摘要" 為分析不同肥力水平下有機肥替代部分化肥對土壤養(yǎng)分及其水稻生長的影響，本試驗設置低、中和高3種肥力水平地塊進行水稻15%有機肥替代部分化肥試驗，測定有機質和堿解氮等養(yǎng)分，及水稻千粒重、分蘗數(shù)和株高等指標，分析養(yǎng)分吸收和肥料投入與產出情況。結果表明，土壤養(yǎng)分方面，與常規(guī)施肥相比，15%有機肥替代在中肥力水平地塊上有效磷含量提高24.22%，在高肥力地塊上速效鉀含量明顯增加27.71%；產量方面，在低、中和高肥力水平地塊上的水稻千粒重和產量分別增加0.60、0.51和0.94"g與29、143和55"kg/hm2；養(yǎng)分利用方面，3種肥力水平地塊上，15%有機肥替代的稻草全鉀含量較常規(guī)施肥分別提高78.08%、28.85%和29.44%；經濟效益方面，15%有機肥替代節(jié)約肥料成本187.4元/hm2，產值平均增加196.7元/hm2。綜上，在低、中和高肥力地塊上可采取15%有機肥替代化肥的施肥方式，對土壤養(yǎng)分增加和水稻增產具有益處。本研究為化肥減量及水稻綠色生產提供參考。

關鍵詞" 有機肥替代；水稻；土壤肥力；養(yǎng)分利用

中圖分類號" S511"""""" 文獻標識碼" A"""""" 文章編號" 1007-7731（2025）01-0028-05

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.007

Effects of partial substitution of organic fertilizer for chemical fertilizer on soil and rice growth under different fertility levels

Abstract" To analyze the effects of organic substitution of partial fertilizers on soil properties and rice growth under different fertility levels， a experiment for rice to replace chemical fertilizers with 15% organic fertilizer with low， medium， and high fertility levels was conducted. Nutrients such as organic matter and alkaline nitrogen， as well as indicators such as 1 000-grain weight， tiller number， and plant height of rice were measured to analyze nutrient absorption and fertilizer input and output. The results showed that， in terms of soil nutrient， compared with conventional fertilization， 15% organic fertilizer substitution increased the effective phosphorus content by 24.22% in medium fertility plots， significantly increased the available potassium content by 27.71% in high fertility plots; yield aspect， 1 000-grain weight and yield of rice increased by 0.60， 0.51， and 0.94 g and 29， 143， and 55 kg/hm2， respectively， in plots with low， mediom and high fertility levels; nutrient utilization aspect， the total potassium content of rice straw increased by 78.08%， 28.85%， and 29.44% compared with conventional fertilization on plots with 3 fertility levels， respectively; economic benefits aspect， 15% organic fertilizer substitution saved fertilizer costs by 187.4 yuan/hm2， and the average output value increased by 196.7 yuan/hm2. In summary， the use of 15% organic fertilizer instead of chemical fertilizers could be beneficial for increasing soil nutrients and rice yield in low， medium， and high fertility plots. The research provides references for reducing fertilizer usage and promoting green rice production.

Keywords" organic fertilizer substitution; rice; soil fertility; nutrient utilization

化肥施用對于保障農業(yè)生產、促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。化肥的不當施用會導致作物減產，同時可能造成土壤酸化、水土流失等問題[2]。因此，開展水稻等重要糧食作物化肥減量研究，不僅是提升農業(yè)可持續(xù)性的需要，也是實現(xiàn)環(huán)境保護和生態(tài)文明建設的必然選擇[3]。水稻作為一種重要的糧食作物，生長過程中施用化肥較多。隨著環(huán)境保護意識的增強和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，在水稻生產中利用有機肥替代化肥的研究逐漸增多。有機肥含有腐植酸、有機質和多種微量元素，有機肥替代部分化肥不僅能夠快速提供作物生長所需的氮磷鉀養(yǎng)分，而且可以補充其所需的微量元素[4]。有機肥的施用在消納有機廢棄物的同時，可改善土壤環(huán)境，促進養(yǎng)分循環(huán)，推動農業(yè)綠色發(fā)展[5]。梅婷婷等[6]研究表明，采取減施50%化肥配施有機肥，水稻產量較單施氮磷鉀肥不會大幅下降，但對水稻氮肥利用率產生一定影響。邱詩春等[7]探究不同有機肥施用量對水稻產量及其構成因素的影響，結果表明，當秸稈類有機肥施用量為2 500"kg/hm2時，能夠明顯增加水稻產量，提高水稻凈光合速率。盡管有機肥替代化肥在水稻生產中表現(xiàn)出諸多益處，如改善土壤健康、降低環(huán)境負荷及提升農產品質量等，但在實際應用中仍面臨成本、技術等方面的挑戰(zhàn)，同時在不同肥力的土壤上施用有機肥的效果也存在差異[8-9]。本研究通過田間試驗，測定不同肥力水平下有機肥部分替代化肥后有機質和堿解氮等養(yǎng)分及水稻千粒重、分蘗數(shù)和株高等指標，分析養(yǎng)分吸收和肥料投入與產出情況，為化肥減量及水稻綠色生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗點位于浙江臨海永豐鎮(zhèn)，121.029 584°E，28.873 419°N，屬亞熱帶季風氣候型，溫暖濕潤、四季分明。選擇3種肥力的土壤進行有機肥部分替代化肥試驗，不同肥力地塊土壤理化性質為pH 5.31～5.77，有機質含量13.64～30.81g/kg，堿解氮含量116.10～211.40 mg/kg，有效磷含量9.55～37.50 mg/kg，速效鉀含量29～46 mg/kg。供試肥料：配方肥（N∶P2O5∶K2O為20∶10∶15，江蘇華昌化工股份有限公司）；有機肥（N 1.7%，P2O5 0.2%，K2O 0.9%，臨海市永豐西北畜牧養(yǎng)殖有限公司糞肥）；尿素（N≥46%，中鹽安徽紅四方肥業(yè)股份有限公司）。供試水稻品種為甬優(yōu)1540。

1.2 試驗設計

每種土壤設2個處理，具體處理見表1。處理1：常規(guī)施肥（基肥，450.0"kg/hm2配方肥；追肥，225"kg/hm2尿素）。處理2：15%有機肥替代（基肥，382.5"kg/hm2配方肥+794"kg/hm2有機肥；追肥，225"kg/hm2尿素）。田間排列采用日字型設計，常規(guī)施肥以當?shù)剞r戶施肥水平為依據(jù)。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 土壤養(yǎng)分測定 在每個小區(qū)采用五點法進行土壤樣品采集，風干后研磨過2"mm篩，并測定土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。土壤有機質含量采用重鉻酸鉀法測定；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。

1.3.2 水稻生長指標和產量測定 測定千粒重、分蘗數(shù)和株高；在水稻成熟期進行水稻取樣，每個小區(qū)取3個樣方（各樣方1"m2）進行測產。

1.3.3 水稻養(yǎng)分測定 測產后的水稻分為稻谷和稻草，使用純水分別將其潤洗后在105"℃烘箱里殺青30"min，80"℃烘干至恒重，取出磨樣后過0.25"mm篩，采用濃硫酸—過氧化氫法消解，其全氮、全磷和全鉀含量分別采用蒸餾法、鉬藍比色法和火焰光度法進行測定。

1.3.4 肥料投入與產出 肥料投入與產出相關數(shù)據(jù)按照以下方法計算：肥料成本（元/hm2）=配方肥單價（元/kg）×用量（kg/hm2）+尿素單價（元/kg）×用量（kg/hm2）；產值（元/hm2）=稻谷單價（元/kg）×產量（kg/hm2）；產出/肥料成本=產值/肥料成本。其中，配方肥單價2.775元/kg，尿素單價2.2元/kg，稻谷單價2.6元/kg。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗所得數(shù)據(jù)均為3次重復結果的平均值，利用Microsoft Excel 2019和SPSS 25軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 對土壤養(yǎng)分的影響

由表2可知，15%有機肥替代在3種肥力的地塊上均可提高土壤有機質、堿解氮和速效鉀含量。在低水平肥力地塊上，15%有機肥替代的有機質和堿解氮等土壤養(yǎng)分含量較常規(guī)施肥差異均無統(tǒng)計學意義（Pgt;0.05）。在中肥力水平地塊上，15%有機肥替代的有效磷含量較常規(guī)施肥提高24.22%，差異具有統(tǒng)計學意義（Plt;0.05）。在高肥力地塊上，15%有機肥替代的速效鉀含量較常規(guī)施肥明顯增加27.71%（Plt;0.05）。表明15%有機肥替代在中、高肥力水平地塊上對提升土壤養(yǎng)分含量的效果較好。

2.2 對水稻生長和產量的影響

由表3可知，在不同肥力水平土壤中進行有機肥替代試驗，對水稻生長和產量造成一定影響。與常規(guī)施肥相比，15%有機肥替代在低肥力水平地塊上的水稻千粒重、分蘗數(shù)、株高和產量分別增加0.60"g、2.39個/株、0.13"cm和29"kg/hm2；中肥力水平地塊上的千粒重、株高和產量分別增加0.51"g、3.86"cm和143"kg/hm2；高肥力水平地塊上的千粒重、分蘗數(shù)和產量分別增加0.94"g、2.67個/株和55"kg/hm2。表明在3種肥力水平地塊上采取15%有機肥替代對水稻千粒重和產量的提高促進作用較好。

2.3 對水稻養(yǎng)分利用的影響

由表4可知，在低肥力水平地塊上采用15%有機肥替代的水稻稻谷和稻草的全氮、全磷和全鉀含量均有所提升，在中、高肥力地塊上對水稻養(yǎng)分產生的影響存在差異。3種肥力水平下15%有機肥替代的稻谷全氮量均高于常規(guī)施肥，表明有機肥的施入可以在一定程度上促進植物的生長發(fā)育；有機肥的施入能夠提高稻草的全鉀含量，其中3種肥力水平地塊上15%有機肥替代的稻草全鉀含量明顯高于常規(guī)施肥，分別提高78.08%、28.85%和29.44%，差異具有統(tǒng)計學意義（Plt;0.05）。說明15%有機肥替代在低肥力水平地塊上對水稻養(yǎng)分利用表現(xiàn)較為穩(wěn)定。

2.4 肥料投入與產出

由表5可知，15%有機肥替代處理較常規(guī)施肥化肥施用量減少了67.5"kg/hm2，消納畜禽糞便量794.1"kg/hm2，節(jié)約肥料成本187.4元/hm2，產值平均增加196.7元/hm2。常規(guī)施肥模式下平均產出/肥料成本為9.51，有機替代模式下平均產出/肥料成本為10.78，說明15%有機肥替代一定程度上減少了化肥成本，合理消納了畜禽糞便，同時增加了作物產量。

3 結論與討論

本試驗表明，與常規(guī)施肥相比，有機肥部分替代化肥明顯提高了土壤有機質、堿解氮和速效鉀含量。林光號等[10]、張軍等[11]研究發(fā)現(xiàn)，相比于單施化肥，有機肥替代處理明顯提高土壤有機質含量，減緩土壤酸化以及提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量，本試驗結果與此基本一致。有機質作為土壤養(yǎng)分的主要來源之一，具有增加土壤肥力和提高土壤緩沖性的特性[12]。有機質的增加有利于提高土壤中的堿解氮含量，從而提高土壤的氮素供應能力。土壤pH的提高，會降低土壤有效磷含量，有利于緩解常規(guī)施肥可能出現(xiàn)的土壤酸化問題[13-14]。本試驗結果發(fā)現(xiàn)，有機肥部分替代化肥后的土壤pH較常規(guī)施肥土壤僅有微弱變化，整體呈酸化趨勢，其對土壤pH的提高效果不明顯，可能與以往不當施用化學肥料有關。因此，在后續(xù)追肥中應添加適量的磷肥，以保證磷元素的充足供應。

氮素是作物增產的重要因素之一，有機肥、無機肥配施能大幅度提高化肥的利用率，通過提高氮素的利用率來促進作物對氮素的積累，從而提高作物產量[15-16]。尹彩俠等[17]研究表明，有機肥替代部分化肥施用后，水稻產量、水稻的氮素累積量、氮肥利用率、水稻氮肥吸收利用率及水稻偏生產力均有所提高；郭喜軍等[18]研究發(fā)現(xiàn)，提高基施氮肥中有機氮肥的比例，較不施氮肥處理具有一定增產作用，氮肥偏生產力和氮肥農學利用效率呈上升趨勢，較單施化肥具有穩(wěn)產作用。本研究發(fā)現(xiàn)，15%有機肥替代能夠明顯提高水稻產量和養(yǎng)分利用率，降低其對氮肥的依賴，改善土壤質量和微生物環(huán)境，促進作物根系吸收利用養(yǎng)分，有利于水稻生長發(fā)育。肥料投入與產出方面，有機肥替代在減少化肥施用量的同時，節(jié)約了肥料成本，增加了產值，與樊仙等[19]研究結果一致。

綜上，15%有機肥替代化肥可以提高土壤有機質、堿解氮和速效鉀含量；在3種不同肥力水平地塊上對水稻千粒重和產量的提高促進作用較好；在低肥力水平地塊上對水稻養(yǎng)分利用表現(xiàn)較為穩(wěn)定；減少了化肥成本，合理消納了畜禽糞便，同時增加了作物產量。在實際生產中，在低、中和高肥力水平地塊可采取15%有機肥替代化肥的施肥方式，對土壤養(yǎng)分增加和水稻增產具有益處。

參考文獻

[1] 崔月貞，吳玉紅，郝興順，等. 不同有機氮替代部分無機氮對水稻產量及土壤微生物的影響[J]. 西北農業(yè)學報，2019，28（10）：1689-1697.

[2] 袁尚鵬. 氮肥減量及有機替代對稻油輪作溫室氣體排放的影響[D]. 重慶：西南大學，2020.

[3] 邸超，李海波. 稻田碳減排措施研究進展[J]. 現(xiàn)代農業(yè)科技，2023（14）：17-20.

[4] 任科宇，陸東明，鄒洪琴，等. 有機替代對長江流域水稻產量和籽粒含氮量的影響[J]. 農業(yè)資源與環(huán)境學報，2022，39（4）：716-725.

[5] 龔明強. 有機肥料替代部分無機肥使用對水稻產量與肥料利用率的影響[J]. 安徽農業(yè)科學，2023，51（10）：130-133，138.

[6] 梅婷婷，王小利，段建軍，等. 有機無機肥配施對水稻產量、氮吸收利用和根系形態(tài)的影響[J]. 中國農學通報，2023，39（15）：92-98.

[7] 邱詩春，周靜，卿晨，等. 有機肥用量對水稻產量、凈光合速率及土壤生物活性的影響[J]. 江蘇農業(yè)科學，2023，51（22）：107-113.

[8] 余守保. 有機肥替代部分化肥對水稻產量及土壤質量的影響[J]. 農業(yè)工程技術，2023，43（25）：27-28.

[9] 王愛聽，高時鳳，程馭，等. 有機肥替代基肥中部分化肥對水稻穗粒結構及產量構成的影響[J]. 安徽農學通報，2023，29（12）：8-10，20.

[10] 林光號，黨洪陽，周江明，等. 有機肥替代化肥對水稻產量、土壤肥力和經濟效益的影響[J]. 江西農業(yè)學報，2023，35（11）：63-71.

[11] 張軍，周冬冬，方書亮，等. 有機肥替代化肥對機插水稻產量及氮素吸收利用的影響[J]. 上海農業(yè)科技，2023（6）：85-88，91.

[12] 居靜，張歡，顧強，等. 冬種綠肥和有機無機肥配施對農村宅基地復墾土壤養(yǎng)分、酶活性及水稻產量的影響[J]. 中國土壤與肥料，2023（8）：76-83.

[13] 查濤濤. 有機氮肥等量替代化學氮肥對土壤性質及稻麥產量的影響[D]. 揚州：揚州大學，2023.

[14] 徐影，于鎮(zhèn)華，李彥生，等. 土壤酸化成因及其對農田土壤-微生物-作物系統(tǒng)影響的研究進展[J]. 土壤通報，2024，55（2）：562-572.

[15] 欒江，仇煥廣，井月，等. 我國化肥施用量持續(xù)增長的原因分解及趨勢預測[J]. 自然資源學報，2013，28（11）：1869-1878.

[16] 歐楊虹，徐陽春，沈其榮. 有機氮部分替代無機氮對水稻產量和氮素利用率的影響[J]. 江蘇農業(yè)學報，2009，25（1）：106-111.

[17] 尹彩俠，孔麗麗，李前，等. 優(yōu)化施肥條件下有機肥部分替代化肥對水稻產量、養(yǎng)分吸收及轉運的影響[J]. 東北農業(yè)科學，2020，45（6）：59-63.

[18] 郭喜軍，謝軍紅，李玲玲，等. 氮肥用量及有機無機肥配比對隴中旱農區(qū)玉米光合特性及產量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2020，26（5）：806-816.

[19] 樊仙，李勇成，曾麗，等. 有機肥替代化肥對馬鈴薯產量及經濟效益的影響[J]. 云南農業(yè)科技，2024（4）：4-7.