狀。

3.2 不同處理對水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

提高糧食產(chǎn)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重點，而有機肥的添加不僅可以確保水稻高產(chǎn)，更可減少農(nóng)田徑流水體總氮流失量和流失率[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，有機肥替代區(qū)水稻產(chǎn)量范圍為452.5～726.6 kg/667 m2，施加30%有機肥區(qū)產(chǎn)量最高，顯著高于常規(guī)施肥區(qū)產(chǎn)量，且每667 m2產(chǎn)量隨著施加有機肥量的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，該趨勢與上文所述水稻農(nóng)藝性狀呈現(xiàn)的趨勢一致。相對于配方施肥區(qū)，各有機肥替代組雖然產(chǎn)量等指標均高于配方施肥區(qū)，但實粒數(shù)指標卻低于配方施肥區(qū)的水稻。該現(xiàn)象可以用“養(yǎng)分歸還學說”來解釋，即農(nóng)作物長勢取決于土壤中相對含量最小的養(yǎng)分因素，而配方施肥正是通過科學手段檢測土壤肥力，精準提供養(yǎng)分需求，補齊短板[8-9]，以此保證農(nóng)作物長勢，但由于近年來過量施肥導致的面源污染等問題逐漸嚴重，配方施肥指標需據(jù)此及時更新和調(diào)整。

本研究表明，20%有機肥替代區(qū)的經(jīng)濟效益最高，但產(chǎn)投比略低于配方施肥區(qū)，這是因為配方施肥配料成本相較于20%和30%有機肥替代區(qū)減少了23.66%和31.71%，通過對肥料用量的控制，降低肥料成本，同時維持作物體內(nèi)各種營養(yǎng)元素平衡供應[10]。雖然配方施肥區(qū)的水稻實粒數(shù)較高，但該組水稻的千粒質(zhì)量較低，導致其產(chǎn)量顯著低于20%和30%有機肥替代區(qū)的水稻。

3.3 不同處理對土壤理化性質(zhì)的影響

農(nóng)作物所需養(yǎng)分大部分來自土壤[11]，目前我國大多數(shù)土壤都存在微量元素“中度缺乏”的狀況[12]。有機肥的施加可改善土壤中微生物的數(shù)量和活性，提高土壤有機質(zhì)含量及肥力，進而提高水稻對養(yǎng)分的吸收和氮素利用率，以此達到水稻增產(chǎn)的目的[13-14]。本研究結果顯示，相較于水稻播種前，各處理組在水稻完成收割后，所在區(qū)域的土壤各理化性質(zhì)均有不同程度的提高，其中以20%和30%有機肥替代區(qū)的土壤理化指標提升最為顯著。在繼續(xù)增加有機肥的施加量時，土壤各理化指標出現(xiàn)下降趨勢，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是土壤對于磷元素的吸收能力是有限的，大量施加有機肥會導致土壤對于磷元素的吸收能力下降，從而增加了土壤的滲漏率，造成土壤各理化指標的下降[15]。一般以有機質(zhì)和速效養(yǎng)分來衡量土壤肥力水平[16]，農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量和土地生產(chǎn)力與施肥方法及措施關系密切，長期施加單一肥料或不施肥，會導致土壤肥力下降[17]。因此使用有機肥部分替代化肥的方法對于土壤和農(nóng)作物生長是有益的。

4 結論

20%、30%、40%有機氮替代化肥氮，水稻的產(chǎn)量未出現(xiàn)減產(chǎn)現(xiàn)象，且具有一定的增產(chǎn)效果，說明有機氮在40%替代量范圍內(nèi)可以替代化肥氮，其中以替代30%處理組綜合利用效果最好。將適宜濃度的有機肥替代化肥，減少化肥使用量，促進化肥使用實現(xiàn)零增長是可行的。