减氮条件下施用蚓粪对水稻生长及产量的影响

周星 徐年龙 周娜娜 徐梦彬 王升

（江苏省盐城农垦农业科学研究所，江苏 盐城 224314）

高强度集约化农业生产中大量施用化肥虽能够满足人类对粮食的需求，但同时也会对土壤及周围环境造成极大的污染[1-3]，长此下去，土壤极易出现板结、盐渍化、生产力下降及水体富营养化等诸多问题，同时也会对作物生长产生不利影响[4-7]。与此同时，随着经济的快速发展和人口的增加，在农业生产中积累了大量随处丢置的有机废弃物，产生了较为严重的资源浪费及环境污染[8-10]。发展合适的有机废弃物处理技术可以较好解决上述问题。研究发现，利用蚯蚓处理有机废弃物是一种低成本且高效环保的技术[11]。蚓粪是通过蚯蚓及其体内微生物的共同作用对有机物进行矿化和腐殖化后得到的产物，是一种颗粒均匀、保水透气性好、养分含量高，同时含有多种微生物及植物激素的类似泥炭状物质，施用后对植物的生长有着积极的作用，是理想的有机肥[12-15]。

水稻是我国重要的粮食作物，我国60%的人口以稻米为主食，提高水稻产量是保障我国粮食安全的重要途径之一。前人研究蚓粪对水稻生长的影响主要集中在育秧基质及水稻苗期和抽穗期，对水稻整个生长期及产量形成的影响较少。本试验是在减少化肥用量的基础上，研究不同用量蚓粪对水稻生长及产量的影响，旨在为水稻的优质高产栽培提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2020年设在江苏省盐城市射阳县新洋农科所试验田（120°15′50″E、33°40′30″N），壤性潮盐土，前茬作物为小麦。土壤肥力中等，有机质含量24.3 g/kg，全氮 1.81 g/kg，碱解氮 118 mg/kg，速效磷 18.6 mg/kg，速效钾 95 mg/kg，pH 值 7.9。

1.2 试验材料

供试品种为南粳9108，由江苏省农垦农业发展股份有限公司新洋分公司提供。供试肥料：润垦尿素（总氮≥46.4%），由江苏双多化工有限公司生产；润垦磷酸二铵（18-46-0，总养分≥64%），由瓮福（集团）有限责任公司生产；复合肥（N-P-K 为15-15-15，总养分≥45%），由苏州上研化肥科技发展有限公司生产；蚓粪，南京肥甘农业科技有限公司生产。

1.3 试验设计

试验共设8个处理，具体见表1。每个处理面积200.2 m（2南北长7 m，东西长28.6 m），水浆管理与病虫害防治同其他大田。

表1 8 种肥料处理方案 （单位：kg/667 m2）

1.4 田间管理

5月7日落谷，6月15日机械移栽，10月27日机械收割。6月14日人工撒施基肥，6月24日施用第1遍分蘖肥，7月1日施用第 2 遍分蘖肥，7月23日施用促花肥，8月5日施用保花肥，其余措施同大田。蚓粪于6月14日人工一次性撒施用作基肥。

1.5 测定项目及方法

1.5.1 地上部干物质量

每个小区选择5 丛长势一致的水稻，洗净后于105 ℃杀青后烘至恒质量，称重。

1.5.2 叶绿素

在晴天下午选择长势一致的水稻，用SPAD-502仪器测定，每隔7 d 测定1 次。

1.5.3 灌浆速率

在水稻始穗时每个小区选择长势一致的10个稻穗，剪取后放入烘箱中烘干，称重，同时记录每个小区水稻总粒数，之后根据公式计算灌浆速率。

1.5.4 产量和产量构成因子

在每个小区中挑选出长势均匀的地块进行割方测产，之后从脱粒后的水稻中取1 kg 样品用于测定千粒重。于成熟期时在每个小区人工调查3个点（每个点10 丛水稻）的有效穗数，之后从小区中挑选出3 丛水稻进行考种，调查每穗总粒数和瘪粒数。

1.6 数据处理及分析

采用Microsoft Excel 2010 软件处理数据及制表绘图。

2 结果与分析

2.1 对水稻地上部干物质量的影响

由图1 得出，V3 和V5 处理各个时期的地上部干物质量高于对照V2；在减氮10%的条件下，随着蚓粪施用量的增加，水稻地上部干物质量呈先下降后上升的趋势；在减氮15%的条件下，随着蚓粪施用量的增加，水稻地上部干物质量呈逐渐上升的趋势，且除成熟期之外，其余时期施蚓粪的处理水稻地上部干物质量都高于对照；不施肥的处理水稻地上部干物质量最低。说明在减氮10%的条件下，施用蚓粪400 kg/667 m2的处理水稻地上部生长佳。

图1 不同处理对不同时期水稻地上部干物质量的影响

2.2 对水稻叶绿素含量的影响

由图2 可见，不施肥的处理水稻叶绿素含量在不同时期都最低；在减氮10%的条件下，随着蚓粪施用量的增加，水稻叶绿素含量呈逐渐增加的趋势，9月18日之后V5 处理最高；V7 处理水稻叶绿素含量只在9月18日前高于V2，但V8 处理水稻叶绿素含量大多时期都高于V2。说明减施氮肥后，需要提高蚓粪的用量才能提高水稻的光合作用。

图2 不同处理对不同时期水稻叶绿素含量的影响

2.3 对水稻灌浆速率的影响

由图3 可见，V2 的水稻灌浆速率高峰值出现在灌浆后14 d 左右，除V3 处理外，其他减氮施蚓粪处理的灌浆速率高峰值出现时间与对照相同。在减氮条件下，灌浆速率较高值都出现在施用300~400 kg/667 m2蚓粪的处理，且300 kg/667 m2的蚓粪处理灌浆速率均高于对照。说明减氮条件下施用300~400 kg/667 m2蚓粪能提高水稻的灌浆速率。

图3 不同处理对不同时期水稻灌浆速率的影响

2.4 对水稻产量及其构成因子的影响

由表2 可知，与V2 相比，只有V4 和V5 处理的产量增加。有效穗数V5 和V7 处理高于V2，且V5 处理最高；施用蚓粪后水稻实粒数都高于V2，且以V7 处理最多；减氮10%条件下施用蚓粪的处理结实率均低于V2，但在减氮15%条件下水稻的结实率有所增加且在施用400 kg/667 m2时（V8）达到最高；施用蚓粪后的水稻千粒重均高于V2。V5 处理不仅增加了有效穗数，还提高了实粒数和千粒重，但由于所需蚓粪量较大，与V2 相比净效益降幅较大。

表2 不同处理对水稻产量及其构成因子的影响

3 讨论与结论

大量研究表明，施用蚓粪后有利于促进作物地上部生长[16-18]。本试验表明，施用蚓粪后延长了水稻叶片的光合作用时间，且在施用较高用量（300~400 kg/667 m2）后能提高水稻的灌浆速率，这与以往的研究结果一致[19-20]。在蚓粪高用量下，蚓粪中养分活性高且含有多种微生物，施入土壤后带入了大量活性物质，改善了作物生长的生态环境，有利于作物地上部生长，进一步增强了作物的光合作用，灌浆速率也随之提高，进而提高了水稻结实率和千粒重，最终提高产量。虽然短时间内由于蚓粪施用量较大会导致净效益偏低，但长期施用有利于改善土壤性状，为作物高产打下坚实基础。