有机肥替代基肥中部分化肥对水稻穗粒结构及产量构成的影响

王爱听 高时凤 程 驭 周 兵*

（1安徽省庐江台湾农民创业园管理委员会农业农村局，安徽庐江 231533；2庐江县白山镇农业技术推广站，安徽庐江 231531；3庐江县农业技术推广中心，安徽庐江 231500）

肥料作为农业生产的基础物质，是提高粮食产量的重要因素之一。肥料的大量施用，在一定程度上保障了我国粮食安全，20 世纪50 年代以来，随着化学肥料在我国的大量使用，粮食产量大幅度增加[1]。研究表明，长期单施化肥会使土壤表层pH 降低，主要是因为连续施用化学肥料加速了土壤的硝化过程，同时刺激根系释放更多的H+，进而导致土壤酸化[2]。我国有机资源丰富，折合氮磷钾养分总量为7 300 万t，主要分为作物秸秆、绿肥、畜禽粪便和商品有机肥[3]。有机肥富含有氮、磷、钾、镁、硫等作物生长发育所需的大部分营养元素和微量元素，同时富含有机物质和多种生长调节物质，能提高土壤有机质含量，增强土壤保水保肥能力，改善农业生产环境[4]。单施有机肥虽然可以维持土壤肥力和保持一定的产量，但很难大幅度地提高农作物产量[5]。近年来，为推进农业绿色高质量发展，不同学者已开展了有机肥部分替代化肥的相关研究[6-14]。本试验通过设置不同有机肥替代基肥中部分化肥处理，拟筛选出适宜庐江地区水稻有机肥替代化肥的最佳比例，达到化肥减量增效的目的，为水稻合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于庐江县郭河现代农业示范区（31.48°N，117.23°E，海拔高程6.6 m）。试验田土壤为河流冲积物母质发育形成的潴育型水稻土亚类砂泥田土属砂泥田土种，耕层土壤质地为中壤，土壤含丰富有机质，肥力水平中上等，耕作层厚17.2～19.5 cm，pH 6.4左右，属于典型的河流冲积物形成的砂泥田，前茬作物为小麦。土壤理化性质如下：土壤pH 6.0，有机质31.1 g/kg，全氮0.83 g/kg，有效磷（P2O5）3.6 mg/kg，速效钾（K2O）40.0 mg/kg。

1.2 试验材料

供试品种为申优26，属早熟晚粳杂交稻品种；供试有机肥（纯N、P2O5、K2O 含量分别为2.21%、6.81%和3.51%），由安徽祥丰肥业有限公司提供；化肥均采用单质肥料：尿素（纯N，46.00%）、过磷酸钙（P2O5，12.00%）和氯化钾（K2O，60.00%）。

1.3 试验设计

试验设置7个小区，每小区面积为76.0 m2，各小区间做埂并用塑料薄膜隔开，防止水肥混串。埂高30.0 cm，埂宽40.0 cm。小区四周设保护行，保护行1.5 m以上。每小区为1个试验处理。处理1（T1）：常规施肥，无氮；处理2（T2）：配方施肥，基肥用有机肥替代40%化肥；处理3（T3）：配方施肥，基肥用有机肥替代30%化肥；处理4（T4）：配方施肥，基肥用有机肥替代20%化肥；处理5（T5）：配方施肥，基肥用有机肥替代10%化肥；处理6（T6）：不施肥（CK）；处理7（T7）：常规配方施肥。各处理分别扣除有机肥氮、磷、钾含量后用尿素、过磷酸钙、氯化钾补足，有机肥和磷肥作基肥一次性施入。尿素按照基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3分次施入，钾肥按照基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3分次施入（表1）。

1.4 试验操作

5月16日播种，采取软盘旱育毯状秧，每盘（7寸盘）播种干谷90 g。播种后堆叠暗化2～4 d，摆盘于事先准备好的秧床上。6 月5 日，采取人工栽插方式进行移栽，栽插规格为25.0 cm×18.0 cm，栽插约22.2 万穴/hm2，每穴4～5苗。基肥、蘖肥、穗肥分别于移栽前1 d、移栽后7 d 和幼穗分化2 期施用。水稻移栽后以浅灌为主，深度以苗高的一半为宜；返青后保持浅水层；80%够苗期排水晒田，控制无效分蘖，采取分次晒田方式；拔节后灌浅水施促保花肥，孕穗前期间歇灌溉，孕穗后期至灌浆期保持浅水层；成熟保持田间湿润。及时进行病虫草害防治。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 生育进程记录各处理的主要生育期，包括播种期、移栽期、始穗期、齐穗期、成熟期。

1.5.2 茎蘖动态于移栽前和移栽后每5～7 d记录各处理茎蘖数。

1.5.3 实测产量及产量构成因子成熟期在每个小区选取长势一致的区域作为测产区（5.0 m2）。植株收割后脱粒并将稻谷晒干，然后用风选机风选去除杂质和空秕粒。待稻谷吸湿平衡后测定稻谷重量及籽粒含水量，然后折算成14.0%含水量的产量；从测产区域相邻四边取样，用于调查产量构成因子，每边选取3穴，共12穴。考查各处理有效穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重。

1.6 调查取样分析与数据处理

采用Microsoft Excel 整理数据，用SPSS 22.0 统计软件进行方差分析。表格中同列数据后的小写字母表示在0.05水平上的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理生育期

由表2可知，各处理全生育期在159～166 d。T6（CK）全生育期最短，仅为159 d；T5和T7全生育期相当且最长，达到了166 d，较T6长7 d；T2、T3和T4全生育期相当，为164 d，较CK长5 d；T1全生育期为160 d，较CK长1 d。

表2 各处理生育期表现

2.2 不同处理茎蘖动态

由表3 可知，各处理高峰苗出现在7 月2 日前后，T6高峰苗最少，仅为285.6 万株/hm2；T3高峰苗最多，达到了557.4 万株/hm2，较T6增加95.2%，差异极显著；T2、T4和T5高峰苗相当，分别为510.7、510.1 和500.2 万株/hm2，较T6分别增加78.8%、78.6%和75.1%，差异极显著；T7为480.1万株/hm2，较CK增加68.1%，差异极显著；T1高峰苗为327.4 万株/hm2，较CK增加14.6%，差异显著。

表3 各处理茎蘖动态表现

2.3 不同处理的实测产量及产量构成

由表4可知，T7有效穗数最多，达到了243.9 万穗/hm2，较CK增加44.8%，差异极显著；T4和T5有效穗数相当，分别为242.4、240.2万穗/hm2，较T6分别增加43.9%、42.6%，差异极显著；T3有效穗数为225.8 万穗/hm2，较T6增加34.1%，差异极显著；T2为215.7 万穗/hm2，较T6增加28.1%，差异极显著；T1有效穗数为170.6 万穗/hm2，较T6增加1.3%。T7穗总粒数最多，达到了204.4粒；T4和T5相当，分别达到194.2、190.9粒；穗总粒数最少得是T6，仅有156.3 粒。各处理中，T1和T6结实率相当且较高，分别达到了96.6%、96.5%；T3 结实率为94.2%；各处理中，T2结实率最低，为90.1%。各处理中，千粒重变幅为23.5~26.4 g，其中，T2千粒重最大，达到了26.4 g，其次为T6，为26.1g，千粒重最低的是T7，仅为23.5 g。T4实测产量最高，达到了10 897.41 kg/hm2，较T6增产4 268.1 kg/hm2，增幅为64.4%，差异极显著；其次是T7，实测产量为10 754.82 kg/hm2，较T6增产4 125.5 kg/hm2，增幅为62.2%，差异极显著；T5为10 025.56 kg/hm2，较T6增产3 396.2 kg/hm2，增幅为51.2%，差异极显著；T6实测产量最低，仅为6 629.32 kg/hm2（表4）。

表4 不同处理实测产量及产量构成表现

3 结论与讨论

通过对各处理全生育期、茎蘖动态、主要农艺性状、经济性状及实收测产结果的调查分析，结果表明，T2（配方施肥，基肥用有机肥替代40%化肥）全生育期适中，有效穗数中等，穗粒结构均衡，产量偏低；T3（配方施肥，基肥用有机肥替代30%化肥）全生育期适中，有效穗数中等，穗粒结构均衡，产量偏低；T4（配方施肥，基肥用有机肥替代20%化肥）全生育期适中，有效穗数多，穗粒结构均衡，产量高；T5（配方施肥，基肥用有机肥替代10%化肥）全生育期偏长，有效穗数多，穗粒结构好，千粒重偏小，产量较高；T7（常规配方施肥）全生育期偏长，有效穗数多，穗粒结构好，千粒重偏小，产量高。由此可见，用有机肥替代20%基肥中的化肥处理，综合表现最好，可以在庐江地区进行大面积推广应用。

本试验采用有机肥替代基肥中的部分化肥，达到了化肥减量增效的目的，但是试验仅从全生育期、穗粒结构和实测产量方面进行分析，还缺少对各处理抗逆性和食味品质的研究，抗逆性研究要结合田间表现和人工接种等进行。