生物有机肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响

谭欣

摘 要 以湖南省华容县低产稻田为例，采用小区试验，分别用2.5 t·hm-2、7.5 t·hm-2、15.0 t·hm-2、22.5 t·hm-2生物有机肥替代50%的无机肥，研究不同用量生物有機肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响。结果表明：用有机肥替代部分无机肥能有效提高土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量;土壤各养分随着生物有机肥施用量的增加呈上升趋势;影响水稻产量的各指标均表现为先减后增的趋势;从综合效益来看，推荐施肥方式为有机肥15.0 t·hm-2+50%常规施肥。

关键词 生物有机肥;低产稻田;土壤养分;水稻产量

中图分类号：S511 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.21.005

在我国水稻种植中，因长期掠夺式的耕作习惯，重施化肥，有机肥施用不足，导致水稻耕地土壤有机质含量偏低、养分不均、综合肥力下降、质地劣化，引发土壤板结、盐渍化等问题，不利于农业高质量可持续发展。生物有机肥是以优质肥料型有机质为载体，加入特定功能微生物复合而成的一类兼具微生物肥和有机肥效应的肥料[1]。研究表明，施用生物有机肥能有效提高土壤有机质含量、改善土壤物理性状，调节植物生长发育、增强植物抗病（虫）能力，改善植物根际营养环境，提升农产品品质[2]，是改良地力的有效方式。试验中施用生物有机肥作为底肥代替部分化肥，通过分析土壤理化性质和作物生长情况，探究生物有机肥对土壤养分及水稻产量的影响，为低产稻田土壤改良、作物增产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种为Y两优2号，市场购买。供试生物有机肥为嘉博文水稻专用生物有机肥（有效活菌数≥0.5亿/g，有机质≥50%，生物腐植酸≥15%，N+P2O5+K2O≥5%，Si+Ca+Mg≥2%），由湖北绿道农业发展有限公司提供。

1.2 试验区概况

试验于2018年5—9月在湖南省岳阳市华容县梅田湖镇新档村水稻田进行。华容县位于湖南省北陲，岳阳市西境，地处东经112°18'31″～113°1'32″、北纬29°10'18″～29°48'27″。华容县地属北亚热带，为湿润性大陆季风气候。

试验田土壤属于砂性土壤，其地力表现为：有机质含量四级，属于较缺;碱解氮含量三级，属于中等;有效磷含量三级，属于中等;速效钾含量四级，属于较缺，地力状况较差。土层土壤养分含量为：pH值5.5，有机质17.2 g·kg-1，全氮1.53 g·kg-1，碱解氮136 mg·kg-1，有效磷10.5 mg·kg-1，缓效钾497 mg·kg-1，速效钾47 mg·kg-1。

1.3 试验设计

试验采用小区试验法，设5个处理。处理1（CK）：常规施肥，即尿素3 000 kg·hm-2、磷酸二铵100 kg·hm-2、硫酸钾150 kg·hm-2，尿素作为基肥、分蘖肥、调节肥、穗肥的比例为4∶3∶1∶2，硫酸钾作为基肥、穗肥的比例为1∶1，磷酸二铵作基肥一次性施用。处理2（M1）：有机肥2.5 t·hm-2+50%常规施肥。处理3（M2）：有机肥7.5 t·hm-2+50%常规施肥。处理4（M3）：有机肥15.0 t·hm-2+50%常规施肥;处理5（M4）：有机肥22.5 t·hm-2+50%常规施肥。每小区面积24 m2，每个处理3次重复。4月上旬育秧，5月20日选择单株质量相近且有2个分蘖的壮秧于同一天移栽至田间小区，田间小区水稻移栽行距为30 cm，穴距15 cm，9月30日收获。其他管理措施分别与各试验种植户传统管理方案相同。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 土壤测定

在试验田块水稻移栽前及水稻收获后分别取土壤样本，土壤采样深度为25～35 cm，混合均匀风干后测定土壤养分和pH值。土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法，全氮测定采用凯氏定氮法，速效钾测定采用醋酸铵溶解-火焰光度计法，缓效钾测定采用硝酸煮沸-火焰光度计法测定钾结果减去速效钾，有效磷测定采用碳酸氢钠溶解-钼锑抗比色法，pH值用酸度计测定。

1.4.2 水稻产量测定

试验组与对照组分别随机选取9穴水稻植株，每穴水稻再随机选取3个稻穗，穗长为穗颈节至穗顶端的距离，单穗重为除去穗轴、一次枝梗及二次枝梗后的小穗重。

1.5 数据分析

运用SPSS17.0软件进行数据统计。

2 结果与分析

2.1 不同施肥对土壤性质的影响

2.1.1 不同施肥对土壤pH值和有机质含量的影响

如图1所示，与试验前对比，对照组施用无机肥使土壤pH下降0.1。施用有机肥对土壤pH值的影响明显，并随有机肥含量的增加呈上升趋势。施用有机肥的各处理，土壤pH值分别提升0.1、0.2、0.3、0.5。结果表明，施用有机肥可作为酸性土壤改良的途径。

土壤有机质是表征土壤肥力水平的重要指标。如图2所示，对照组施用无机肥会导致土壤中有机质含量下降。施用有机肥会一定程度增加土壤中的有机质含量，并随着有机质含量的增加呈上升趋势。与试验前相比，施用无机肥后的土壤中有机质含量下降3.68%，施用有机肥的处理，有机质含量分别上升6.25%、10.66%、29.78%、20.59%。

2.1.2 不同施肥对土壤全氮和速效磷含量的影响

土壤中的全氮含量反映的是土壤氮素的总贮量和供氮潜力，是土壤肥力的主要指标之一。如图3所示，试验前基础土样的全氮含量为1.53 g·kg-1，对照处理后，土壤全氮含量下降1.48 g·kg-1，降幅为3.27%，施用有机肥处理后，土壤的全氮含量分别上升11.76%、19.61%、27.45%、20.26%。

土壤有效磷是土壤磷素养分供应水平高低的指标，土壤磷素含量高低在一定程度上反映了土壤中磷素的贮量和供应能力。如图4所示，试验前基础土样的有效磷含量为10.5 mg·kg-1，施用无机肥和有机肥均提高了土壤中的有效磷含量，处理后，土壤中的有效磷含量较基础土样比，5个处理分别上升3.81%、5.71%、12.38%、25.71%、22.86%。

2.1.3 不同施肥对土壤速效钾和缓效钾含量的影响

土壤中速效钾和缓效钾的含量是评价土壤供钾能力的指标。由图5的数据可知，试验前基础土样的速效钾含量为473 mg·kg-1，对照处理后，土壤速效钾含量下降为35 mg·kg-1，降幅为25.53%，施用有机肥处理后，土壤的碱解氮含量显著增加，其中M3处理的土壤中速效钾含量增加最多，增幅为51.06%，其次是M4处理，增幅为44.68%。

由图6可得，试验前基础土样的缓效钾含量为497 mg·kg-1，施加无机肥也会降低土壤中缓效钾的含量，试验后土壤中缓效钾含量为461 mg·kg-1，降幅为7.24%，施用有机肥处理后，土壤的碱解氮含量显著增加，其中按增幅大小排序为M3>M4>M2>M1，增幅分别为12.07%、9.86%、5.43%、3.22%。

2.2 不同施肥对水稻产量的影响

考种、测产结果表明（见表1），用有机肥代替部分无机肥，当有机肥施加量为2.5 t·hm-2、7.5 t·hm-2时，水稻的穗粒数和千粒质量显著下降，空瘪率上升，产量显著下降。当有机肥含量达到15 t·hm-2时，与水稻产量相关的各指标与对照组施无机肥相比，表现为改善，增产为4.77%，有机肥含量提升到22.5 t·hm-2，各产量指标的指标幅度不显著，产量增幅为4.82%。因此在水稻生产中施用有机肥时，为保证水稻产量，要施足够量的有机肥。本试验中M4的效果最佳，但考虑到生产成本，建议施用M3，即有机肥15.0 t·hm-2+50%常规施肥。

3 结论与讨论

生物有机肥中含有大量的有机质、无机质、有益微生物，不仅有利于提高土壤有机质含量和微生物数量，还能有效增加土壤中酶的活性、提高土壤养分。本研究结果表明，施用生物有机肥能有效缓解土壤酸化，提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，随着生物有机肥施用量的增加，土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈增加趋势，与杨雷[3]等、陈红金等[4]的研究结果一致。

该试验结果表明，生物有机肥对部分无机肥具有可替代性，随着有机肥施用的增加，影响水稻产量的各指标呈上升趋势。这可能是足量的生物有机肥中的有机质为作物生长提供了全面且长效的营养元素，改善了土壤理化性质，增加了土壤的保水透气性，更有利于作物的根系生长，从而促进地上部的生长发育。周巍等[5]、岑忠用等[6]、李北齐等[7]的研究证明，生物有机肥对苹果、木薯、玉米等作物在产量或品质方面都有明显的促進作用，与本试验结果相同。从综合效益来看，本试验推荐施肥方式为有机肥15 t·hm-2+50%常规施肥。

参考文献：

[1] 中华人民共和国农业部.NY/884-2004 生物有机肥料国家标准[S].北京：中国农业出版社，2005.

[2] 佀国涵，袁家富，熊又升，等.生物有机肥发展现状及对策——以湖北省为例[J].宁夏农林科技，2012，53（1）：47-48.

[3] 杨雷，冯作山，王开昌，等.生物有机肥对土壤性质及水稻产量的影响[J].现代农业科技，2019（8）：1-4.

[4] 陈红金，章日亮，吴春艳.长期施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] 周巍，覃艳丽，任道友，等.中稻上有机肥替减化肥试验初探[J].湖北植保，2019（4）：28-29，55.

[6] 岑忠用，罗兴录，苏江，等.生物有机肥对木薯生长和块根产量的影响[J].中国农学通报，2006（11）：202-206.

[7] 李北齐，邵红涛，孟瑶，等.生物有机肥对盐碱土壤养分、玉米根际微生物数量及产量影响[J].安徽农学通报，2011，17（23）：99-102.

（责任编辑：赵中正）