化肥+有机肥+生石灰配合施用对水稻产量和化肥利用效率的影响

宋瑞瑚，胡兴钢，冯廷显，刘润梅，李晓梅，王科举，黎桂英，李庭贵

（文山州农业环境保护监测站，云南文山663099）

农艺措施是影响土壤肥力、作物产量和肥料利用效率的重要因子。合理的施肥方式可以改善土壤肥力，提高养分利用效率，从而影响农作物健康生长。当前中国城市化、工业化进程不断加快，国家、城市和农村建设用地占用耕地，以及农村劳动力缺少导致部分耕地闲置，农业生产结构的调整导致部分耕地重用轻养，生产生活不合理使用化肥农药对农业耕地土壤的影响日趋严重。在农业生产中广泛利用化肥对粮食的持续高产起了较大作用[1］。根据联合国粮农组织（FAO）的估计，化肥对农作物增产的贡献率为40%～60%[2］。张福锁等总结了近年来在全国粮食主产区进行的1 333个田间试验结果，发现水稻的氮肥利用率为28.3%，与20世纪80年代相比呈下降趋势[3］。2010年云南省化肥施用量为184.6万t，其中氮肥、磷肥、钾肥和复合肥施用量分别为 97.5万 t、27.2万 t、18.0万t和 42.0 万 t[4～5］，是 2004 年化肥施用量（137.2 万 t）的1.35倍[1］。云南省农业生产中不合理施肥现象非常普遍，据调查分析，云南省粮食作物玉米、稻谷、小麦、豆类、薯类等化肥施用量分别为1 078.5 kg/hm2、1 003.5 kg/hm2、769.5 kg/hm2、693.0 kg/hm2、1 104.8 kg/hm2[6～7］。肥料偏生产力（Partial factor productivity，PFP）是指施用某特定肥料下的作物产量与施肥量的比值，是反映当地土壤基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标[8］。刘润梅等研究表明，云南省水稻生产中化肥偏生产力为24.2 kg/kg[9］。另外，在农业生产中广泛采用石灰来调节酸性土壤pH值，具有明显效果，本实验拟根据供试田块的肥力状况，采用平衡施肥法确定化肥施用量，再配合施用有机肥和生石灰等不同农艺措施，研究其对水稻产量及化肥偏生产力的影响，综合评价不同农艺措施的生产指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年4-12月在云南省文山州马关县进行，供试土壤为水稻土，前茬空闲，供试土壤主要农化性状见表1。

表1 供试土壤理化性状

1.2 供试材料

供试作物为水稻，品种为内香8518。供试肥料品种为复合肥（10-5-5）、尿素、硫酸锌、生石灰、叶林牌商品有机肥。

1.3 试验设计

试验设置在中等肥力田块，设4个处理，分别为处理1（CK），单施化肥；处理2，化肥+有机肥配施；处理3，化肥+生石灰配施；处理4，化肥+有机肥+生石灰配施。水稻人工栽秧，株行距15 cm×21 cm，栽种密度28.5万穴/hm2，每穴2～3株。小区面积30 m2，每个处理3次重复，共12个小区，随机区组排列。

化肥施用量为 N 181.5 kg/hm2，P2O537.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2，ZiSO422.5 kg/hm2。氮肥 2/3 作基肥、1/3作追肥分别于分蘖期和拔节孕穗期追施，磷、钾肥全部作基肥施用，硫酸锌、有机肥作基肥一次性施用。有机肥处理施用商品有机肥22.5 kg/hm2，石灰处理施用生石灰1 125 kg/hm2。石灰和有机肥处理在翻耕之前均匀撒入并随机翻耕，基肥在移栽之前施入，追肥在分蘖期和拔节孕穗期分别施入，按时进行中耕管理和病害防治。

1.4 样品采集与测定

试验种植前采集基础土样，于成熟期采集土壤样品，同时测产。土壤pH值测定采用土液比1∶2.5电位法，全氮用凯氏法，碱解氮用碱解扩散法，有效磷用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法，速效钾用乙酸铵浸提—火焰光度法测定[10］。

化肥偏生产力（PFP）（kg/kg）=施肥后所获得的作物产量/化肥纯养分的投入量。

数据分析用3414田间试验设计与数据分析管理系统（版本2.0）进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 各处理对水稻产量的影响

在田间条件下，各处理对水稻产量的影响见图1。结果表明，化肥+有机肥配施（处理2）和化肥+有机肥+生石灰配施（处理4）水稻的平均产量均为7 106.7 kg/hm2，比单施化肥（处理1，CK）增产20.3%。酸性土壤上采用化肥+生石灰配施能明显增加水稻产量，比单施化肥增产10.3%，但差异不显著。充分体现了化肥、有机肥配施及酸性土壤配施生石灰有利于产量的提高，这与现有的研究结果一致。

图1 各处理对处理水稻产量的影响

图2 各处理对水稻处理化肥偏生产力的影响

2.2 各处理对水稻化肥偏生产力的影响

在田间条件下，各处理对水稻化肥偏生产力具有一定的影响（图2）。在化肥施用量相同条件下，与单施化肥（处理1，CK）相比，化肥+有机肥+生石灰配合施用能提高化肥偏生产力20.3%，酸性土壤施用生石灰能提高水稻化肥偏生产力10.2%。充分体现了化肥+有机肥配施和化肥+有机肥+生石灰配施有利于水稻化肥偏生产力的提高。

2.3 各处理对土壤pH值的影响

在田间条件下，当季水稻种植前基础土样pH值为6.3，单施化肥、化肥+有机肥、化肥+生石灰、化肥+有机肥+生石灰处理3次重复水稻收获后土壤pH值分别是6.40、6.41、6.43和6.45，比种植前增加0.10～0.15个单位，说明化肥配施一定量的生石灰和有机肥有助于酸性土壤pH值的升高。

3 结论

本试验通过土壤养分含量和水稻目标产量确定施肥量的方法，结合施用有机肥和石灰调节酸碱度的措施，研究不同农艺措施对水稻产量和化肥偏生产力的影响。研究结果表明，在田间条件下，与单施化肥相比，化肥+有机肥配施及化肥+有机肥生石灰配施有利于提高水稻产量和化肥偏生产力，能提高水稻产量20.3%和提高化肥偏生产力20.3%，化肥配施生石灰能提高水稻产量10.3%和提高化肥偏生产力10.2%。试验前后土壤pH值提高0.1～0.15个单位，在酸性农田土壤中，施用一定量的生石灰来调节土壤酸碱度，通过调节土壤pH值，达到产量增加、提高化肥偏生产力效果。