不同比例有机肥与无机肥配施对水稻生长及产量的影响

2018-10-18陈青春李明朱秋明赵羽凡詹梅梅邓翠婷袁诗浓叶俊希李艳大

中国稻米 2018年5期

陈青春李明朱秋明赵羽凡詹梅梅邓翠婷袁诗浓叶俊希李艳大

（1仲恺农业工程学院作物研究所，广州510225；2江西省农业科学院农业工程研究所，南昌330200；*通讯作者：liyanda2008@126.com）

我国是人口大国，粮食需求量日益增大。水稻作为我国主要的粮食作物，其产量已经占到全国谷物总产量的40%以上。目前，我国的水稻单产水平已经超过6 t/hm2，这为保障粮食安全和社会稳定起到了十分重要的作用[1]。但是，近年来我国水稻进口率依然是有增无减，水稻乃至粮食供应问题仍旧严峻[2]。所以，科研界也在不断探寻更有效的水稻高产生产模式。水稻生长离不开养分的投入，不同肥料品种、不同肥料配施比例对水稻产量和品质均有不同程度的影响。随着社会需求的发展，许多国家都进行了长期肥料试验并取得了积极成果，通过系统的肥料试验，可以测定出土壤中养分的成分和含量。系统的试验也有助于揭示土壤和作物间养分循环和平衡关系，寻求维持和提高土壤肥力的最佳途径[3]，从而获得更佳的作物高产生产模式。关于有机肥与无机肥配施对水稻生长的影响，国内研究主要有以下方面：赵金玮等[4-5]认为，有机无机肥配施能提高土壤阳离子交换量，增强土壤有效N、P、K等营养元素的释放。而王秋君等[6-9]则认为，有机无机肥配施能为土壤微生物提供更适宜的生活环境，增加土壤有机质。鲁艳红等[10]认为，化肥与有机肥长期配施可提高水稳性团聚体的稳定性，改善土壤团聚体的结构，提高各粒级团聚体内有机碳含量。高菊生等[11]的研究结果表明，施用有机肥料土壤全氮含量比施用化学肥料高。关静等[5，12]认为，有机肥与无机肥配施有助于提高氮肥利用率。许多学者也认为，有机无机肥配施有助于提高株高、籽粒干质量、分蘖数[5]、干物质量[13-14]。在水稻产量构成因素上，有机无机肥配施有助于减缓功能叶叶绿素的降解速率，维持较高的灌浆速率，从而提高千粒重[5]。王秋君等[15]研究认为，有机肥与无机肥配施能提高有效穗数和穗粒数。顾巍巍等[16]则认为，有机肥与无机肥配施有助于提高成穗率和结实率。另有较多的研究表明，有机肥与无机肥配施有助于提高水稻产量[16-21]。在影响稻米品质上，李贺等[22]认为，有机无机肥配施有助于减少米粒垩白度，提高精米蛋白质含量。也有学者[19-20，23]认为，有机无机肥配施能增加稻米中氨基酸的含量，一定程度上能缓解土壤中一些重金属对水稻的危害，尤其是缓解镉胁迫，降低污染地区稻米中某些重金属的含量。国外有相关研究表明，有机无机肥配施对土壤环境、作物生长，乃至生态环境都有促进作用。Maynard[24]研究认为，长期混合施用有机肥与无机肥可提高蔬菜的产量。Pechova等[25]认为，有机无机肥配施能起到降低作物中硝态氮的作用。Conacher等[26]认为，单施化肥或单施有机肥都不利于水稻的生长。综上所述，有机无机肥的配施能起到补充作物生长所需养分，改良土壤环境，增加产量等效果。但是对于该措施下有机无机肥适宜比例的报道却较少，值得进一步研究。

1 材料与方法

1.1 试验设计

于2016年早季和晚季在广东省农科院白云基地进行试验，土壤为典型南方红土，有机质含量36.3 g/kg，全氮 1.22 g/kg，全磷 0.36 g/kg，全钾 9.50 g/kg。供试品种为粤晶丝苗2号，早季于4月、晚季于7月育苗后人工移栽。试验采用随机区组设计，设5种施肥比例处理（见表1），3次重复。每个小区面积90 m2，中间设置0.5 m灌排水沟，四周设置1.5 m保护行，小区之间筑0.3 m宽的田埂，覆以地膜，各小区排灌相互独立。除施肥比例不一样外，其他田间栽培管理措施同一般高产田。粤晶丝苗2号移栽密度为25.6万丛/hm2。有机肥养分含量为 N∶P2O5∶K2O=3∶2∶1，有机肥作基肥施用，以全氮作为参照，按照当季利用率20%计算，每667 m2共施纯 N 12 kg、P2O56 kg、K2O 16 kg，按基肥∶穗肥=6∶4 比例施用。

1.2 数据测量和计算

早季水稻栽培试验过程中，选择天气晴朗的日子，分别在水稻的分蘖期（5月18日）、拔节期（5月29日）、抽穂期（6月9日）进行取样，每小区随机取3丛完整水稻，每个小区的样本用同一个袋子装好并做好标签标记。并于实验室进行室内观测、记录数据。在测产考种期（时间7月4日）每小区随机取样20丛完整水稻，于实验室将所取样品按器官类型分离后，称取鲜质量，再放入烘箱内烘干至恒质量，取出测量并记录。

晚稻栽培试验过程中，分别在水稻的分蘖期（9月8日）、拔节期（9月25日）、抽穂期（10月20日）进行取样，观测记录的处理方法与早稻栽培试验一致。

1.3 数据处理

1.3.1 叶面积指数计算公式

S20：在所取样品中再随机抽取20片水稻叶片的叶面积；L：水稻叶片长；D：水稻叶片宽；0.75：水稻叶面积系数；S总：样本总叶面积；M：所取样本所有叶片的总质量；m：随机取得的20片叶的质量；LAI：叶面积指数；2000：每个小区种植水稻丛数。

1.3.2 数据处理方法

应用Excel 2007和SPSS 22.0软件处理数据，并进行统计分析和制图。

2 结果与分析

2.1 不同处理条件下水稻各时期指标的变化规律

由表2和表3可知，施用有机肥的小区水稻的茎蘖数普遍高于未施用有机肥的对照组小区。这证明在一定条件下，施用有机肥有助于增加水稻的茎蘖数，促进水稻的生长。从抽穗后水稻的茎蘖数来看，早季水稻和晚季水稻均表现为T4>T2>T3>T1>T0，两季水稻的茎蘖数基本一致，但是从各时期不同比例条件下水稻茎蘖数据来看，T3方案下水稻茎蘖数在后期仍保持较好的生长态势，平均数值增长最大，说明此肥料配施方案下土壤能保持较高肥力水平，为水稻分蘖中后期提供充足的养分。

由表2和表3可知，分蘖期未施用有机肥的对照组两季水稻叶面积指数要略高于施用有机肥的小区，原因是无机肥料肥效释放快，水稻早期更容易吸收到养分，促进叶片的生长。到了抽穗期，随着有机肥肥效的逐渐释放，可以不断补充土壤中的养分，更有利于水稻叶片的生长。两季水稻在T3处理条件下，后期叶面积指数都达到了较高水平，水稻长势更好，对物质积累更有利。

由表2和表3可知，早季水稻和晚季水稻的单位面积叶干质量在不同生育期的变化规律大体相同，在T2、T3、T4处理下，叶干质量在抽穗期以前都是呈上升的趋势，且都在抽穗期达到最大值。T3处理两季水稻的单位面积叶干质量在抽穗期都高于其他处理，表明该肥料配施方案下土壤养分充足，水稻生育后期物质合成依旧保持较高水平，这对后续产量的形成有足够的支撑。另一方面，T0和T1处理两季水稻的叶片干质量皆呈先升后降的趋势，可能原因是后续土壤养分供给不足。

由表2和表3可知，单位面积茎干质量两季水稻均在抽穗期达到最大值，且均以T3处理最高。但配施了有机肥的T1和T2处理的单位面积茎干质量低于未施有机肥的对照（T0），说明有机肥无机肥的配施比例对水稻茎干质量影响较大，在恰当的比例条件下将有助于水稻茎干物质的积累。

表2 不同处理对早季水稻生长的影响

由表2和表3可知，不同比例肥料配施条件下早晚季水稻收获期单位面积穗干质量变化基本一致，均表现为 T3＞T1＞T0＞T4＞T2。

2.2 不同处理条件下水稻产量构成因素及产量性状差异性分析

2.2.1 不同处理条件下早季水稻产量构成因素及产量性状差异性分析

由表4可知，早季水稻总穗数表现为T3＞T4＞T2＞T1＞T0，未使用有机肥的 T0 与 T1、T2、T3、T4 间差异极显著，说明有机肥的施用有助于水稻总穗数的提高；早季水稻的千粒重变化趋势表现为 T3＞T4＞T2＞T1＞T0，T3 与 T4、T2 之间差异极显著，T0 与 T1、T2、T3、T4 间差异极显著，说明施用有机肥有助于提高早季水稻的千粒重，但超过一定比例，千粒重反而会降低；早季水稻的穗粒数变化趋势表现为 T3＞T1＞T4＞T0 和 T2，T3、T1显著高于T0和T2；早季水稻的结实率变化趋势表现为 T3＞T0＞T4＞T2＞T1，T3 极显著高于 T1；早季水稻的产量表现为 T3＞T4＞T2＞T1＞T0，处理间差异极显著，表明不同肥料配施比例对早季水稻产量影响较大。

2.2.2 不同处理条件下晚季水稻产量构成因素及产量性状差异性分析

由表4可知，晚季水稻的总穗数变化趋势表现为T3＞T4＞T2＞T1＞T0，T0 与 T1、T2、T3、T4 间差异极显著，说明有机肥施用也有助于晚季水稻总穗数的提高，但超过一定比例，总穗数呈现下降趋势。晚季水稻的千粒重平均水平变化表现为 T3＞T4＞T2＞T1＞T0，处理间差异性极显著。晚季水稻的穗粒数变化与早季水稻不同，不同处理数值相近，差异不显著；晚季水稻的结实率处理间基本相近，无显著差异；晚季水稻的产量表现为T3＞T4＞T2＞T1＞T0，也是以 T3 处理最高，处理间差异达极显著水平。

3 结论与讨论

本研究表明，不同比例有机肥与无机肥配施条件下两季水稻的总穗数、千粒重、结实率、产量均在T3处理时达到较高水平，且千粒重、产量显著或极显著高于其他处理。说明不同比例有机肥与无机肥配施对水稻千粒重和产量影响较大。本试验条件下，T3处理（有机肥 11 250 kg/hm2，尿素 169.8 kg/hm2，过磷酸钙 468.75 kg/hm2，氯化钾187.5 kg/hm2）水稻产量最高，为本试验下的最佳比例。但水稻产量构成因素及产量性状差异性分析可知，虽然T3处理下两季水稻均拥有较高的结实率和穗粒数，但与第二高的处理相比差异性不明显，甚至在晚季水稻上T4处理穗粒数还超过了T3。因此，可以进一步缩小研究范围，得出更精确的施用比例。