有机肥替代化肥对水稻产量及氮肥利用率的影响初探

贾晴晴 董洋阳 张中华 王 存 沈 寒

（上海市松江区农业技术推广中心 201607）

上海市第七轮“三年环保行动计划”把化肥减量作为防治农业面源污染的重要措施，要求进一步优化改进施肥结构和施肥方式，稳步提高肥料利用率。而上海市松江区农户在化肥使用上存在用量过大和单施氮肥的问题。为解决上述问题，笔者于2018年开展了有机肥替代化肥对水稻产量及氮肥利用率的影响试验，以期为化肥减施技术的推广应用提供理论依据和技术支撑。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2018年5月至11月设在松江区新浜镇某户家庭农场内进行，前茬为深翻休闲田，田块土壤类型为青紫泥，地力中等，pH为6.8，有机质含量为4.1%，全氮含量为0.3%，有效磷含量为28.7 mg/kg，速效钾含量为93 mg/kg。

1.2 试验材料

供试水稻为松江区推广种植的常规中熟晚粳品种“秀水114”。

供试肥料为商品有机肥（N、P、K含量分别为2.0%、2.0%、1.5%）、尿素（N≥46%）、过磷酸钙（P2O5=12%）、氯化钾（K2O=60%）。

1.3 试验设计

试验设有机肥常规区（氮磷钾总用量较常规区减量20%）、有机肥缺氮区、常规区、缺氮区、无肥区共5个处理，每处理重复3次，小区面积为60 m2，小区间田埂覆盖黑地膜，单排单灌，防止串肥串水，具体肥料运筹见表1。

表1 有机肥替代化肥试验的肥料运筹方案 （单位： kg）

1.4 田间管理

水稻于5月26日进行人工直播，每667 m2播种量为4.0 kg；5月25日施基肥，6月1日施断奶肥，6月15日施第1次分蘖肥，6月30日施第2次分蘖肥，8月3日施穗肥；11月30日收割测产，水稻全生育期188 d；处理间田间管理和病虫草害防治与当地农业生产保持一致。

1.5 测定内容与方法

1.5.1 茎蘖动态

水稻齐苗后，每小区选取长势均匀、面积0.22 m2的点，并进行定点调查，于水稻生育关键期跟踪调查田间茎蘖动态，调查基本苗数、高峰苗数、成穗数、成穗率等，成穗率（%）=（成穗数÷高峰苗数）×100。

1.5.2 成熟期理论测产和实割测产

在水稻收割前5 d调查田间有效穗数，选取有代表性的植株，取样调查穗粒结构；收获时，分小区实割测产，按14.5%水分折算实产，并取样测千粒重。

1.5.3 样品采集及检测

收获时，各处理分别采集茎叶和稻谷样品，检测氮含量，计算氮肥利用率。计算公式：作物吸氮总量=（籽粒产量×籽粒氮含量）+（茎叶产量×茎叶氮含量），氮肥利用率(%)=[（施氮区作物吸氮总量-无氮区作物吸氮总量）÷总施氮量]×100。

1.6 数据统计与分析

使用Microsoft Excel 2003进行数据处理分析和图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻茎蘖动态及成穗率的影响

由表2可知，有机肥常规区的每667 m2高峰苗数为40.5万苗，比有机肥缺氮区每667 m2多9万苗，增幅为28.6%；常规区每667 m2高峰苗数为47.4万苗，比缺氮区每667 m2增加18.0万苗，增幅为61.2%。以上结果说明，施用氮肥对水稻分蘖发生尤为重要，不施氮肥会大幅减少水稻苗数。无肥区的每667 m2有效穗数为16.2万穗，是每667 m2基本苗数的1.4倍，单株分蘖成穗仅为0.4穗，说明土壤自身供肥能力有限，在生产中需辅助施肥。另外，基肥施用有机肥的有机肥常规区，各生育阶段的水稻在田苗数、高峰数苗、有效穗数和成穗率，均明显高于不施有机肥的常规区，说明施用有机肥作基肥，可在减少化肥施用量的同时，促进水稻分蘖发生和茎蘖成穗。

表2 有机肥替代化肥试验的水稻茎蘖动态及成穗率

2.2 不同处理对水稻产量及产量结构的影响

由表3可知，有机肥常规区和常规区的每667 m2有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率和每667 m2实际产量均分别明显高于有机肥缺氮区和缺氮区，说明施用氮肥对提高水稻的有效穗数、穗型、结实率和产量作用明显，不施氮肥会使水稻有效穗数减少、穗型变小、产量降低。另外，基肥施用有机肥的有机肥常规区的每667 m2实际产量为665.5 kg，比不施有机肥的常规区每667 m2增产30.1 kg、增幅4.7%；有机肥缺氮区的每667 m2实际产量比缺氮区增产156.5 kg、增幅46.0%。以上结果说明，在化肥减量条件下，增施有机肥替代化肥，可明显提高水稻产量。

表3 有机肥替代化肥试验水稻产量及产量结构

2.3 不同处理对水稻氮肥利用率的影响

由表4可知，施用有机肥作基肥的有机肥常规区的氮肥利用率为38.37%，常规区的氮肥利用率为38.04%，有机肥常规区比常规区的氮肥利用率提高0.33%，说明施用有机肥作基肥可在减少化肥用量的基础上，在一定程度上提高氮肥利用率。

表4 有机肥替代化肥试验的水稻氮肥利用率

3 结论与讨论

试验结果表明，氮肥对水稻生长非常重要，不施氮肥会导致水稻分蘖发生慢，高峰苗数减少，虽然成穗率较高，但因有效穗数减少、穗型偏小，最终产量明显降低。由于本试验田土壤供肥能力有限，需辅助施用化肥来弥补地力不足，以提高水稻产量。在化肥减量条件下，有机肥作基肥替代化肥，可明显提高水稻产量，比单施化肥更易获得高产，且氮肥利用率较高；施用有机肥还能有效改善土壤、保护生态、提升稻米品质。因此，有机肥作基肥替代化肥技术可在优质稻米生产上推广应用。