張春喜
摘要 為了探索廬江縣南部地區(qū)單季粳稻生產(chǎn)中有機肥替代化肥的適合比例,選擇不施肥和當(dāng)?shù)爻R?guī)施肥方式作為2個對照處理,另外設(shè)計了5個不同的有機肥替代比例處理(分別為10%、30%、50%、70%、90%),比較各處理下水稻的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成及土壤養(yǎng)分含量等指標(biāo)。結(jié)果表明,各施肥處理可顯著實現(xiàn)水稻的增產(chǎn),與不施肥的對照相比增產(chǎn)16.8%~41.5%,以有機肥替代比例30%產(chǎn)量最高,達(dá)到11 673.0 kg/hm2,高于30%后替代比例越高,產(chǎn)量逐漸降低;各施肥處理均可改善土壤的養(yǎng)分含量情況,較低比例的有機肥替代化肥處理改善效果更好。由此可知,要實現(xiàn)化肥的減量增效、水稻的豐產(chǎn),有機肥與無機肥配合施是有效的方法,廬江縣南部部分地區(qū)適合的替代比例為30%。
關(guān)鍵詞 有機肥;部分替代化肥;單季粳稻;產(chǎn)量;養(yǎng)分;安徽廬江
中圖分類號 S511? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A
文章編號 1007-7731(2023)10-0005-04
水稻是廬江縣等沿江區(qū)域主要種植的糧食作物之一,其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的特性對于保障糧食安全意義重大[1]。水稻的產(chǎn)量及品質(zhì)除了受自身遺傳因素影響外,還受到諸多外界因子的影響[2],其中施肥可對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生明顯影響,當(dāng)前糧食產(chǎn)量的影響因子中,化肥的貢獻(xiàn)率達(dá)到40%以上。然而,近些年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在對化肥過度依賴、過量施用現(xiàn)象[2]。李燕青[3]的研究表明,無機肥存在養(yǎng)分單一、含量高,施用后釋放過快的問題,有機肥的養(yǎng)分更為全面,且施用后可以緩慢釋放,對環(huán)境產(chǎn)生的不利影響較小。因此,有機肥的科學(xué)合理施用,不僅可以為農(nóng)作物長期提供均衡的養(yǎng)分,還能有效改良土壤的理化性狀,利于實現(xiàn)作物的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)[4]。在農(nóng)作物種植中,有機肥部分替代化肥是減肥增效、實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)高效綠色生產(chǎn)的有效途徑,是我國未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施肥結(jié)構(gòu)變化的一個重要研究方向[1]。
因此,結(jié)合廬江縣羅河地區(qū)實際,探索有機肥部分替代化肥的適合比例,系統(tǒng)研究有機肥替代化肥后在產(chǎn)量、品質(zhì)、效益等方面的影響,對在當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)中進(jìn)一步推廣化肥減量增效技術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。
1 材料與方法
1.1 試驗地情況
羅河鎮(zhèn)地處安徽省廬江縣南部,為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,光照條件優(yōu)越,降水量適中,非常適合水稻、小麥等作物的種植,目前全鎮(zhèn)水稻種植的面積約2 666.7 hm2。試驗安排在安徽省廬江縣羅河鎮(zhèn)新生村同心圩內(nèi)進(jìn)行,前茬冬閑田,田塊平整。土壤母質(zhì)為河流沖積物,肥力為中等水平,田間肥力均勻,排灌、農(nóng)田設(shè)施條件配套良好。
1.2 試驗材料
試驗中的水稻選擇粳稻品種浙粳優(yōu)1578(品種來源:浙粳7A×浙恢1578)。供試的有機肥來源于安徽祥豐肥業(yè)有限公司,該有機肥純氮、P2O5、K2O含量分別為3.3%、5%、0.45%,其余供試的化肥有尿素(純氮含量46%,貴州赤天化桐梓化工有限公司生產(chǎn))、過磷酸鈣(P2O5含量12%,云南昆陽磷肥廠有限公司生產(chǎn))、氯化鉀(K2O含量60%,中化化肥有限公司生產(chǎn))。
1.3 試驗設(shè)計及方法
1.3.1 試驗設(shè)計。試驗共設(shè)計7個處理,分別為不施肥(CK1)、常規(guī)施肥(CK2)、90%化肥+10%有機肥(T1)、70%化肥+30%有機肥(T2)、50%化肥+50%有機肥(T3)、30%化肥+70%有機肥(T4)、10%化肥+90%有機肥(T5)。除了對照CK1以外,其余各處理均控制總施肥量在全生育期內(nèi)一致,且純氮、P2O5、K2O含量分別為180、75、150 kg/hm2。底肥施入全部有機肥及磷肥、40%氮肥、40%鉀肥,蘗肥施入30%氮肥、20%鉀肥,穗肥施入30%氮肥、40%鉀肥。小區(qū)面積18 m2,重復(fù)3次,排列方式隨機。
1.3.2 試驗方法。試驗于2022年5—10月進(jìn)行,各重復(fù)小區(qū)之間均提前設(shè)好埂,并將埂包裹1層地膜以避免竄水竄肥。每個小區(qū)周圍均設(shè)保護行。各小區(qū)栽插的株行距均為33 cm×14 cm,每穴栽插苗數(shù)2株。其余管理同當(dāng)?shù)厮境R?guī)高產(chǎn)管理措施保持一致。
1.4 調(diào)查內(nèi)容及分析方法
1.4.1 產(chǎn)量構(gòu)成要素及產(chǎn)量分析。各施肥處理的水稻進(jìn)入成熟期后,在每個小區(qū)內(nèi)隨機選擇50穴進(jìn)行有效穗數(shù)的測定,隨機選擇5穴進(jìn)行穗總粒數(shù)、結(jié)實率等的統(tǒng)計,取樣晾干后進(jìn)行稻谷千粒重的測定。各小區(qū)分開收獲、測產(chǎn)。
1.4.2 土壤養(yǎng)分含量分析。水稻進(jìn)入到成熟期后,在每個處理小區(qū)內(nèi)隨機選擇10個樣點對0~20 cm土層樣品進(jìn)行采集,測定土壤有機質(zhì)含量(重鉻酸鉀容量法)、全氮含量(凱氏定氮法)、有效磷含量(鉬銻抗比色法)、速效鉀含量(醋酸銨浸提火焰光度法)。
1.4.3 數(shù)據(jù)的分析。所有的數(shù)據(jù)整理及分析均在Microsoft Excel 2010內(nèi)進(jìn)行,運用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同施肥處理下水稻的產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析
2.1.1 有效穗分析。由表1可知,除了處理T1以外,有機肥替代化肥的各處理有效穗數(shù)均比不施肥的處理CK1增加,隨著有機肥替代化肥比例的增加,有效穗數(shù)先增加后降低,在處理T2時達(dá)到最大;處理T5、處理T1均與處理CK1之間差異不顯著(P>0.05),處理T2及處理T3之間差異不顯著(P>0.05),處理T2、處理T3與處理T4之間差異顯著(P<0.05);處理T2與常規(guī)施肥的CK2之間差異顯著(P<0.05),處理T3與CK2之間差異不顯著(P>0.05),其余處理有效穗數(shù)均比CK2顯著減少(P<0.05)。
2.1.2 穗總粒數(shù)分析。由表1可知,除了處理T1以外,有機肥替代化肥的各處理穗總粒數(shù)均比不施肥的處理CK1顯著增加(P<0.05),隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加,穗總粒數(shù)先增加,在處理T3時達(dá)到最大,之后逐漸降低;處理T2、T3、T4、T5之間差異不顯著(P>0.05),處理T2、T3、T4、T5均與處理T1之間差異顯著(P<0.05),處理T1與CK1之間差異不顯著(P>0.05);處理T2、T3、T4、T5的穗總粒數(shù)與CK2之間差異不顯著(P>0.05),處理T1與CK2之間差異顯著(P<0.05)。
2.1.3 結(jié)實率分析。由表1可知,各施肥處理(包括CK2)結(jié)實率均比不施肥的處理CK1顯著增加(P<0.05),隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加,結(jié)實率先增加后降低,在處理T2時達(dá)到最大;處理T2、T3、T4、T5之間差異不顯著(P>0.05),處理T1、T3、T4、T5之間差異不顯著(P>0.05);處理T2與常規(guī)施肥的CK2之間差異顯著(P<0.05),處理T1、T3、T4、T5的結(jié)實率均高于常規(guī)施肥的CK2,但是差異不顯著(P>0.05)。
2.1.4 千粒重分析。各處理之間水稻的千粒重均差異不顯著(P>0.05)。由表1可知,各施肥處理的理論產(chǎn)量均高于不施肥的CK1,且除了處理T1外,其余施肥處理的理論產(chǎn)量均比不施肥的CK1顯著增產(chǎn)(P<0.05),隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加,理論產(chǎn)量先增加后降低,在處理T2時達(dá)到最大;處理T2與其他處理之間的理論產(chǎn)量差異均為顯著(P<0.05),處理T4、T5之間差異不顯著(P>0.05);處理T1、T2、T3、T5均與常規(guī)施肥的CK2之間差異顯著,處理T4與CK2之間差異不顯著(P>0.05);各施肥處理的實際產(chǎn)量均顯著高于不施肥的CK1(P<0.05),且隨著有機肥替代化肥比例的逐漸增加,實際產(chǎn)量先增加后降低,在處理T2時達(dá)到最大;處理T2、T3、T4、T5與常規(guī)施肥的CK2之間差異不顯著(P>0.05),處理T2、T3、T4與處理T1之間差異顯著(P<0.05),處理T1與CK2之間差異顯著(P<0.05)。
2.2 不同施肥處理下土壤養(yǎng)分含量分析
2.2.1 有機質(zhì)含量分析。由表2可知,各施肥處理下田間土壤有機質(zhì)含量均顯著高于不施肥的CK1(P<0.05),各有機肥替代化肥的處理有機質(zhì)含量均高于常規(guī)施肥的CK2,且隨著有機肥替代化肥比例的增加,土壤內(nèi)有機質(zhì)含量逐漸增加;處理T4、T5之間差異不顯著(P>0.05),處理T4、T5土壤有機質(zhì)含量均與其他處理之間差異顯著(P<0.05),處理T1與處理T2之間、處理T1、CK2之間均差異不顯著(P>0.05)。
2.2.2 全氮含量分析。由表2可知,各施肥處理田間土壤全氮含量均顯著高于不施肥的CK1(P<0.05),隨著有機肥替代化肥比例的增加,土壤中全氮含量變化整體趨勢為先增加后降低;處理T2、T3之間差異不顯著(P>0.05),處理T4、T1之間差異不顯著(P>0.05),處理T1、T2、T3、T4均與處理T5之間差異顯著(P<0.05);處理T2、T3顯著高于常規(guī)施肥CK2(P<0.05),處理T4、T1與CK2之間差異不顯著(P>0.05),處理T5顯著低于CK2(P<0.05)。
2.2.3 有效磷行含量分析。由表2可知,各施肥處理田間土壤有效磷含量與不施肥的CK1均達(dá)到了顯著差異(P<0.05),其中處理T1、T5為顯著降低,其余處理均為顯著;處理T2與常規(guī)施肥的CK2之間差異不顯著(P>0.05),處理T1、T3、T4、T5均與CK2之間差異顯著(P<0.05)。
2.2.4 速效鉀含量分析。由表2可知,各施肥處理下田間速效磷含量均顯著高于不施肥的CK1(P<0.05),處理T2、T4、T5與CK2之間差異不顯著(P>0.05),處理T1、T3與CK2之間差異顯著(P<0.05)。
3 討論與結(jié)論
3.1 討論
陳琨等[5]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),在地力、栽培條件一致的情況下,有機肥與化肥的協(xié)調(diào)搭配施入,可提高土壤供應(yīng)養(yǎng)分的能力,實現(xiàn)水稻的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn),本研究中各施肥處理的水稻產(chǎn)量均比對照增加,與前人的研究結(jié)果一致。寧川川等[6]研究發(fā)現(xiàn),水稻生產(chǎn)中有機肥的施入可以在施肥水平同等的情況下實現(xiàn)明顯的增產(chǎn)效果,本研究的結(jié)果與此相一致,即通過有機肥部分替代化肥的施入促進(jìn)水稻的增產(chǎn)。鄭仁兵等[7]研究發(fā)現(xiàn),有機肥適當(dāng)替代化肥的處理,可以實現(xiàn)水稻的增產(chǎn),但有機肥比例過高水稻則會減產(chǎn)。本研究中,隨著有機肥替代化肥比例的不斷提高,水稻產(chǎn)量先增加后逐漸降低,與此研究一致;分析其原因,可能在于過高比例的有機肥施入會影響到根系微生物活性,進(jìn)而影響到水稻吸收養(yǎng)分的效率,還可能是因為過多的有機肥導(dǎo)致水稻植株前期養(yǎng)分不足、后期貪青晚熟,進(jìn)而影響到水稻產(chǎn)量[8]。
尹彩俠等[9]的研究發(fā)現(xiàn),有機肥氮替代化肥氮比例為10%時產(chǎn)量最高,本研究結(jié)果與此有所不同,本研究中有機肥替代化肥比例為30%時產(chǎn)量最高,比不施肥的對照增產(chǎn)顯著,比常規(guī)施肥稍有增產(chǎn)。分析其原因,可能在于不同品種、不同區(qū)域、不同年份、不同栽培管理措施下,水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)出一定的差異,且本研究中有機肥替代化肥的養(yǎng)分不僅限于氮肥,后續(xù)可進(jìn)一步開展更多替代比例、不同養(yǎng)分替代比例相關(guān)的研究。
張琳等[10]的研究認(rèn)為,有機肥部分替代化肥后可使土壤中有機質(zhì)、速效養(yǎng)分等含量提高,對實現(xiàn)水稻的增產(chǎn)有利,這一結(jié)果與本研究結(jié)果一致。
3.2 結(jié)論
試驗結(jié)果表明,各有機肥部分替代化肥的處理均比不施肥的處理顯著增產(chǎn),其中70%化肥+30%有機肥的處理產(chǎn)量最高,比當(dāng)?shù)爻R?guī)施肥的處理增產(chǎn)2.9%,其余各替代比例的處理均較常規(guī)施肥減產(chǎn);各施肥處理下土壤的養(yǎng)分含量水平整體比不施肥的處理高,且有機肥替代化肥比例低的處理土壤養(yǎng)分含量水平整體高于當(dāng)?shù)爻R?guī)施肥處理。綜合以上分析,建議在廬南部分地區(qū)及與其生態(tài)區(qū)域相似的區(qū)域,將有機肥替代化肥的比例控制在30%,以此提高土壤肥力、實現(xiàn)增產(chǎn)。
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(責(zé)編:張 蓓)