摘 要：水稻是南丹縣重要的糧食作物，但在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)化肥的依賴程度依然較高。然而，過(guò)量施用化肥不僅提高了生產(chǎn)成本，還對(duì)生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生了不良影響。因此，尋找一種替代化肥的肥料對(duì)水稻生產(chǎn)具有重要意義。本次研究旨在通過(guò)田間試驗(yàn)來(lái)探索有機(jī)肥替代化肥對(duì)水稻產(chǎn)量、產(chǎn)值、經(jīng)濟(jì)效益和土壤肥力方面的影響。

關(guān)鍵詞：水稻;有機(jī)肥;替代;化肥;產(chǎn)量

近年來(lái)，施用商品有機(jī)肥已成為提升耕地質(zhì)量和保護(hù)耕地的重要內(nèi)容。為進(jìn)一步探明化肥配合增施有機(jī)肥對(duì)南丹縣種植水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分含量的影響，探索提升土壤有機(jī)質(zhì)的有效技術(shù)模式，為南丹縣在水稻生產(chǎn)上推廣應(yīng)用商品有機(jī)肥提供科學(xué)依據(jù)，2023年南丹縣土肥站依托廣西壯族自治區(qū)2022年化肥減量增效項(xiàng)目，在南丹縣城關(guān)鎮(zhèn)拉易村開(kāi)展水稻有機(jī)肥替代化肥大田試驗(yàn)。本次試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理，分別是處理1：配方施肥區(qū)、處理2：100%配方施肥+有機(jī)肥、處理3：90%配方施肥+有機(jī)肥、處理4：80%配方施肥+有機(jī)肥、處理5：70%配方施肥+有機(jī)肥，每個(gè)處理有機(jī)肥的施用量均為250kg/667m2，配方施肥為：按照化肥減量要求，根據(jù)該地塊土壤肥力狀況所配的施肥量，使用單質(zhì)肥；有機(jī)肥使用商品有機(jī)肥。試驗(yàn)結(jié)果表明，按照90%配方施肥+250kg/667m2有機(jī)肥的配比，水稻畝產(chǎn)量最高，比配方施肥區(qū)增產(chǎn)1.87%，其余比例的配方施肥+有機(jī)肥的處理水稻產(chǎn)量均低于單施配方肥的處理。各處理對(duì)水稻農(nóng)藝性狀影響為：配方施肥+有機(jī)肥配合施用，能夠在一定程度上增加水稻的有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率。而增施有機(jī)肥對(duì)水稻田間土壤中的pH、有機(jī)質(zhì)、全氮的影響不大，但對(duì)有效磷和速效鉀存在一定的影響，土壤中有效磷的含量隨著有機(jī)肥替代化肥比例的提高而有所降低，速效鉀則有所提高。綜上所述，水稻種植時(shí)增施有機(jī)肥可以提高水稻產(chǎn)量，同時(shí)提高土壤中速效鉀的含量，但對(duì)土壤其他養(yǎng)分含量指標(biāo)沒(méi)有明顯的影響，提高了水稻產(chǎn)值的同時(shí)減少了化肥的用量，達(dá)到減少化肥用量的效果。有機(jī)肥替代化肥比例以替代10%較為適宜，但由于增施有機(jī)肥，在一定程度上增加了投入。

南丹縣耕地面積265.27km2，2023年水稻種植面積83.07km2，僅占耕地面積的31.3%，占比較低，因此尋找一種既能保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，又可以提升耕地地力同時(shí)提高糧食產(chǎn)量的替代性肥料具有重要的意義。土壤中氮的重要來(lái)源之一就是有機(jī)肥，在土壤中施用有機(jī)肥對(duì)培肥土壤和改良土壤質(zhì)量起到非常重要的作用[1]，而且已有相關(guān)研究表明[2]，在水稻種植過(guò)程中適當(dāng)比例的化肥配合增施有機(jī)肥可以在一定程度上提高水稻產(chǎn)量，改善農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，提升稻田土壤質(zhì)量[3]。南陵縣在水稻生產(chǎn)中施用有機(jī)肥替代化肥的比例為18%～24%時(shí)，不僅可以實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，而且土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量也有所提升。而徐麗萍的研究表明[4]，應(yīng)用有機(jī)肥替代部分化肥氮技術(shù)，對(duì)丘陵地區(qū)水稻生產(chǎn)起到可穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、提質(zhì)增效的作用，且最適宜的施用有機(jī)肥替代化肥氮的比例為30%，該比例可以明顯增產(chǎn)增效。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)田塊基本情況

本次水稻田間試驗(yàn)在城關(guān)鎮(zhèn)拉易村左易屯陸金成農(nóng)戶的責(zé)任田開(kāi)展，試驗(yàn)田塊平整，水利設(shè)施齊全，土壤肥力均勻，供試土壤為潴育潮泥田。試驗(yàn)田基礎(chǔ)土壤的理化性狀情況為：pH值6.94、有機(jī)質(zhì)含量54.9g/kg、全氮3.46g/kg、有效磷52.8mg/kg、速效鉀184mg/kg。該地塊前茬作物為油菜，水稻常年平均產(chǎn)量在550～600kg/667m2之間。

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)田所用的水稻品種統(tǒng)一為野香優(yōu)冰絲，生育期165d。供試肥料有：尿素：（N≥46%），四川天華股份有限公司生產(chǎn)；磷肥：鈣鎂磷肥（P2O5≥12%，K2O≥1%），福泉市裕源生物肥業(yè)有限公司生產(chǎn)；鉀肥：氯化鉀（K2O≥60%，水分≤2%），原產(chǎn)國(guó)加拿大，國(guó)內(nèi)經(jīng)銷(xiāo)商中化化肥有限公司；所選用的商品有機(jī)肥為復(fù)合微生物發(fā)酵腐熟型的顆粒有機(jī)肥料，由新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司生產(chǎn)，其總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥5%，有機(jī)質(zhì)含量≥45%。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

水稻有機(jī)肥替代化肥試驗(yàn)是在確定有機(jī)肥施用量的基礎(chǔ)上，施用不同比例配方肥的試驗(yàn)。本次試驗(yàn)配方施肥比例為（N∶P2O5∶K2O）11∶4.5∶7，使用隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計(jì)的方法，共設(shè)置5個(gè)處理，3次重復(fù)，所選試驗(yàn)地塊總面積為1320m2。處理1為配方施肥區(qū)，作為對(duì)照；處理2配方施肥+250kg商品有機(jī)肥；處理3為90%配方施肥+250kg商品有機(jī)肥；處理4為80%配方施肥+250kg商品有機(jī)肥；處理5為70%配方施肥+250kg商品有機(jī)肥。種植密度為11655兜/667m2，每小區(qū)面積為48m2（長(zhǎng)24m×寬2m），種植兜數(shù)一樣。田塊耕作耙平之后，采用塑料隔板劃分小區(qū)，使用橡膠錘和地質(zhì)錘往下錘至耕作層以下，各小區(qū)以單灌單排作為灌溉方式，防止漏水漏肥，并在各小區(qū)四周設(shè)置保護(hù)行，各處理在播種、插秧、除草、病蟲(chóng)害防治和灌排水等田間管理措施均按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣來(lái)進(jìn)行。在插秧前，每小區(qū)尿素和鉀肥按總量的60%作為基肥與全部磷肥、全部商品有機(jī)肥充分混勻后撒施，剩余的40%的尿素和40%鉀肥在水稻返青期作為追肥施入。各處理的具體施肥情況見(jiàn)表1。

1.4試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)采取育苗移栽方式，2023年4月3日培育秧苗，2023年5月22日犁地、耙平，23日劃分小區(qū)、撒施肥料并插秧，5月30日追施返青肥。從水稻移栽開(kāi)始，分別于5月30日、6月5日、6月12日、6月19日進(jìn)行田間苗情調(diào)查，記錄水稻生育期。于9月15日測(cè)定產(chǎn)量，采用全程機(jī)械化收割，各小區(qū)單收單稱獲得水稻實(shí)際產(chǎn)量。每個(gè)處理選取連續(xù)5兜樣品，齊地收割，進(jìn)行水稻株高、畝有效穗、每穗穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等農(nóng)藝性狀考種分析，每個(gè)處理取1kg生谷樣品曬干后計(jì)算折干率。

1.5數(shù)據(jù)整理和分析

試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)使用Excel和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理土壤理化性狀分析

從表2可以看出，試驗(yàn)后土壤中各處理的pH值呈現(xiàn)先提高后下降的趨勢(shì)，但依然在6.0以上，說(shuō)明化肥合理配施有機(jī)肥對(duì)土壤中的pH值的影響不大。各處理土壤中的pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀的變化情況均為先提高后降低，處理4中土壤有效磷含量下降最多，達(dá)到了35.1mg/kg，其余的處理變化不明顯，速效鉀含量均有所提高，提高量為43～90mg/kg。由此說(shuō)明，土壤理化性狀與有機(jī)肥替代化肥有一定的關(guān)聯(lián)，特別是對(duì)有效磷和速效鉀，有機(jī)肥替代比例越高土壤中有效磷會(huì)降低，速效鉀則會(huì)提高。當(dāng)90%配方施肥配合增施250kg/667m2的商品有機(jī)肥時(shí)可以較好的改良土壤理化性狀，特別是有效磷和速效鉀。

2.2不同處理水稻生長(zhǎng)性狀分析

由表3可以看出，增施了有機(jī)肥的處理，株高和畝有效穗數(shù)均比單施配方肥的高，其中株高最高的為處理2，比處理1高5.1cm；有效穗最高的是處理3，達(dá)到了21.99萬(wàn)穗，比處理1高2.41萬(wàn)穗/667m2，說(shuō)明增施有機(jī)肥對(duì)水稻株高和有效穗有一定的影響。畝有效穗數(shù)、每穗的實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和理論產(chǎn)量均以處理3最高，由此說(shuō)明，按照配方施肥減量10%的比例配合250kg/667m2的有機(jī)肥使用，在一定程度上能夠提高水稻的畝有效穗、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，從而提高水稻產(chǎn)量。從千粒重來(lái)看，各處理的千粒重相差不大，都達(dá)到了23g以上。產(chǎn)量構(gòu)成因素是決定理論產(chǎn)量的重要因素，通過(guò)計(jì)算得到的理論產(chǎn)量結(jié)果表現(xiàn)為處理3＞處理5＞處理4＞處理2＞處理1，由此可見(jiàn)，配方施肥+有機(jī)肥配合施用，能夠在一定程度上增加水稻的有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率，從而獲得高產(chǎn)。

2.3不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

結(jié)合表3和表4來(lái)看，無(wú)論是理論產(chǎn)量還是實(shí)際產(chǎn)量，都是處理3的產(chǎn)量達(dá)到最高。表4中，與處理1相比，處理3平均產(chǎn)量增加10.81kg，增產(chǎn)率為1.87%，增產(chǎn)效果不顯著；處理2減產(chǎn)26.57kg（減產(chǎn)4.59%），處理5減產(chǎn)76.73kg（減產(chǎn)13.27%），減產(chǎn)效果達(dá)到顯著水平；處理4減產(chǎn)7.33kg（減產(chǎn)1.27%），減產(chǎn)效果不顯著。在化肥配合有機(jī)肥施用的處理中，除了處理3之外，其余都造成了一定程度的減產(chǎn)。由此可見(jiàn)，有機(jī)肥替代化肥在水稻種植中需要合理配比才能提高產(chǎn)量。

2.4不同處理對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響

通過(guò)表5可以看出，水稻產(chǎn)值由高到低排序?yàn)椋禾幚?＞處理1＞處理4＞處理2＞處理5。與單施配方肥的處理1相比，只有處理3的化肥配施有機(jī)肥比例能夠提高水稻產(chǎn)量，每畝產(chǎn)值比處理1提高38.9元，其他處理的產(chǎn)量均有所減少，減幅在1.27%～13.27%之間，由此說(shuō)明配合施用有機(jī)肥可能對(duì)水稻產(chǎn)量有一定的影響。在水稻價(jià)格相同的情況下，水稻產(chǎn)值的高低排序與產(chǎn)量一致，水稻的產(chǎn)量直接決定水稻的畝產(chǎn)值，同時(shí)也與產(chǎn)投比有直接關(guān)聯(lián)，單施配方肥時(shí)，水稻產(chǎn)投比最高，在有機(jī)肥施用量相同的條件下，產(chǎn)投比呈現(xiàn)先提高后降低的趨勢(shì)。而在有機(jī)肥每畝施用量不變的情況下，化肥成本隨著有機(jī)肥替代配方施肥比例的提高而降低，肥料成本也相應(yīng)降低，說(shuō)明與處理1相比，相同有機(jī)肥施用量的條件下，處理3可以有效提高水稻產(chǎn)值，但會(huì)造成肥料成本有所增加。從經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)看，若只考慮肥料成本不考慮其他成本，經(jīng)濟(jì)效益由高到低排序?yàn)椋禾幚?＞處理3＞處理4＞處理2＞處理5，各處理的經(jīng)濟(jì)效益均有所減少，減幅為23.3%～37.98%，其中處理5每畝經(jīng)濟(jì)效益最低，每667m2減少了721.62元。由此說(shuō)明，合理施用有機(jī)肥替代化肥可以提高水稻產(chǎn)值，但因肥料成本的提高，水稻經(jīng)濟(jì)效益低于單施配方施肥區(qū)。

3討論與結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在種植水稻作物時(shí)施用有機(jī)肥替代部分化肥對(duì)水稻產(chǎn)量有一定的影響，但施用有機(jī)肥合理替代部分化肥則能夠提高水稻產(chǎn)量。從本次試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，特別是按90%配方肥+250kg/667m2有機(jī)肥的比例施肥，水稻產(chǎn)量有所增高，比單施配方肥增產(chǎn)1.87%，但替代化肥的比例增高時(shí)會(huì)降低水稻產(chǎn)量。從土壤養(yǎng)分指標(biāo)來(lái)看，增施有機(jī)肥對(duì)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮含量影響不大，但對(duì)有效磷和速效鉀有一定的影響，替代化肥比例提高時(shí)，土壤中有效磷含量會(huì)降低，對(duì)速效鉀的影響總體來(lái)說(shuō)是含量有所提高。從經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)看，在本次試驗(yàn)中，單施化肥的處理經(jīng)濟(jì)效益均高于增施有機(jī)肥的處理，產(chǎn)量和產(chǎn)值則均以90%配方肥+250kg/667m2有機(jī)肥的處理最佳，因此本試驗(yàn)中有機(jī)肥替代化肥比例則以替代10%較為適宜。

徐明崗等[5]研究發(fā)現(xiàn)化肥配施有機(jī)肥有利于水稻穩(wěn)產(chǎn)及高產(chǎn)，同時(shí)有助于水稻生長(zhǎng)中后期養(yǎng)分的吸收，并能培肥土壤，增加土壤肥力，提高肥料利用率。趙軍等[6]研究發(fā)現(xiàn)施用有機(jī)肥替代部分化學(xué)肥料不會(huì)使作物減少，且能有效增加土壤微生物量碳、氮。但從本次試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，合理的替代比例確實(shí)能夠提高水稻產(chǎn)量，但對(duì)土壤理化性狀的影響，特別是對(duì)pH值、有機(jī)質(zhì)和全氮的影響有待進(jìn)一步研究。

化肥減量增效和提升耕地地力的有效途徑之一是將有機(jī)肥和化肥合理配合施用，另外一個(gè)途徑則是通過(guò)種植綠肥，減少化肥的用量。唐春明、劉永賢和羅晨東等[7]已從南丹縣的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)耕地地力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)土壤資源的可持續(xù)利用前景進(jìn)行了分析。他們的研究結(jié)果顯示，南丹縣的土壤資源具有很大的潛力，但同時(shí)也面臨著一些問(wèn)題，如土壤質(zhì)量下降、土地退化等。因此，他們建議在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)加大對(duì)綠肥油菜等有機(jī)肥料的使用，從而提高土壤耕地肥力，實(shí)現(xiàn)南丹縣土壤資源的可持續(xù)利用。根據(jù)南丹縣近年來(lái)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的發(fā)展情況來(lái)看，“稻-油”“稻-綠肥”和“稻-蔬菜”是目前重要的種植模式，利用冬閑田推廣采用種植綠肥和增施有機(jī)肥兩種技術(shù)模式來(lái)改善南丹縣土壤質(zhì)量下降和退化的問(wèn)題也是大勢(shì)所趨。因此可以在今后的水稻田間試驗(yàn)中把有機(jī)肥+綠肥壓青替代部分化肥作為一個(gè)研究方向，探索減量使用化肥并且能夠顯著提高水稻經(jīng)濟(jì)效益的施肥方案。

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