有机复合生物肥与速效肥配施对水稻产量及土壤肥力的影响

付雪蛟，郑舒文，吕小红，付立东*，刘中卓，全革，纪薇薇，刘琳琳,张晶

（1 辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁 盘锦 124010；2 辽宁省现代农业生产基地建设工程中心，沈阳 110000）

我国约有9 亿人口以稻米为主食，增施化肥可促进水稻的增产，有利于国家粮食安全［1－2］。但长期过量施用化肥，不仅导致水稻减产、肥料利用率降低，而且造成资源浪费与环境污染［3］。 有机复合生物肥是以天然有机物为基础，接种微生物经发酵、脱臭、无害化处理后配以固氮菌、光合菌、解磷菌等多功能微生物而形成的一种肥料，含有水稻生长发育所需的大、中、微量元素，能够增加土壤的有益微生物菌群，将土壤中难以利用的无效养分转化成易吸收的有效养分，改善土壤结构、培肥地力，促进水稻增产，提高化肥利用率与稻谷品质［4－5］。对发展生态农业，降低化肥面源污染，实现农业可持续发展有着重要意义。 本试验采用大区对比方法，研究有机复合生物肥与速效肥配施对水稻产量及其构成、叶面积指数、光合作用、干物质积累、土壤养分含量的影响，探明有机复合生物肥与速效肥配施在水稻上的应用效果，为指导农户科学施肥提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017 年在位于辽宁省盘锦市大洼区唐家镇的辽宁省盐碱地利用研究所试验基地进行。耕层土壤含有机质2.48%、碱解氮83.58 mg／kg、有效磷 20.05 mg／kg、速效钾249.96 mg／kg、全盐0.19%、pH 值7.71。

1.2 供试材料

供试品种为当地主栽高产优质水稻品种盐丰47。 供试肥料为有机复合生物肥（有机质含量≥30%、氮磷钾总养分含量≥18%、有效活菌数≥1.5×107个／g）、复混肥（NP2O5－K2O＝28－18－8）、尿素（N：46%）。

1.3 试验设计

试验设CK1、CK2、A 三个处理，顺序排列。 其中，CK1（常规施肥）：基肥施入复混肥40.0 kg／667 m2，蘖肥（插后2.0 叶龄期）、穗肥（倒4 叶龄期）分别追施尿素6.5、2.3 kg／667 m2；CK2：基肥施入有机复合生物肥50 kg／667 m2，蘖肥（插后1.0 叶龄期）、穗肥（倒5 叶龄期）分别追施有机复合生物肥15.0、10.0 kg／667 m2；A：基肥施入复混肥、有机复合生物肥分别为36.0、40.0 kg／667 m2，穗肥（倒5 叶龄期）追施尿素2.8 kg／667 m2。

采用工厂化育苗技术培育壮秧，4 月15 日播种，播量100 g／盘，5 月23 日机械移栽，行穴距30 cm×18 cm，4～5株／穴，大区面积1 000 m2。 灌水、病虫草害防治等与大田管理一致。

1.4 测定内容与方法

土壤指标：移栽前、N－n 期、拔节期、齐穗期、成熟期测定耕层土壤全盐量、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量及pH 值。

茎蘖动态：各处理设3 个调查点，每点定植5 穴。分蘖初期开始，6～7 d 调查一次茎蘖数。

叶绿素含量： 采用SPAD－502 叶绿素仪， 于N－n 期、N－n＋1 期、拔节期、齐穗期定株测定水稻倒3 叶叶绿素含量。 水稻分蘖初期各处理选择20 株长势相对一致的主茎挂牌标记，其后跟踪联体无损伤测定SPAD 值。 测定部位距叶基部2／3 的非叶脉处。

光合速率、气孔导度：用LI－6400 便携式光合测定仪于齐穗期测定各处理剑叶光合速率、气孔导度。 测定时间上午10：00～11：00，测定部位叶片中部，各处理重复测定15 次。

叶面积指数：移栽期、N－n 期、拔节期、齐穗期，各处理取2 穴代表性植株，调查叶面积指数。 抽穗期分株测定有效叶面积、无效叶面积、高效叶面积和低效叶面积。叶面积值等于叶片长宽之积乘以系数0.75。

干物重：利用调查叶面积指数的植物样测定群体干物重，成熟期干物重等于籽粒与茎秆干物重之和。

产量构成与单产： 成熟期各处理取代表性植株5 穴，进行室内考种，调查平均株高、穗数、穗长、穗粒数、结实率、千粒重等。 采用5 点测产方法记录各处理水稻单产。

2 结果与分析

2.1 不同处理对耕层土壤养分含量的影响

由表1 所示，水稻不同生育时期，各处理的土壤有机质含量表现为移栽前＜齐穗期＜成熟期＜拔节期＜N－n 期，上述三处理N－n 期、拔节期、齐穗期、成熟期的土壤有机质含量表现为CK2＞A＞CK1，且处理A 与CK2 的差值小于处理A 与处理CK1 的差值。 处理CK1、CK2、A 成熟期土壤有机质含量比移栽前分别增加了3.2%、13.3%、8.9%；处理A成熟期的土壤有机质含量比处理CK2、CK1 分别增加了－3.9%、5.5%。

表1 不同处理对耕层土壤养分含量的影响

水稻不同生育时期，各处理的土壤碱解氮含量均表现为移栽前＜拔节期＜齐穗期＜N－n 期＜成熟期。 N－n 期、拔节期、齐穗期、成熟期三处理碱解氮含量表现CK1＞A＞CK2，前两者的差异明显小于后两者的差异，且上述两差值呈逐渐减小的趋势。 说明处理CK2 在水稻生育后期由于微生物数量的增加及活性的增强， 土壤氮素供应能力有所增强。 处理CK1、A、CK2 成熟期的土壤碱解氮含量较移栽前分别增加了31.7%、30.6%、28.8%；处理A 成熟期的土壤碱解氮含量比处理CK2、CK1 分别增加了1.4%、－0.8%。

水稻不同生育时期，各处理的土壤有效磷含量均表现为移栽前＜成熟期＜N－n 期＜齐穗期＜拔节期， 上述三处理N－n 期、拔节期、齐穗期、成熟期有效磷含量表现为CK1＞A＞CK2。 处理CK2 在水稻整个生长期内表现为土壤有效磷含量较低，成熟期最为突出，其次是N－n 期。 处理CK1、A、CK2 成熟期有效磷含量比移栽前分别增加了27.8%、22.6%、13.6%； 处理A 成熟期土壤有效磷含量比处理CK2、CK1 分别增加了7.9%、－4.1%。

水稻不同生育时期，CK1、A 处理的土壤速效钾含量均表现为拔节期＜齐穗期＜N－n 期＜移栽前＜成熟期，CK2 处理的的土壤速效钾含量则表现为拔节期＜移栽前＜齐穗期＜N－n 期＜成熟期，上述三处理N－n 期、拔节期、齐穗期、成熟期土壤有效钾含量表现为CK2＞A＞CK1， 且前两者的差异明显小于后两者的差异。 处理CK2、A、CK1 成熟期土壤速效钾含量比移栽前分别增加了27.8%、20.1%、13.1%；处理A 成熟期土壤速效钾含量比处理CK2、CK1 分别增加了－6.0%、6.2%。 说明在滨海盐碱稻区土壤含钾量较高的前提下， 处理CK2 因氮磷供给不足造成了植株吸钾量减少反而增加了土壤中钾含量。

2.2 不同处理对水稻植株含氮量与吸氮量的影响

由表2 所示，水稻不同生育时期，各处理的植株含氮量表现为成熟期＜齐穗期＜拔节期＜N－n 期＜移栽期， 上述各时期三处理植株氮含量表现为CK2＜A＜CK1。 各处理N－n 期、拔节期、齐穗期累计吸氮量表现为CK2＜A＜CK1，成熟期处理A 累计吸氮量为10.48 kg／667 m2， 比CK2、CK1 处理分别增加5.00、0.07 kg／667 m2， 增加了91.2%、0.7%。

表2 不同处理对水稻植株含氮量与吸氮量的影响

2.3 不同处理对水稻茎蘖的影响

由表3 所示，三处理N－n 期、拔节期、齐穗期茎蘖数及成熟期收获穗数表现为CK2＜A＜CK1。 处理A 成熟期收获穗数23.88 万穗／667 m2， 较处理CK2、CK1 分别增加了44.7%、－1.0%。 处理A 的茎蘖成穗率为77.8%， 比处理CK2、CK1 分别增加了－3.2、5.3 个百分点。

2.4 不同处理对水稻叶面积指数的影响

由表4 所示，N－n 期、拔节期、齐穗期三处理叶面积指数表现为CK2＜A＜CK1。处理A 齐穗期叶面积指数为5.79，比处理CK2、CK1 分别增加2.55、－0.20，增加了78.7%、－3.3%。处理A 的齐穗期高效叶面积率为78.5%、比处理CK2、CK1分别增加13.3、5.1 个百分点，增加了20.4%、6.9%；三处理的有效叶面积率差异较小。

表4 不同处理对水稻叶面积指数的影响

2.5 不同处理对水稻叶绿素含量与光合效应的影响

由表5 所示， 三处理N－n 期、N－n＋1 期倒3 叶叶绿素含量表现为CK2＜A＜CK1， 拔节期倒3 叶叶绿素含量及齐穗期剑叶叶绿素含量CK2＞A＞CK1， 处理A 齐穗期剑叶叶绿素含量分别比处理CK2、CK1 增加了－1.3%、3.5%。 处理A 齐穗期光合速率为21.78 μmol·CO2·m－2s－1，比处理CK2、CK1 分别增加了10.6%、3.1%；三处理气孔导度差异较小。

表5 不同处理对水稻叶绿素含量与齐穗期光合效应的影响

2.6 不同处理对水稻干物质积累量的影响

由表6 所示，三处理N－n 期、拔节期、齐穗期干物质积累量表现为CK2＜A＜CK1， 处理A 成熟期干物质积累量1 204.8 kg／667 m2， 比处理CK2、CK1 分别增加348.1、22.0 kg／667 m2，增加了40.6%、1.9%。 处理A 齐穗后干物质积累量占籽粒产量百分比为76.3%， 比处理CK2、CK1 分别增加了－2.4 和3.3 个百分点。

表6 不同处理对水稻干物质积累量的影响

2.7 不同处理对水稻产量与产量构成因素的影响

由表7 所示，三处理穗长、穗成粒数、结实率、千粒重表现为CK2＞A＞CK1， 株高、 单位面积收获穗数表现为CK2＜A＜CK1，颖花量表现为CK2＜CK1＜A。 处理A 获得单产677.7 kg／667 m2，比处理CK1、CK2 分别增产5.5、182.7 kg／667 m2，增产了0.8%、36.9%。

表7 不同处理对水稻产量与产量构成因素的影响

3 结论与讨论

有机复合生物肥（40 kg／667 m2）与速效肥配施，在减氮25%、减磷钾10%的条件下，比常规施肥（N、P2O5、K2O：15.2、7.2、3.2 kg／667 m2）的处理CK1 增产了0.8%，比施用有机复合生物肥 （75 kg／667 m2） 的处理CK2 增产了36.9%。单位面积收获穗数与结实率的稳定，穗成粒数与千粒重的增加使其在获得了较多颖花量的同时又获得了较高的产量［6－8］。

水稻籽粒产量的80%以上来自穗后的干物质积累［9］。因此， 抽穗后的水稻群体叶面积指数与高效叶面积率、叶绿素含量与光合速率对产量的形成起着重要作用［4，9］。 本试验结果表明，与常规施肥相比，有机复合生物肥与速效肥配施处理齐穗期在保证群体叶面积指数稳定的前提下，高效叶面积率提高了5.1 个百分点，剑叶叶绿素含量与光合速率分别增加3.5%、3.1%，同时增施有机复合生物肥可长时间地维持较大的叶面积指数，有利于籽粒灌浆［10］。

土壤有机质含量的变化，是土壤有机物质和外来有机物质在复杂的条件下腐殖化和矿化作用的动态过程［11］。有机复合生物肥与速效肥配施可有效供给水稻生长发育所需要的氮磷钾等养分，避免大量单独施用化肥造成土壤板结、有益生物菌群落少等弊端，但该处理也同样存在土壤有机物质积累少的问题。只有适量施入有机肥或采用秸秆还田等措施才能保证土壤有机质的稳步增加，进而促进土壤肥力步入良性循环的轨道［12－13］。