有机肥料替代部分无机肥使用对水稻产量与肥料利用率的影响

龚明强

摘要 为探究有机肥替代无机肥对水稻的影响，开展了水稻有机肥替代无机肥的相关试验。结果表明，4 500  kg/hm2有机肥代替常规施肥20%无机肥料施用量下，与常规施肥处理①相比产量增加了104.4  kg/hm2，增产1.12%，成穗率、结实率、千粒重、经济系数提高。因此，施用4 500 kg/hm2有机肥料代替20%的无机肥料能够有效保证水稻产量，继续增加替代量水稻产量会有所下降。

关键词 水稻；有机肥；无机肥；产量

中图分类号 S511  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）10-0130-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.029

Abstract To explore the effect of organic fertilizer partially replacing inorganic fertilizer on rice， this experiment was carried out.The results showed that applying 4 500 kg/hm2 organic fertilizer instead of 20% inorganic fertilizer， the yield increased by 104.4 kg/hm2 compared with treatment ①，yield increased by 1.12%. Spike rate，seed setting rate，thousand grain weight and economic coefficient were increased.Applying 4 500 kg/hm2 organic fertilizer instead of 20% inorganic fertilizer could effectively ensure the yield of rice.Continue to increase the amount of organic fertilizer replacement， rice production declined.

Key words Rice;Organic fertilizer;Inorganic fertilizer;Production

为进一步探明光明崇明基地水稻作物的肥料利用率、田间施肥效果和土壤对农作物产量贡献率的问题，光明农业发展（集团）上海农业技术中心结合上海市化肥减量工作要求，开展2021年水稻化肥利用率田间试验，掌握水稻常规施肥、有机肥替代化肥对水稻化肥利用率的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年6月9日在光明米业农业技术中心试验田（8#）进行，供试品种为银香38。试验田地势均等，肥力均衡，前茬为油菜，土壤有机质含量23.6 g/kg，pH7.78，水解性氮129 mg/kg，有效磷34.3 mg/kg，速效钾 256 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设7个处理［处理①常规施肥（氮磷钾区）、处理②无磷区、处理③无钾区、处理④有机肥4 500 kg/hm2减肥20%、处理⑤有机肥6 750 kg/hm2减肥30%、处理⑥无氮区、处理⑦无肥区］。试验肥料主要有绿先机复合肥（N-P-K比例为12-10-14）、常规尿素（含氮率46.3%）、过磷酸钙（有效成分14%）、氯化钾（有效成分60%）。空白处理为不施肥。7个处理，3个重复，共21个小区，小区面积30～50 m2，具体肥料运筹见表1。

基肥施用时间为播种前7 d；苗肥尿素施用时间在播后15～30 d，分2次使用，复合肥单独使用一次；拔节肥在基部第一节间定长时使用，穗肥在叶龄余数2.5～3.0时使用。

1.3 测定项目与方法

试验前采集耕层混合土样一份，检测土壤pH、有机质、水解氮、有效磷、速效钾。试验中期考察不同处理植株苗情，每7 d一次。成熟期采集各小区的植株与果实（谷粒等）样品，测定谷草比，检测氮、磷、钾养分含量。各处理分3点取样，每个取样点取有代表性的100穴植株穗数，取其接近平均穗数植株10穴，测定水稻产量构成因素。收割前每重复取12 m2左右植株稻穗，重复3次，测定各处理实际产量［1-2］。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻茎蘖生长的影响 由表2可知，无肥处理⑦与无氮处理⑥分蘖期苗数与有效穗数明显低于其他处理，各处理高峰苗出现在7月28日，常规处理①最高，较其他处理分别增加62.55万、100.05万、57.45万、81.6万、225.15万、282.6万/hm2，说明磷、钾肥料对分蘖影响较小，氮素影响最大。处理④与处理⑤有效穗数比处理①分别下降了22.95万、35.55万/hm2，说明有机氮肥代替无机氮肥使用会对水稻有效穗产生一定影响，且随着代替量增加而增加［3］。从成穗率来看，处理④、处理⑤相对处理①增加了1.97%与1.85%，处理⑦、處理⑥与处理①存在显著差异，说明增加有机肥料，降低无机肥料的使用会增加水稻成穗率，减少无效分蘖的产生。

2.2 不同处理对水稻株高的影响

由表3可知，成熟期处理①的株高最高，为96.62 cm，较处理④与处理⑤分别高2.71和4.36 cm。无肥处理⑦株高最低，比处理①降低了20.16 cm，达显著差异，说明使用有机肥料代替无机肥料施用，会对水稻株高产生一定的影响，适当的代替量可以有效防止水稻倒伏，但有机肥料代替量过大会影响水稻总干物质重的积累，从而对产量造成影响［4-6］。各元素对株高的影响从高到低分别是氮、钾、磷。

2.3 不同处理对水稻产量构成因素的影响

由表4可知，从实际产量总体来看，处理④产量最高为9 410.85 kg/hm2，比常规处理①增加了1.12%，无明显差异，比处理②、③、⑤、⑥、⑦分别增加了9.44%、10.96%、5.39%、47.03%、65.57%。说明4 500 kg/hm2有机肥料代替20%的无机肥料使用能够有效保证水稻产量，继续增加替代量水稻产量会有所下降，同时氮磷钾素缺失情况下也会造成水稻产量下降，影响顺序从高到低是氮、钾、磷。

从有效穗数来看，处理①最高为317.70万/hm2，较处理④与处理⑤增加了7.79%和12.60%，比处理⑦增加了49.58%，说明有机肥料替代量增大，会造成有效穗下降。从结实率来看，增加有机肥料会提高水稻结实率增加；从千粒重来看，无肥处理⑦的千粒重最高，处理④与处理⑤较处理①分别增加了4.97%和5.28%，说明适当增加有机肥料的使用会使水稻千粒重增加。从总粒数来看，无机肥料降低水稻总粒数会有所下降，且受氮素影响较大。从经济系数来看，无肥处理最高为59.62%，有机肥料使用后，相对常规处理增加明显。

2.4 各处理水稻茎叶氮磷钾养分含量

由表5可知，处理⑥籽粒与茎叶中氮含量最低，处理②籽粒与茎叶磷含量最低，说明不施氮肥或磷肥会减少水稻对氮、磷的吸收。处理③籽粒含钾量比处理①低，茎叶钾含量比处理①高，不施钾肥对水稻钾素吸收影响较小，说明水稻对钾素吸收较为稳定，或者该田块钾素供应较为充足。处理④相对于处理①籽粒中氮、磷含量降低，钾含量增加，茎叶中氮、磷、钾含量都有所增加，说明有机肥料使用后，钾素吸收总量增加，水稻抗倒伏性增强，籽粒中氮、磷含量增加，千粒重会相应增加。

2.5 各处理不同肥料总吸收量及肥料利用率 从表6可以看出，处理⑥的氮、磷、钾吸收总量最低，说明不施氮肥的情况下会影响水稻对磷、钾的吸收。处理④相对于处理①，钾素吸收量增加，氮、磷吸收量减少，水稻抗性增加，继续加大替代量，氮、磷、钾吸收总量均下降，从而影响产量［7］。

从表7可以看出，处理④的氮素利用率为40.14%，比处理①增加5.68百分点，比处理⑤增加2.26百分点，磷肥吸收利用率为15.94%，比处理①、⑤分别增加了1.69百分点、1.65百分点，钾肥的吸收利用率为57.75%，比处理①与处理⑤分别增加了14.00百分点、3.92百分点，说明施用4 500 kg/hm2有机肥料代替20%无机肥料使用下，水稻氮、磷、钾素利用率显著提高，但继续加大替代量利用率会有所下降。处理④的养分农学利用率最高，氮肥的农学利用率为14.33 kg/kg，磷肥农学利用率为16.89 kg/kg，钾肥农学利用率为13.92 kg/kg。

2.6 不同处理对稻米品质的影响

由表8可知，不施肥处理⑦相比处理①，糙米率、整精米率、直链淀粉都有所降低，垩白度、透明度略有上升，碱消值无变化。处理④、⑤相比处理①，糙米率、整精米率、垩白度下降，透明度升高，直链淀粉含量差异不大，说明有机肥料使用下稻米碾磨品质下降，但外观品质升高，蒸煮品质略有升高。

3 结论与讨论

该试验结果表明4 500 kg/hm2有机肥代替常规施肥20%无机肥料用量下，与常规施肥处理①相比产量增加了104.4 kg/hm2，增产1.12%，成穗率、结实率、千粒重、经济系数提高，但成熟期株高降低，有效穗、总粒数下降。6 750 kg/hm2有机肥替代常规施肥30%肥料使用量下，与处理⑤相比产量降低了5.39%，有效穗与总粒数下降明显，说明用4 500 kg/hm2有机肥料代替20%无机肥料使用能够有效保证水稻产量，继续增加替代量水稻产量会有所下降，同时氮磷钾素缺失情况下也会造成水稻产量下降，影响从高到低依次是氮、钾、磷。

氮磷钾是作物生长发育过程中重要的营养元素。在该试验中，常规处理氮肥的吸收利用率为34.46%，磷肥吸收利用率为14.25%，钾肥吸收利用率为43.75%。3种肥料的农学利用率分别为11.07、11.9、9.83 kg/kg。有机肥料4 500 kg/hm2替代20%无机肥料使用后，肥料吸收利用率与农学利用率都相应上升，继续加大替代量后吸收利用率和农学利用率都开始大幅降低，说明有机肥料替代无机肥料的比例不能超过30%，否则将对产量造成影响。

研究表明有机肥料替代部分无机肥料使用后，碾磨品质会有所下降，但外观品质会有所上升，蒸煮品质略有升高［8］。张兰等［9］研究表明，施用有机肥料后稻米碾磨品质会下降，与该试验研究结果一致。吴春艳等［10］则认为增施有机肥料有利于稻米加工品质、外观品质的改善，与该试验结果有一定的差异。生产上要结合实际的田间土壤肥力，适当增加有机肥料的投入，可有效降低水稻株高，提高成穗率，改善水稻群体结构，控制无效分蘖的产生，同时能够提高肥料的利用率，减少环境污染，有利于农业可持续发展。

参考文献

［1］王爽，张平，龚明强，等.不同施肥方式对水稻生产特性及经济效益的影响［J］.安徽农业科学，2021，49（22）：155-157，160.

［2］龚明强，陈国平，杨景，等.几种复合肥对水稻产量及经济效益的影响［J］.安徽农业科学，2019，47（13）：152-154.

［3］ 郑仁兵，李敏，韩上，等.有机肥替代氮肥的水稻产量效应研究［J］.安徽农业科学，2017，45（22）：32-33，64.

［4］ 唐海明， 程爱武， 徐一兰，等. 长期有机无机肥配施对双季稻区水稻干物质积累及产量的影响［J］.农业现代化研究，2015，36（6）：1091-1098.

［5］ 秦建权，冯跃华，叶勇，等.有机无机肥配施对杂交水稻干物质生产、养分吸收及产量形成的影响［J］.中国稻米，2017，23（3）：59-62.

［6］ 杨胜玲，黄兴成，李渝，等.长期有机无机肥配施对水稻生长、干物質积累及产量的影响［J］.浙江农业学报，2022，34（9）：1815-1825.

［7］ 沈洋，张秀双，魏晓敏，等. 不同施氮肥处理对水稻植株吸磷量的影响［J］. 北方水稻，2011，41（5）：14-16.

［8］ 杜雪. 有机和无机氮肥对稻米品质影响的比较［D］.沈阳：沈阳农业大学，2016.

［9］ 张兰，班雁华，龙智翔，等.不同有机肥料对有机稻米品质的影响［J］. 安徽农业科学，2013，41（22）：9287-9289.

［10］ 吴春艳， 陈义， 许育新，等. 长期定位试验中施肥对稻米品质的影响［J］. 浙江农业学报， 2008，20（4）：256-260.