李彬， 李躍飛， 陶加樂， 曹影， 王維錦

(1.宿遷市宿豫區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 宿遷 223800； 2.宿遷市土地整理中心，江蘇 宿遷 223800)

水稻是世界上最主要的糧食作物之一，也是我國60%以上人口的主糧，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)保障我國糧食安全重大戰(zhàn)略需求具有舉足輕重的作用[1]。施肥是影響作物生長發(fā)育、保證作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要農(nóng)藝措施，據(jù)估算，化肥對(duì)我國糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率大約在50%左右。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)戶過分追求產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，一味盲目依賴通過大量施用化肥來提高產(chǎn)量[2]。然而，研究表明，長期不合理使用化肥，不僅會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、質(zhì)量下降，也使得作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低，甚至帶來一系列土壤生態(tài)環(huán)境等諸多問題[3-5]。與化肥相比，有機(jī)肥具有提升土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤微生物環(huán)境、促進(jìn)作物增產(chǎn)增效等優(yōu)勢(shì)，但僅僅施用有機(jī)肥成本高且無法滿足高產(chǎn)要求，此時(shí)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥應(yīng)運(yùn)而生。

有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥通過有機(jī)肥和化肥合理配施，養(yǎng)分全面、肥力持久、緩急相濟(jì)，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)提質(zhì)的重要途徑，也是深入推進(jìn)我國化肥使用量“零增長”戰(zhàn)略的重要措施[6-7]。近年來，關(guān)于有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)土壤肥力和作物生長的影響逐漸成為研究熱點(diǎn)。楊旭等[8]研究指出，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥較化肥明顯提高土壤中有效磷、速效鉀含量，改善南方紅壤水稻土pH。樊吳靜等[9]通過研究有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥用量對(duì)土壤理化性狀的影響，發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷及速效鉀均隨有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥施用量的增加而逐漸增加。李俊文等[10]研究表明，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥可有效提高谷子產(chǎn)量178.5～202.9 kg·hm-2，改善谷子粗蛋白質(zhì)、粗淀粉、粗脂肪等品質(zhì)。田亨達(dá)等[11]通過長期定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與化肥處理相比，不同原料的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理顯著提高水稻產(chǎn)量9.5%～17.4%、小麥產(chǎn)量16.2%～20.3%。目前有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥在蘇北地區(qū)水稻上的應(yīng)用研究鮮有報(bào)道，本研究以江蘇省宿遷市宿豫區(qū)來龍鎮(zhèn)秈米示范基地為試驗(yàn)點(diǎn)，通過設(shè)置不同的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥施用量，探討其對(duì)水稻產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性狀、養(yǎng)分含量及土壤理化性狀的影響，以期明確適宜本地水稻最佳的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥施用量，為水稻綠色高產(chǎn)高效栽培、化肥“雙減”戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2021年5—10月在宿遷市宿豫區(qū)來龍鎮(zhèn)秈米示范基地內(nèi)進(jìn)行，供試土壤為黏土，肥力水平中等。土壤pH 6.01，有機(jī)質(zhì)含量為24.4 g·kg-1，全氮含量為2.03 g·kg-1，有效磷含量為23.4 mg·kg-1，速效鉀含量為147 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物為水稻，品種為當(dāng)?shù)刂魍破贩N徽兩優(yōu)粵禾絲苗。供試肥料為常規(guī)復(fù)合肥，N+P2O5+K2O(25%+10%+14%)≥49%；有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，其中N+P2O5+K2O(15%+6%+9%)≥30%，有機(jī)質(zhì)含量≥20%；尿素，含N 46%。

1.3 處理設(shè)計(jì)

參照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)的水稻施肥量，設(shè)置6個(gè)試驗(yàn)處理：A，不施肥處理；B，常規(guī)施肥處理；C，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥675 kg·hm-2處理；D，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥750 kg·hm-2處理；E，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥825 kg·hm-2處理；F，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥900 kg·hm-2處理。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共18個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為30 m2。常規(guī)復(fù)合肥和有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥全部作基肥，尿素用作分蘗肥、穗肥，按3∶2比例依次施入，各處理其他田間栽培管理措施一致。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 土壤理化性狀測(cè)定

在水稻成熟期，以“S”形取樣法采集各小區(qū)0～20 cm混合土樣，用于土壤理化性狀測(cè)定，測(cè)定項(xiàng)目包括pH和有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量等。測(cè)定方法參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，pH采用精密pH計(jì)測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化-硫酸亞鐵滴定法，全氮含量的測(cè)定采用凱氏定氮法，有效磷含量的測(cè)定采用鉬銻抗比色法，速效鉀含量的測(cè)定采用火焰分光光度計(jì)法。

1.4.2 產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定

水稻成熟期在各小區(qū)分別隨機(jī)取10穴進(jìn)行考種，測(cè)定穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重等農(nóng)藝性狀，實(shí)打?qū)嵤崭餍^(qū)產(chǎn)量。

1.4.3 植株養(yǎng)分含量測(cè)定

樣品采集后立即洗凈、擦干，將籽粒與秸稈分開，在105 ℃下殺青30 min，在75 ℃下烘干至恒重，粉碎測(cè)定全氮、全磷、全鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整理，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表1可以看出，處理A的籽粒產(chǎn)量顯著低于其他施肥處理。所有處理中以處理E的籽粒產(chǎn)量最高，為9 857.72 kg·hm-2，較處理A增加3 423.84 kg·hm-2，增幅達(dá)53.22%。處理B、C、D、F的籽粒產(chǎn)量也顯著高于處理A，分別增產(chǎn)2 945.22、2 576.66、3 119.25、2 993.21 kg·hm-2，增幅依次為45.78%、40.05%、48.48%、46.52%。同時(shí)，與常規(guī)施肥處理B相比，處理D、E、F的籽粒產(chǎn)量分別增產(chǎn)174.03、478.62、47.99 kg·hm-2，增幅依次為1.86%、5.10%、0.51%。此外，隨著有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥用量的增加，水稻籽粒產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)。處理D、E較處理C顯著增產(chǎn)6.02%、9.40%。

表1 不同施肥處理水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀

秸稈產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量有相同的趨勢(shì)。與不施肥處理A相比，施肥處理組均顯著增加水稻秸稈產(chǎn)量2 692.53～3 513.14 kg·hm-2，增幅達(dá)40.66%～53.05%。處理D、E、F的秸稈產(chǎn)量較處理B提高46.53～460.30 kg·hm-2，增幅為0.48%～4.76%。處理D、E較處理C顯著增加水稻秸稈產(chǎn)量5.43%、8.81%。

各試驗(yàn)處理的有效穗數(shù)以處理B最高，為412.25萬·hm-2，顯著高于處理A(305.77萬·hm-2)和處理F(348.00萬·hm-2)，增長幅度分別為34.82%和18.46%，與其他處理無顯著差異。處理C、D、E的有效穗數(shù)較處理A有顯著差異，分別增加93.88、96.40、67.73萬·hm-2。從有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理來看，處理D水稻有效穗數(shù)達(dá)到最高，之后隨用量增加呈遞減趨勢(shì)。處理C、D有效穗數(shù)較處理F顯著增加14.84%、15.57%。不同施肥處理間水稻實(shí)粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率均沒有顯著差異。

2.2 有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)水稻養(yǎng)分含量的影響

不同施肥處理對(duì)水稻地上部籽粒和秸稈全氮、全磷、全鉀含量的影響見表2。與處理A相比，所有施肥處理均能提高水稻籽粒和秸稈中全氮、全磷、全鉀含量，增幅分別為7.41%～35.19%、79.55%～154.55%、25.00%～78.13%、11.35%～75.68%、21.43%～84.69%、19.63%～193.46%。與處理B相比，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理C、D、E提高籽粒全氮、全磷含量，增幅分別為12.0%～16.8%、10.9%～21.7%。有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理C、D、E、F的籽粒和秸稈養(yǎng)分含量表現(xiàn)不一，隨著有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥用量不斷增加，籽粒全氮、全磷而呈先高后低的趨勢(shì)；秸稈全氮呈不斷增加趨勢(shì)，全磷、全鉀呈先高后低再高趨勢(shì)。

表2 不同施肥處理水稻養(yǎng)分含量

2.3 有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)土壤理化性狀的影響

由表3可知，與處理A相比，各施肥處理土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量均有所升高，增幅分別為2.64%～171.37%、1.07%～61.50%，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理C、D、E、F還大幅提高土壤速效鉀含量，增幅達(dá)20.97%～71.77%。與處理B相比，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的各處理均增加了土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀養(yǎng)分含量，分別增加41.63%～164.38%、21.95%～73.17%。隨著有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥施肥量的增加，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀呈先增加后降低趨勢(shì)，處理E土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量最高，依次為61.6 g·kg-1、3.02 g·kg-1、213 mg·kg-1。而有效磷，僅處理F分別較處理A、B提高147.37%、200%。

表3 不同施肥處理土壤理化性狀

3 小結(jié)與討論

前人研究表明，有機(jī)肥配施無機(jī)肥可以顯著改善土壤養(yǎng)分狀況[12]。王國剛等[13]研究表明，在有機(jī)肥無機(jī)肥配施時(shí)，土壤中有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀含量可增加3.53%～17.20%。本研究通過采樣分析水稻收獲后土壤樣品發(fā)現(xiàn)，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥較常規(guī)施肥能夠明顯提高土壤速效態(tài)養(yǎng)分含量，這與前人研究結(jié)果一致。有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥是有機(jī)肥和無機(jī)肥相互結(jié)合的產(chǎn)物，含有大量有機(jī)質(zhì)，施入土壤中能大幅提高有機(jī)質(zhì)含量[14]。同時(shí)，有機(jī)質(zhì)的加入還豐富了土壤微生物群落，提高了土壤酶活性[15]，進(jìn)而促進(jìn)了土壤中有效態(tài)養(yǎng)分的釋放。此外，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥本身含有的速效和緩效養(yǎng)分也是土壤養(yǎng)分含量提高的因素之一。

朱英華等[16]通過框栽試驗(yàn)研究不同施肥處理對(duì)烤煙養(yǎng)分含量的影響，發(fā)現(xiàn)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理的烤煙氮、磷、鉀含量顯著高于空白對(duì)照處理。本研究中，相較于空白對(duì)照，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理也均明顯提高水稻籽粒和秸稈全氮、全磷、全鉀含量，這與有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的供肥特性密不可分。

曹殿偉[17]研究結(jié)果表明，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥有利于水稻生長發(fā)育，為水稻爭取大穗奠定重要基礎(chǔ)，較常規(guī)施肥增產(chǎn)5.81%～7.79%。本研究結(jié)果與之基本一致，與不施肥相比，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥可顯著提高水稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度達(dá)40.05%～53.22%，當(dāng)施用量為825 kg·hm-2時(shí)，水稻產(chǎn)量最高。這可能與有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥肥效持續(xù)時(shí)間長且釋放平穩(wěn)的特性有關(guān)，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥后，在土壤微生物的作用下，有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)得到了較為充分的礦化，釋放出大量滿足作物生長發(fā)育的養(yǎng)分，增強(qiáng)了水稻群體結(jié)構(gòu)的適宜性，促進(jìn)了水稻壯稈、葉挺、不早衰，有利于水稻形成大穗，提高結(jié)實(shí)率和千粒重，進(jìn)而促成高產(chǎn)。有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥適量使用能夠提高水稻產(chǎn)量，增加水稻穗數(shù)和實(shí)粒數(shù)，提升水稻養(yǎng)分含量，改善土壤理化性狀。綜合來看，在本試驗(yàn)研究條件下，在當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)中應(yīng)用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥825 kg·hm-2較為適宜。