周 星,徐年龍,周娜娜,徐夢彬,王 升
(江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院,江蘇 南京 210019)
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,人們?yōu)榱俗非笞魑锏母弋a(chǎn)而大量施用化肥。過量施用化肥不僅使土壤生產(chǎn)力急速下降,還引起周圍環(huán)境的污染及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的下降[1-2]。隨著人們生活水平的提高,農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)逐漸受到人們的關(guān)注[3]。有機肥是一種經(jīng)生物物質(zhì)、動植物廢棄物、植物殘體加工而來,富含大量有益物質(zhì),它不僅能為農(nóng)作物提供全面營養(yǎng),而且肥效長,可增加和更新土壤有機質(zhì),促進微生物繁殖,改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性[4-5]。
蚓糞作為一種環(huán)保型有機肥,其刺激植物生長、提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)的作用是多數(shù)研究者的共識[6-7]。當(dāng)前大部分研究集中于蚓糞對水稻育秧的效果方面[8-10],很少有研究施用蚓糞對水稻生長及品質(zhì)的影響,且由于其價格昂貴,將其單獨作為有機肥施用在生產(chǎn)上難以大面積實現(xiàn)[11]。而蚓糞與化肥配施不僅能發(fā)揮各自的優(yōu)勢,還能降低施用蚓糞的成本。本試驗在2種減氮條件下,探究施用不同用量的蚓糞對土壤性質(zhì)、水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,為以后蚓糞在水稻生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
試驗設(shè)在江蘇省鹽城市射陽縣鹽城農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的小1#田(120°15′50″E、33°40′30″N),土壤為壤性潮鹽土,前茬作物為小麥,土壤肥力中等。土壤中有機質(zhì)含量(質(zhì)量分數(shù),下同)24.3 g/kg,全氮含量1.81 g/kg,堿解氮含量118 mg/kg,速效磷含量18.6 mg/kg,速效鉀含量95 mg/kg,pH值7.9。
供試品種:南粳9108,由江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司新洋分公司提供。
供試肥料:潤墾尿素(總氮質(zhì)量分數(shù)≥46.4%),由江蘇雙多化工有限公司生產(chǎn);復(fù)合肥(N、P2O5、K2O質(zhì)量分數(shù)均為15%,總養(yǎng)分≥45%),由蘇州上研化肥科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。蚓糞由南京肥甘農(nóng)業(yè)科技有限公司提供,于2020年6月14日人工一次性撒施用作基肥。
本試驗共設(shè)置8個處理,包括常規(guī)對照、空白、2種減氮條件下施用3種用量的蚓糞,依據(jù)磷鉀養(yǎng)分一致原則設(shè)計(詳見表1)。每個處理面積約為200 m2(南北長7.0 m,東西長28.6 m),水漿管理與病蟲害防治同其他大田。
表1 8種肥料處理方案 kg/667 m2
水稻于2020年5月7日落谷,6月15號機械移栽,10月27日機械收割。6月14日人工撒施基肥,6月24日施用第1遍分蘗肥,7月1日施用第2遍分蘗肥,7月23日施用促花肥,8月5日施用保花肥,其余措施同大田。
在水稻收獲后人工土鉆取樣,待土樣風(fēng)干后磨細過篩寄往白馬湖檢測中心檢測土壤性質(zhì):全氮含量采用凱氏定氮法測定;有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測定;堿解氮含量采用堿解擴散法測定;有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定;速效鉀含量采用火焰光度計法測定;pH值采用電位法測定,水土質(zhì)量比為2.5∶1.0;電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀測定。
水稻產(chǎn)量:水稻成熟后,對水稻進行割方測產(chǎn),之后換算成標準含水量下的產(chǎn)量。
稻谷品質(zhì)測定前,先將稻谷曬干揚凈,取稻谷樣品,參照GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》測定食味品質(zhì)(米粒食味值、蒸煮外觀、口味)。
稻谷的糙米率:每次稱取120 g左右的凈稻谷,采用三立式礱谷機碾磨為糙米,并稱量,重復(fù)3次取平均值。糙米率=(m糙米/m稻谷)×100%。
精米率:每次稱取120 g左右的凈稻谷,采用LTJM-2099精米機,脫殼碾白,除去一定量的皮層和胚,除去糠粉后,分揀出精米并稱質(zhì)量(m),重復(fù)3次取平均值。精米率=(m精米/m稻谷)×100%。
整精米率:按照GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》方法進行,將碾磨后的精米進行挑選,挑出整精米后,稱質(zhì)量。整精米率=(m整精米/m稻谷)×100%。
堊白粒率:從優(yōu)質(zhì)稻谷精米試樣中隨機數(shù)取整精米100粒,揀出有堊白的米粒求出堊白粒率。平行測定2次,取其平均值。堊白率=堊白粒數(shù)/100×100%。
堊白度:在揀出的堊白米粒中,隨機取10粒(不足10粒者按實有數(shù)?。琢F椒?,正視觀察,逐粒目測堊白面積占整個籽粒投影面積的百分率,求出堊白面積的平均值。平行測定2次,取其平均值記為堊白大小,堊白度=米粒中堊白部位投影面積/米粒投影面積×100%。
采用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)及制表繪圖。
由表2可見,與常規(guī)施肥相比,施用蚓糞后土壤全氮含量都低于對照;土壤有機質(zhì)含量僅在V3和V4這2個處理下得到提高;土壤堿解氮含量在減氮10%+施用蚓糞(V3、V4和V5)后均較常規(guī)施肥對照(V2)增加,但減氮量加大后的V6、V7和V8處理土壤堿解氮含量都低于對照(V2);有效磷含量在V4、V7和V8處理下均高于對照(V2);速效鉀含量在V4和V8處理下有所提高;土壤pH值僅在V4處理下降低幅度最大;施用蚓糞后土壤電導(dǎo)率都高于對照(V2)。說明在減氮10%后施用300 kg/667 m2蚓糞能提高土壤的有機質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀含量,pH值也處于最低水平。
表2 不同減氮+蚓糞處理對土壤理化性質(zhì)的影響
由圖1得,與常規(guī)對照(V2)相比,水稻產(chǎn)量僅在V4和V5這2種處理下增產(chǎn),但增產(chǎn)幅度較小,其余處理都低于對照(V2)。除不施肥處理外,在V3處理下產(chǎn)量最低。說明在減氮10%的條件下,施用300~400 kg/667 m2的蚓糞能夠提高水稻的產(chǎn)量。
圖1 不同減氮+蚓糞處理對水稻產(chǎn)量的影響
由表3得,除不施肥處理外,各肥料處理下,水稻的糙米率和精米率都達到了國家優(yōu)質(zhì)稻米的1級標準,且在減氮10%+蚓糞施用后水稻的精米率都高于對照(V2)。與常規(guī)對照(V2)相比,減氮10%+施用蚓糞后水稻的整精米率都達到了1級標準;施蚓糞的處理中,V3和V4這2個處理下水稻的堊白粒率和堊白度都低于對照(V2),且在V4處理下都達到最低,其余蚓糞處理都不能達到降低水稻的堊白粒率和堊白度的效果,且在V8處理下達到最高。說明V4這個處理不僅能提高水稻的精米率和整精米率,還能降低水稻的堊白粒率和堊白度,有效地改善水稻的外觀品質(zhì)。
表3 不同減氮+蚓糞處理對水稻品質(zhì)的影響
在減氮10%的條件下,施用200~300 kg/667 m2的蚓糞后能提高土壤的有機質(zhì)含量,但減氮量加大時繼續(xù)施用蚓糞后土壤有機質(zhì)含量不再提高,土壤的堿解氮、有效磷、速效鉀含量在減氮10%+300 kg/667 m2蚓糞處理(V4)下得到提高,pH值也達到最低。研究也同樣表明,施用蚓糞后能提高土壤的有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量[12-13],這主要與蚓糞本身的性質(zhì)有關(guān)。蚓糞本身是一種養(yǎng)分、腐殖質(zhì)及生物活性都高的有機肥,將其施入土壤后給土壤帶入了大量的腐殖質(zhì)、養(yǎng)分及微生物等,一方面它能夠直接增加土壤的有機質(zhì)含量,另一方面由于微生物的加入能夠提高其對土壤中固有養(yǎng)分的分解利用能力,從而能有效提高土壤中的養(yǎng)分含量,同時使該種偏堿土地中的pH值維持在較低水平。但當(dāng)減氮量加大后,土壤的養(yǎng)分含量提升效果較差,這可能是由于化肥施用量減少加上蚓糞肥效釋放緩慢,尚不能充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,因此對土壤性質(zhì)的改善效果欠佳。
在減氮10%的條件下,施用300~400 kg/667 m2的蚓糞增加了水稻的產(chǎn)量,且減氮10%+蚓糞300 kg/667 m2的處理對水稻的品質(zhì)也產(chǎn)生了有利的影響,水稻的精米率和整精米率都達到了國家優(yōu)質(zhì)水稻的1級標準,水稻的堊白粒率和堊白度也得以降低。這可能與施用300 kg/667 m2蚓糞后,土壤的養(yǎng)分含量得到提高后會增強水稻地上部的生長,水稻葉片的光合作用也相應(yīng)得到增強,從而能防止根系和功能葉的早衰,促進光合產(chǎn)物的運輸和積累,進而增加灌漿的充實度,提高水稻的整精米率,降低堊白粒率和堊白度,水稻產(chǎn)量也得到提高。但氮量減少得多對水稻產(chǎn)量及其品質(zhì)都產(chǎn)生了不利的影響。
綜上所述,在減氮10%的情況下,施用300 kg/667 m2的蚓糞不僅對土壤的有機質(zhì)及速效養(yǎng)分含量提升效果較好,還能夠提高作物產(chǎn)量,同時對水稻的碾米和外觀品質(zhì)改善較好。所以在減氮10%的基礎(chǔ)上,推薦使用300 kg/667 m2的蚓糞,這對土壤和作物產(chǎn)量、品質(zhì)的提升效果都較好。