農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對連作晚稻產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響

馬義虎 何賢彪 齊 文 王旭輝 陳 劍 周 翠 張中熙

（1浙江省臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，317000，浙江臨海；2浙江省臺(tái)州市椒江區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，318000，浙江臺(tái)州）

水稻是世界重要的糧食作物之一[1]，也是我國主要的糧食作物，占糧食總產(chǎn)量的1/3以上，因此確保水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)對國家糧食安全有十分重要的作用[2]。在耕地有限的情況下，進(jìn)一步發(fā)展糧食生產(chǎn)，必須提高水稻單產(chǎn)[3]。施用化肥對水稻增產(chǎn)具有重要作用，但過量的化肥在增產(chǎn)的同時(shí)也帶來了一系列負(fù)面影響，一方面會(huì)降低肥料利用率[4]，大量養(yǎng)分未被水稻吸收利用而導(dǎo)致環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化等，造成資源浪費(fèi)；另一方面長期大量施用化肥會(huì)加重稻田土壤板結(jié)，降低土壤質(zhì)量，導(dǎo)致農(nóng)田土質(zhì)變壞[5-6]，不利于推行“藏糧于地”的戰(zhàn)略舉措。

農(nóng)業(yè)廢棄物大部分是可再生有機(jī)資源，富含作物生長所需的碳、氮、磷、鉀及中微量營養(yǎng)元素[6]，常見的農(nóng)業(yè)廢棄物有農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)生的廢料、養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便、農(nóng)村居民生活廢棄物和大量繁殖的水生植物等。由于我國是糧食生產(chǎn)大國，糧食作物生物總量的一半左右為農(nóng)作物秸稈，2015年我國秸稈年產(chǎn)量已超7億t[7]，受秸稈利用技術(shù)與成本的限制，導(dǎo)致秸稈利用率不足50%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全國西蘭花種植面積約8.6萬hm2，加工后剩余的廢棄西蘭花莖葉超過62.5萬t，廢棄的西蘭花莖葉利用率很低。此外，有些水生植物（水葫蘆等）由于其無性繁殖速度極快，如不加以控制，不但會(huì)堵塞河道，還可能影響水質(zhì)。近年來，農(nóng)民為了搶農(nóng)時(shí)和節(jié)勞力，將農(nóng)作物秸稈焚燒、農(nóng)產(chǎn)品加工后產(chǎn)生的廢料隨意堆放和畜禽糞便隨意排放等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不僅污染環(huán)境，還浪費(fèi)資源。

因此，在化肥零增長的背景下，對農(nóng)業(yè)廢棄物養(yǎng)分進(jìn)行再利用，變廢為寶，不但可以減少農(nóng)田化肥施入量，降低過量化肥施用對環(huán)境的污染，而且能改善土壤與水體生態(tài)環(huán)境，提高土壤肥力，是一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)雙贏和控制環(huán)境面源污染的有效途徑。目前，關(guān)于農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施的研究大多集中在使用單一秸稈[8]或綠肥[9]與化肥配施對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成[10-11]、養(yǎng)分吸收利用[12-13]及土壤肥力變化[14]等方面，而對系統(tǒng)研究農(nóng)業(yè)廢棄物（特別是水葫蘆和西蘭花莖葉）與化肥減量配施對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力等方面的綜合影響鮮有報(bào)道。為此，本試驗(yàn)收集了當(dāng)?shù)剌^為豐富的稻草、河道水葫蘆和西蘭花莖葉等農(nóng)業(yè)廢棄物，研究其與化肥減量配施對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響，為合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物養(yǎng)分、減少化肥施入量、實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)可持續(xù)安全發(fā)展和提高土壤肥力提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年在浙江省臨海市江南街道小溪村（121°07′E，28°46′N，簡稱小溪）和浙江省臺(tái)州市椒江區(qū)章安街道前街村（121°27′E，28°44′N，簡稱前街）進(jìn)行。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫分別為18.0℃和17.0℃，年均降水量分別為1708.5和1807.1mm，年均日照時(shí)數(shù)分別為1699.3和1814.3h，無霜期分別為260和257d。試驗(yàn)田排灌方便，土壤理化性狀良好，為砂壤土，供試土壤初始理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physio-chemical properties of initial test soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及材料

共設(shè)5個(gè)處理，分別為不施氮肥（CK0）、單施化肥（CK）、稻草+化肥（SF）、水葫蘆+化肥（HF）和西蘭花莖葉+化肥（BF）。所有施氮區(qū)均為等氮（指總氮，包括農(nóng)業(yè)廢棄物含的有機(jī)氮和尿素中的無機(jī)氮）處理，各處理磷、鉀肥均為等磷、等鉀（不計(jì)農(nóng)業(yè)廢棄物含的有機(jī)磷和鉀）。早稻折合施純N 202.50kg/hm2、P2O5101.25kg/hm2、K2O 121.50kg/hm2；連作晚稻折合施純N 240.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、K2O 192.00kg/hm2。農(nóng)業(yè)廢棄物養(yǎng)分及各處理具體肥料施用量分別見表2和表3。3種農(nóng)業(yè)廢棄物在早稻季大田翻耕前1個(gè)月均勻撒施，其中水葫蘆需要經(jīng)過覆蓋堆漚滅活處理，西蘭花莖葉直接切碎處理。上述3個(gè)處理在連作晚稻插秧前1d進(jìn)行，將早稻季的稻草（多余的稻草移出小區(qū)）切碎均勻施入田中進(jìn)行旋耕還田。磷肥、鉀肥和農(nóng)業(yè)廢棄物全作基肥，磷肥和鉀肥分別用過磷酸鈣和氯化鉀于移栽前1d施入；總氮肥的60%作基肥（施入農(nóng)業(yè)廢棄物后，不足氮肥用尿素在移栽前1d施入），40%作分蘗肥，于移栽后7d施入。

表2 不同農(nóng)業(yè)廢棄物養(yǎng)分含量Table 2 Nutrient content of different agricultural waste materials

表3 不同處理的肥料種類及施用量Table 3 Fertilizer types and application amounts under different treatments

小區(qū)面積45m2，3次重復(fù)，各小區(qū)筑埂并用黑色塑料薄膜包埂，耕作方式為早稻-連作晚稻-冬閑田一年兩熟制，早稻選用臺(tái)早733（常規(guī)秈稻），連作晚稻選用中浙優(yōu)8號(hào)（秈型三系雜交稻）和甬優(yōu)1540（秈粳型三系雜交稻）。早稻季隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，晚稻季在早稻試驗(yàn)小區(qū)的基礎(chǔ)上作裂區(qū)設(shè)計(jì)，以施肥處理為主區(qū)（同早稻季的小區(qū)）、品種為裂區(qū)（副區(qū)）。小溪點(diǎn)早稻和連作晚稻分別于3月29日和6月20日播種，4月28日和7月18日人工移栽，7月16日和11月12日人工收獲，行株距分別為20cm×17cm和30cm×25cm，早稻3～4本栽插，連作晚稻單本栽插；前街點(diǎn)早稻和連作晚稻分別于3月27日和6月19日播種，4月26日和7月17日人工移栽，7月13日和11月11日人工收獲，栽插密度及本數(shù)同小溪點(diǎn)。其他田間管理措施均相同，保證水稻植株正常生長發(fā)育。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì) 在小溪點(diǎn)早稻移栽前和連作晚稻收獲后，用環(huán)刀法測定土壤容重，按S形隨機(jī)采取0～20cm耕層土壤樣本5個(gè)，樣品經(jīng)風(fēng)干、充分混合后，用四分法留取土壤樣本1kg，測定土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量等。采用酸度計(jì)測定土壤pH，重鉻酸鉀氧化容量法測定有機(jī)質(zhì)含量，半微量凱氏法測定全氮含量，擴(kuò)散法測定堿解氮含量，酚二磺酸比色法測定硝態(tài)氮含量，靛酚藍(lán)比色法測定銨態(tài)氮含量，Olsen法測定有效磷含量，1mol/L乙酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀含量。

1.3.2 莖蘗動(dòng)態(tài) 2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各處理定點(diǎn)選取15叢作為一個(gè)觀察點(diǎn)，分別在移栽期、最高苗期和成熟期等生育時(shí)期觀察記錄每叢莖蘗數(shù)。

1.3.3 生育進(jìn)程 記錄小溪點(diǎn)各處理播種期、移栽期、始穗期、齊穗期和成熟期等生育時(shí)期。

1.3.4 考種與計(jì)產(chǎn) 2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)在收獲前1d，每個(gè)小區(qū)調(diào)查50叢，按每叢平均數(shù)在每個(gè)小區(qū)取樣5叢，調(diào)查穗粒結(jié)構(gòu)。所有小區(qū)全部收割、脫粒、去雜、曬干、換算成標(biāo)準(zhǔn)含水量后，計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.5 稻米品質(zhì) 取小溪點(diǎn)收獲后曬干的部分稻谷由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心按照NY/T 593-2013測定稻米品質(zhì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件處理和統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其中，氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量，氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響

2.1.1 對連作晚稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 由表4可知，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)相同處理的變化趨勢基本一致。與CK0處理相比，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)CK、SF、HF和BF處理的中浙優(yōu)8號(hào)平均產(chǎn)量分別提高了30.4%、40.9%、42.4%和44.2%，甬優(yōu)1540平均產(chǎn)量分別提高了23.7%、27.0%、30.1%和29.5%，增產(chǎn)均達(dá)顯著水平。與CK處理相比，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)SF、HF和BF處理的中浙優(yōu)8號(hào)平均產(chǎn)量分別提高了8.0%、9.2%和10.6%，甬優(yōu)1540平均產(chǎn)量分別提高了2.6%、5.2%和4.7%；其中對于中浙優(yōu)8號(hào)，上述處理增產(chǎn)均達(dá)顯著水平，而對于甬優(yōu)1540，只有小溪點(diǎn)SF處理的增產(chǎn)未達(dá)顯著水平，其余處理均達(dá)顯著水平。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，與CK處理相比，2個(gè)品種農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施處理增產(chǎn)皆得益于總穎花量的增加，原因是由于有效穗數(shù)的增加，除SF處理的小溪點(diǎn)甬優(yōu)1540和前街點(diǎn)中浙優(yōu)8號(hào)有效穗數(shù)增加差異不顯著外，其余處理差異均達(dá)顯著水平。穗粒數(shù)有增有減，對結(jié)實(shí)率和千粒重?zé)o顯著影響，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的變化趨勢基本一致。

表4 不同施肥處理下連作晚稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 4 Grain yield and its components of continuous cropping late rice under different fertilization treatments

2.1.2 對雙季稻產(chǎn)量和氮肥利用率的影響 由表5可知，與CK0和CK處理相比，小溪點(diǎn)HF處理的周年產(chǎn)量分別提高28.1%、2.1%，BF處理分別提高35.2%、7.8%；前街點(diǎn)HF處理的周年產(chǎn)量分別提高27.3%、4.8%，BF處理分別提高31.7%、8.4%。與CK0處理相比，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)SF、HF和BF處理的平均周年產(chǎn)量分別提高了21.3%、27.7%和33.4%；與CK處理相比，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的上述處理的平均周年產(chǎn)量分別提高了-1.7%、3.5%和8.1%，只有HF和BF處理較上述2個(gè)對照增產(chǎn)均達(dá)顯著水平。

雖然各處理間總氮肥偏生產(chǎn)力差異不顯著，但各農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施處理卻顯著提高了無機(jī)氮肥偏生產(chǎn)力，3個(gè)處理間差異不顯著。除SF處理外，其余農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施皆提高了氮肥農(nóng)學(xué)利用率，3個(gè)處理間的差異達(dá)顯著水平，以BF處理最高，其次為HF處理，SF處理最低。

以上結(jié)果說明，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施可以提高水稻產(chǎn)量和氮肥利用率，在3種農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施中，以BF處理的效果最好，其次為HF處理，SF處理的效果最差。

2.2 農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對連作晚稻生育時(shí)期的影響

由表6可知，與CK0處理相比，CK、SF、HF和BF處理的2個(gè)品種始穗期、齊穗期和成熟期均有不同程度地推遲，成熟期尤為突出，推遲4～6d；中浙優(yōu)8號(hào)全生育期天數(shù)增加5～6d，主要是由于播種至齊穗歷期增加所致，甬優(yōu)1540全生育期天數(shù)增加3～4d，是由于播種至齊穗、齊穗至成熟歷期共同增加所致。與CK處理相比，只有HF和BF處理的2個(gè)品種成熟期各延遲1d，全生育期增加1d。

表6 不同施肥處理下連作晚稻生育時(shí)期Table 6 Later rice growth stages under different fertilization treatments

2.3 農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對連作晚稻分蘗能力和莖蘗成穗率的影響

由表7可知，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)相同處理的變化趨勢基本一致，各處理對2個(gè)品種落田苗的影響不大，主要影響最高苗、單株最大分蘗數(shù)、有效穗數(shù)和莖蘗成穗率。與CK處理相比，SF、HF和BF處理的最高苗、單株最大分蘗數(shù)和有效穗數(shù)增加，多數(shù)差異未達(dá)到顯著水平，但莖蘗成穗率略有下降。2個(gè)品種SF、HF和BF處理的結(jié)果表現(xiàn)一致，HF處理利于水稻分蘗，提高了有效穗數(shù)，其次為BF處理，SF處理效果最差。

表7 不同施肥處理下連作晚稻分蘗能力與莖蘗成穗率Table 7 Ability to tiller and earbearing tiller percentage under different fertilization treatments

2.4 農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對連作晚稻稻米品質(zhì)的影響

由表8可知，施氮處理提升了2個(gè)品種的米質(zhì)等級(jí)。與CK處理相比，對于中浙優(yōu)8號(hào)農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施提高了糙米率、精米率和整精米率，降低了堊白粒率、堊白度和蛋白質(zhì)含量，多數(shù)處理的差異達(dá)到顯著水平，對粒長、長寬比、透明度和膠稠度影響不大；對于甬優(yōu)1540，除增加了堊白粒率和堊白度外，其余各指標(biāo)與中浙優(yōu)8號(hào)基本表現(xiàn)一致。以上說明農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施可以改善稻米部分品質(zhì)，但效果因品種而異。

表8 不同施肥處理對連作晚稻稻米品質(zhì)指標(biāo)的影響Table 8 Effects of different fertilization treatments on quality indexes of late rice

2.5 農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對土壤理化性質(zhì)的影響

由表9可知，與試驗(yàn)前基礎(chǔ)土壤相比，CK0處理的pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量均出現(xiàn)不同程度地降低，CK處理除pH和有機(jī)質(zhì)含量降低外，其余各土壤理化指標(biāo)均增加，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施處理除容重和pH下降外，其余各指標(biāo)均有所提高。與CK處理相比，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施處理的容重下降達(dá)顯著水平，有機(jī)質(zhì)含量平均增加7.6%，均以HF處理的效果最顯著；全氮和速效鉀含量增加，其中均以BF處理效果尤為明顯；pH升高，硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和有效磷含量有升有降，除有效磷含量外，其余差異均未達(dá)顯著水平。

表9 不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響Table 9 Effects of different fertilization treatments on soil physicochemical properties

2.6 土壤理化性質(zhì)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析（表10）表明，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量與水稻產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），而土壤容重、pH、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量與水稻產(chǎn)量無顯著相關(guān)性。說明提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量利于提高水稻產(chǎn)量。

表10 土壤理化性質(zhì)與水稻產(chǎn)量的相關(guān)性分析Table 10 Correlation analysis of soil physicochemical properties and grain yield of rice

3 討論

3.1 關(guān)于農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施的增產(chǎn)效應(yīng)

有機(jī)肥與化肥配施是我國農(nóng)作物施肥發(fā)展的主要方向之一，農(nóng)業(yè)廢棄物富含作物生長發(fā)育所需的營養(yǎng)元素，直接或者經(jīng)過處理還田可作為有機(jī)肥源供作物吸收利用。研究[15]發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施（實(shí)地氮肥管理）可以顯著提高水稻產(chǎn)量，即是同一種農(nóng)業(yè)廢棄物，制成的有機(jī)肥種類不同，增產(chǎn)效果也不同。侯紅乾等[13]研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施處理能顯著提高雙季稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度在2.47%～5.73%，且不同配施比例處理間差異也達(dá)顯著水平，其中以70%有機(jī)肥與30%化肥配施處理增產(chǎn)效果最佳。姚冬輝等[11]研究表明，水稻平均產(chǎn)量隨著有機(jī)肥的比例增加而降低，低量有機(jī)肥替代部分化肥與單施化肥減產(chǎn)不顯著，而高量有機(jī)肥配比卻顯著降低產(chǎn)量。本研究結(jié)果與上述觀點(diǎn)基本一致，值得一提的是，本研究觀察到，在等氮（27%農(nóng)業(yè)廢棄物與73%化肥配施比例較合理）條件下，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施較單施化肥可以提高產(chǎn)量，但提高的幅度會(huì)因水稻品種、栽培季節(jié)以及農(nóng)業(yè)廢棄物種類不同而異，例如，對早稻臺(tái)早733而言，BF處理效果最好，增產(chǎn)8.7%，而對于晚稻中浙優(yōu)8號(hào)和甬優(yōu)1540，則分別以BF和HF處理效果最佳，分別增產(chǎn)10.6%和5.2%。

宓文海等[16]研究指出，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施較單施化肥增加了水稻有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，但對結(jié)實(shí)率和千粒重影響不大。方華舟等[17]發(fā)現(xiàn)，水稻秸稈堆漚與化肥合理配施增加了有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率，對穗粒數(shù)和千粒重影響較小，可見前人一致認(rèn)為農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施可以增加有效穗數(shù)，但對穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重研究結(jié)論各異。本研究結(jié)果顯示，與CK處理相比，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施主要擴(kuò)大了水稻的庫容，表現(xiàn)出總穎花量和產(chǎn)量同步增長的趨勢，歸功于有效穗數(shù)的增加，與上述研究結(jié)果一致，穗粒數(shù)在HF處理下基本呈減少趨勢，其余多數(shù)處理呈增加趨勢，對千粒重和結(jié)實(shí)率無顯著影響。

本試驗(yàn)在農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施時(shí)，雖然控制總氮量、化肥磷和鉀施入量相同，但未計(jì)算額外增施農(nóng)業(yè)廢棄物中的有機(jī)磷和鉀，這可能是本試驗(yàn)中施用農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施增產(chǎn)的一個(gè)因素。在本試驗(yàn)條件下，雙季稻平均減施27.1%（早稻減施25.9%，晚稻減施28.1%）化學(xué)氮肥由農(nóng)業(yè)廢棄物（稻草、水葫蘆、西蘭花莖葉）代替，不但能降低水稻生產(chǎn)的化肥用量、提高氮肥利用率、增加農(nóng)業(yè)廢棄物合理利用途徑、緩解農(nóng)業(yè)廢棄物帶來的環(huán)境壓力，而且能增加產(chǎn)量和提高經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益，對實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。由于化學(xué)氮肥減量只設(shè)置1個(gè)水平，因此減施化學(xué)氮肥的范圍，即化肥與農(nóng)業(yè)廢棄物配施比例，有待進(jìn)一步探究。

由于農(nóng)業(yè)廢棄物養(yǎng)分釋放較緩慢，肥效具有長期性，在3種農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施處理間比較，晚稻產(chǎn)量的差異是由不同農(nóng)業(yè)廢棄物的后效作用與晚稻季前施用的稻草疊加效應(yīng)引起的，基于晚稻前統(tǒng)一添加等量稻草，不同農(nóng)業(yè)廢棄物的后效作用才是導(dǎo)致晚稻產(chǎn)量變化的主要原因，在3種農(nóng)業(yè)廢棄物中以西蘭花莖葉處理的后效作用最佳。

3.2 關(guān)于農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對稻米品質(zhì)的影響

前人對農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施影響稻米品質(zhì)進(jìn)行了大量研究，但因水稻品種、農(nóng)業(yè)廢棄物種類、農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配比以及栽培季節(jié)等條件不同而得出的結(jié)論各異。葛立立等[18]研究發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈還田可以顯著提高單季稻的整精米率、最高黏度和崩解值，降低堊白粒率、堊白度、最終黏度和消減值，但對糙米率、精米率、直鏈淀粉含量和膠稠度影響不大。聶俊等[19]也指出適當(dāng)比例的有機(jī)肥與化肥配施可以提高稻米的糙米率、精米率和膠稠度，降低堊白粒率和堊白度。崔新衛(wèi)等[20]研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施提高了晚稻精米率、整精米率、直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量，降低了堊白粒率和堊白度。邱才飛等[21]研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物廢白土（指在食用油精煉加工的過程中，用來除油脂的顏色、臭味等后失去活性的白土）與半量化肥處理可以提高稻米的精米率、整精米率、粒長、堊白粒率和堊白度，降低出糙率和蛋白質(zhì)含量?？梢?，前人較為一致地認(rèn)為農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥配施可以提高稻米的最高黏度、崩解值、直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量，降低堊白粒率、堊白度、最終黏度和消減值，但對糙米率、精米率和整精米率變化的觀點(diǎn)不一致。本研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施可以提高糙米率、精米率和整精米率，降低蛋白質(zhì)含量，對粒長、長寬比、透明度和膠稠度影響不大，但對堊白粒率和堊白度的影響因品種而異（中浙優(yōu)8號(hào)下降，甬優(yōu)1540上升），說明農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施主要是改善稻米的加工品質(zhì)和食味品質(zhì)（一般認(rèn)為，蛋白質(zhì)含量適當(dāng)降低可以提高稻米的適口性）。稻米中的蛋白質(zhì)含量可能與直接施入的化學(xué)氮肥有關(guān)，不施氮肥處理的蛋白質(zhì)含量最低（CK0），減量（SF、HF和BF）居中，全部施化學(xué)氮肥（CK）蛋白質(zhì)含量最高。堊白直接影響到稻米的外觀品質(zhì)，堊白的形成與品種粒形、肥水供應(yīng)和灌漿時(shí)的氣候條件等有關(guān)，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施對2個(gè)品種的堊白影響不同，這可能與品種粒形有關(guān)。由此可見，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施不但可以增產(chǎn)，而且可以提高稻米部分品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的統(tǒng)一，對農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施影響稻米品質(zhì)的機(jī)理有必要深入研究。

3.3 關(guān)于農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施的培肥效應(yīng)

施肥對維持稻田可持續(xù)生產(chǎn)至關(guān)重要，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥合理配施利于土壤培肥，能更好地改善土壤理化性狀，為作物生長發(fā)育提供豐富的養(yǎng)分和良好的土壤環(huán)境[22-23]。大量研究表明農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥合理配施可降低土壤容重[16,24]、提高pH[25]、改善團(tuán)粒結(jié)構(gòu)[26]、增加有機(jī)碳、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、有效磷和速效鉀含量[27-28]，以及增加微生物數(shù)量和增強(qiáng)微生物活性[29]，但不同的農(nóng)業(yè)廢棄物對土壤培肥的效果各異。宓文海等[16]研究發(fā)現(xiàn)，化肥與牛糞對培肥土壤效果最明顯。本研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施提高了土壤有機(jī)質(zhì)（P＜0.05）、速效養(yǎng)分含量和土壤供應(yīng)養(yǎng)分能力，并改善土壤理化性狀，再次證明了上述觀點(diǎn)，并且以水葫蘆、西蘭花與化肥配施處理的后效作用更為顯著。與上述觀點(diǎn)不同的是，本試驗(yàn)觀察到，不同處理土壤pH與基礎(chǔ)土壤相比是下降的，但農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施較單施化肥和不施氮肥處理的土壤pH下降幅度小，平均下降2.4%，究其原因，農(nóng)業(yè)廢棄物在分解過程中不但增加了土壤中有機(jī)質(zhì)含量，還可能釋放堿性物質(zhì)，起到減緩?fù)寥栏麑铀峄椭泻屯寥浪岫茸饔肹30]，說明農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥適量配施可減輕土壤酸化，更利于水稻生長，與崔新衛(wèi)等[20]研究結(jié)果一致。此外，本試驗(yàn)觀察到水葫蘆與化肥配施處理的水稻分蘗能力明顯強(qiáng)于其他處理，進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)該處理的土壤較為蓬松，土壤容重下降8%，這可能與水葫蘆在分解過程中增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善了團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和增加孔隙度有關(guān)，從而協(xié)調(diào)了水稻根際圈的水氧比例，為水稻分蘗創(chuàng)造了有利環(huán)境。

應(yīng)當(dāng)指出的是，農(nóng)業(yè)廢棄物釋放養(yǎng)分是長期緩慢的過程，肥效具有長期性，本試驗(yàn)在雙季稻化肥純N平均減施27.1%條件下配施農(nóng)業(yè)廢棄物，僅在一年兩季水稻生產(chǎn)中進(jìn)行試驗(yàn)，雖然取得了增產(chǎn)效果，并改善了米質(zhì)和改良了土壤環(huán)境，但是上述農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施能取得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)境安全的重演性及配施比例對水稻生長發(fā)育、稻米品質(zhì)的形成和長期的培肥效應(yīng)還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證和探究。

4 結(jié)論

與單施化肥相比，基于等氮條件下農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施能提高晚稻及水稻周年產(chǎn)量、改善晚稻稻米品質(zhì)和提升土壤肥力，主要是增加有效穗數(shù)、總穎花量和提高氮肥利用率，改善稻米加工品質(zhì)和食味品質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量，降低土壤容重、緩解土壤酸化。綜合考慮，農(nóng)業(yè)廢棄物與化肥減量配施既能減少農(nóng)業(yè)廢棄物對環(huán)境的污染和提高資源利用率，又能使水稻增產(chǎn)、提質(zhì)和培肥地力，其中以西蘭花莖葉處理的后效作用最佳，值得推廣應(yīng)用。