有机肥部分替代化肥对庐南部分地区单季粳稻生产的影响试验

张春喜

摘要 为了探索庐江县南部地区单季粳稻生产中有机肥替代化肥的适合比例，选择不施肥和当地常规施肥方式作为2个对照处理，另外设计了5个不同的有机肥替代比例处理（分别为10％、30％、50％、70％、90％），比较各处理下水稻的产量、产量构成及土壤养分含量等指标。结果表明，各施肥处理可显著实现水稻的增产，与不施肥的对照相比增产16.8％～41.5％，以有机肥替代比例30％产量最高，达到11 673.0 kg/hm²，高于30%后替代比例越高，产量逐渐降低；
各施肥处理均可改善土壤的养分含量情况，较低比例的有机肥替代化肥处理改善效果更好。由此可知，要实现化肥的减量增效、水稻的丰产，有机肥与无机肥配合施是有效的方法，庐江县南部部分地区适合的替代比例为30％。

关键词 有机肥；
部分替代化肥；
单季粳稻；
产量；
养分；
安徽庐江

中图分类号 S511   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）10-0005-04

水稻是庐江县等沿江区域主要种植的粮食作物之一，其优质高产的特性对于保障粮食安全意义重大[1]。水稻的产量及品质除了受自身遗传因素影响外，还受到诸多外界因子的影响[2]，其中施肥可对土壤的理化性质产生明显影响，当前粮食产量的影响因子中，化肥的贡献率达到40％以上。然而，近些年来农业生产中普遍存在对化肥过度依赖、过量施用现象[2]。李燕青[3]的研究表明，无机肥存在养分单一、含量高，施用后释放过快的问题，有机肥的养分更为全面，且施用后可以缓慢释放，对环境产生的不利影响较小。因此，有机肥的科学合理施用，不仅可以为农作物长期提供均衡的养分，还能有效改良土壤的理化性状，利于实现作物的优质丰产[4]。在农作物种植中，有机肥部分替代化肥是减肥增效、实现农产品优质高效绿色生产的有效途径，是我国未来农业生产施肥结构变化的一个重要研究方向[1]。

因此，结合庐江县罗河地区实际，探索有机肥部分替代化肥的适合比例，系统研究有机肥替代化肥后在产量、品质、效益等方面的影响，对在当地水稻生产中进一步推广化肥减量增效技术具有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验地情况

罗河镇地处安徽省庐江县南部，为亚热带湿润季风气候，光照条件优越，降水量适中，非常适合水稻、小麦等作物的种植，目前全镇水稻种植的面积约2 666.7 hm²。试验安排在安徽省庐江县罗河镇新生村同心圩内进行，前茬冬闲田，田块平整。土壤母质为河流冲积物，肥力为中等水平，田间肥力均匀，排灌、农田设施条件配套良好。

1.2 试验材料

试验中的水稻选择粳稻品种浙粳优1578（品种来源：浙粳7A×浙恢1578）。供试的有机肥来源于安徽祥丰肥业有限公司，该有机肥纯氮、P₂O₅、K₂O含量分别为3.3％、5％、0.45％，其余供试的化肥有尿素（纯氮含量46％，贵州赤天化桐梓化工有限公司生产）、过磷酸钙（P2O5含量12％，云南昆阳磷肥厂有限公司生产）、氯化钾（K₂O含量60％，中化化肥有限公司生产）。

1.3 试验设计及方法

1.3.1 试验设计。试验共设计7个处理，分别为不施肥（CK₁）、常规施肥（CK₂）、90%化肥+10%有机肥（T₁）、70%化肥+30%有机肥（T₂）、50%化肥+50%有机肥（T₃）、30%化肥+70%有机肥（T₄）、10%化肥+90%有機肥（T₅）。除了对照CK₁以外，其余各处理均控制总施肥量在全生育期内一致，且纯氮、P₂O₅、K₂O含量分别为180、75、150 kg/hm²。底肥施入全部有机肥及磷肥、40％氮肥、40％钾肥，蘖肥施入30％氮肥、20％钾肥，穗肥施入30％氮肥、40％钾肥。小区面积18 m²，重复3次，排列方式随机。

1.3.2 试验方法。试验于2022年5—10月进行，各重复小区之间均提前设好埂，并将埂包裹1层地膜以避免窜水窜肥。每个小区周围均设保护行。各小区栽插的株行距均为33 cm×14 cm，每穴栽插苗数2株。其余管理同当地水稻常规高产管理措施保持一致。

1.4 调查内容及分析方法

1.4.1 产量构成要素及产量分析。各施肥处理的水稻进入成熟期后，在每个小区内随机选择50穴进行有效穗数的测定，随机选择5穴进行穗总粒数、结实率等的统计，取样晾干后进行稻谷千粒重的测定。各小区分开收获、测产。

1.4.2 土壤养分含量分析。水稻进入到成熟期后，在每个处理小区内随机选择10个样点对0～20 cm土层样品进行采集，测定土壤有机质含量（重铬酸钾容量法）、全氮含量（凯氏定氮法）、有效磷含量（钼锑抗比色法）、速效钾含量（醋酸铵浸提火焰光度法）。

1.4.3 数据的分析。所有的数据整理及分析均在Microsoft Excel 2010内进行，运用SPSS 22.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理下水稻的产量及产量结构分析

2.1.1 有效穗分析。由表1可知，除了处理T₁以外，有机肥替代化肥的各处理有效穗数均比不施肥的处理CK₁增加，随着有机肥替代化肥比例的增加，有效穗数先增加后降低，在处理T₂时达到最大；
处理T₅、处理T₁均与处理CK₁之间差异不显著（P>0.05），处理T₂及处理T₃之间差异不显著（P>0.05），处理T₂、处理T₃与处理T₄之间差异显著（P<0.05）；
处理T₂与常规施肥的CK₂之间差异显著（P<0.05），处理T3与CK₂之间差异不显著（P>0.05），其余处理有效穗数均比CK₂显著减少（P<0.05）。

2.1.2 穗总粒数分析。由表1可知，除了处理T1以外，有机肥替代化肥的各处理穗总粒数均比不施肥的处理CK₁显著增加（P<0.05），随着有机肥替代化肥比例的逐渐增加，穗总粒数先增加，在处理T₃时达到最大，之后逐渐降低；
处理T₂、T₃、T₄、T₅之间差异不显著（P>0.05），处理T₂、T₃、T₄、T₅均与处理T₁之间差异显著（P<0.05），处理T₁与CK₁之间差异不显著（P>0.05）；
处理T₂、T₃、T₄、T₅的穗总粒数与CK₂之间差异不显著（P>0.05），处理T₁与CK₂之间差异显著（P<0.05）。

2.1.3 结实率分析。由表1可知，各施肥处理（包括CK₂）结实率均比不施肥的处理CK₁显著增加（P<0.05），随着有机肥替代化肥比例的逐渐增加，结实率先增加后降低，在处理T₂时达到最大；
处理T₂、T₃、T₄、T₅之间差异不显著（P>0.05），处理T₁、T₃、T₄、T₅之间差异不显著（P>0.05）；
处理T₂与常规施肥的CK₂之间差异显著（P<0.05），处理T₁、T₃、T₄、T₅的结实率均高于常规施肥的CK₂，但是差异不显著（P>0.05）。

2.1.4 千粒重分析。各处理之间水稻的千粒重均差异不显著（P>0.05）。由表1可知，各施肥处理的理论产量均高于不施肥的CK₁，且除了处理T₁外，其余施肥处理的理论产量均比不施肥的CK₁显著增产（P<0.05），随着有机肥替代化肥比例的逐渐增加，理论产量先增加后降低，在处理T₂时达到最大；
处理T₂与其他处理之间的理论产量差异均为显著（P<0.05），处理T₄、T₅之间差异不显著（P>0.05）；
处理T1、T2、T₃、T₅均与常规施肥的CK₂之间差异显著，处理T₄与CK₂之间差异不显著（P>0.05）；
各施肥处理的实际产量均显著高于不施肥的CK₁（P<0.05），且随着有机肥替代化肥比例的逐渐增加，实际产量先增加后降低，在處理T₂时达到最大；
处理T₂、T₃、T₄、T₅与常规施肥的CK₂之间差异不显著（P>0.05），处理T₂、T₃、T₄与处理T₁之间差异显著（P<0.05），处理T₁与CK₂之间差异显著（P<0.05）。

2.2 不同施肥处理下土壤养分含量分析

2.2.1 有机质含量分析。由表2可知，各施肥处理下田间土壤有机质含量均显著高于不施肥的CK₁（P<0.05），各有机肥替代化肥的处理有机质含量均高于常规施肥的CK₂，且随着有机肥替代化肥比例的增加，土壤内有机质含量逐渐增加；
处理T₄、T₅之间差异不显著（P>0.05），处理T₄、T₅土壤有机质含量均与其他处理之间差异显著（P<0.05），处理T₁与处理T₂之间、处理T₁、CK₂之间均差异不显著（P>0.05）。

2.2.2 全氮含量分析。由表2可知，各施肥处理田间土壤全氮含量均显著高于不施肥的CK₁（P<0.05），随着有机肥替代化肥比例的增加，土壤中全氮含量变化整体趋势为先增加后降低；
处理T₂、T₃之间差异不显著（P>0.05），处理T₄、T₁之间差异不显著（P>0.05），处理T₁、T₂、T₃、T₄均与处理T₅之间差异显著（P<0.05）；
处理T₂、T₃显著高于常规施肥CK₂（P<0.05），处理T₄、T₁与CK₂之间差异不显著（P>0.05），处理T5显著低于CK₂（P<0.05）。

2.2.3 有效磷行含量分析。由表2可知，各施肥处理田间土壤有效磷含量与不施肥的CK₁均达到了显著差异（P<0.05），其中处理T₁、T₅为显著降低，其余处理均为显著；
处理T₂与常规施肥的CK₂之间差异不显著（P>0.05），处理T₁、T₃、T₄、T₅均与CK₂之间差异显著（P<0.05）。

2.2.4 速效钾含量分析。由表2可知，各施肥处理下田间速效磷含量均显著高于不施肥的CK₁（P<0.05），处理T₂、T₄、T₅与CK₂之间差异不显著（P>0.05），处理T₁、T₃与CK₂之间差異显著（P<0.05）。

3 讨论与结论

3.1 讨论

陈琨等[5]学者研究发现，在地力、栽培条件一致的情况下，有机肥与化肥的协调搭配施入，可提高土壤供应养分的能力，实现水稻的优质丰产，本研究中各施肥处理的水稻产量均比对照增加，与前人的研究结果一致。宁川川等[6]研究发现，水稻生产中有机肥的施入可以在施肥水平同等的情况下实现明显的增产效果，本研究的结果与此相一致，即通过有机肥部分替代化肥的施入促进水稻的增产。郑仁兵等[7]研究发现，有机肥适当替代化肥的处理，可以实现水稻的增产，但有机肥比例过高水稻则会减产。本研究中，随着有机肥替代化肥比例的不断提高，水稻产量先增加后逐渐降低，与此研究一致；
分析其原因，可能在于过高比例的有机肥施入会影响到根系微生物活性，进而影响到水稻吸收养分的效率，还可能是因为过多的有机肥导致水稻植株前期养分不足、后期贪青晚熟，进而影响到水稻产量[8]。

尹彩侠等[9]的研究发现，有机肥氮替代化肥氮比例为10％时产量最高，本研究结果与此有所不同，本研究中有机肥替代化肥比例为30％时产量最高，比不施肥的对照增产显著，比常规施肥稍有增产。分析其原因，可能在于不同品种、不同区域、不同年份、不同栽培管理措施下，水稻的产量表现出一定的差异，且本研究中有机肥替代化肥的养分不仅限于氮肥，后续可进一步开展更多替代比例、不同养分替代比例相关的研究。

张琳等[10]的研究认为，有机肥部分替代化肥后可使土壤中有机质、速效养分等含量提高，对实现水稻的增产有利，这一结果与本研究结果一致。

3.2 结论

试验结果表明，各有机肥部分替代化肥的处理均比不施肥的处理显著增产，其中70%化肥+30%有机肥的处理产量最高，比当地常规施肥的处理增产2.9％，其余各替代比例的处理均较常规施肥减产；
各施肥处理下土壤的养分含量水平整体比不施肥的处理高，且有机肥替代化肥比例低的处理土壤养分含量水平整体高于当地常规施肥处理。综合以上分析，建议在庐南部分地区及与其生态区域相似的区域，将有机肥替代化肥的比例控制在30％，以此提高土壤肥力、实现增产。

参考文献

[1] 陈龙，吴小文，李俊生，等.有机肥部分替代化肥对沿江地区单季稻产量及土壤的影响[J].安徽农学通报，2023，29（1）：123-125，132.

[2] 杨晓东，孙萍，胡涛，等.有机肥部分替代氮肥对南粳9108产量及土壤理化现状的影响[J].浙江农业科学，2023，64（3）：559-562.

[3] 李燕青.不同类型有机肥与化肥配施的农学和环境效应研究[D].北京：中国农业科学院，2016.

[4] 陈红金，章日亮，吴春艳. 长期使用有机肥对稻田的改良培肥效应[J].浙江农业科学，2019，60（8）：1356-1359.

[5] 陈琨，曾祥忠，喻华，等. 有机肥施用量对冬水稻田水稻生长和土壤有机质的影响[J].亚热带农业研究，2019，15（6）：223-228.

[6] 宁川川，王建武，蔡昆争. 有机肥对土壤肥力和土壤  环境质量的影响研究进展[J].生态环境学报，2016，25（1）：175-181.

[7] 郑仁兵，李敏，韩上，等.有机肥替代氮肥的水稻产量 效应研究[J].安徽农业科学，2017，45（22）：32-33，64.

[8] 朱爱玲.有机肥部分替代化肥对水稻生产的影响[J]. 中国农业文摘-农业工程，2022（6）：39-44.

[9] 尹彩侠，孔丽丽，李前，等.优化施肥条件下有机肥部分替代化肥对水稻产量、养分吸收及转运的影响[J].东北农业科学，2020，45（6）：59-63

[10] 张琳，吕玉虎，郭晓彦，等.化肥减量配施商品有机肥对土壤肥力及水稻产量的影响[J].湖北农业科学，2021，60（11）：62-65.

（责编：张 蓓）

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