不同有机肥氮替代化肥氮比例对水稻生产的影响

王恒祥+高树文

摘 要：本文通过田间试验研究了在总施氮量一致情况下不同有机肥氮代替化肥氮比例对水稻生产和氮肥利用率的影响。试验结果表明：在水稻生产过程中，有机无机氮肥配施能为作物生长提供稳定的氮素养分供应，能满足水稻各生育期对氮素的需求，从而提高水稻产量和氮肥利用率，但并不是有机氮替代比例越高越好，当有机氮替代比例在20%～30%时最有利于水稻的生长和氮肥利用率的提高，而当有机氮的替代比例超过40%时，由于前期养分释放慢，不能为水稻及时提供所需的养分，影响水稻生长发育，进而影响产量。

关键词：水稻产量；有机氮；无机氮；替代比例

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180133002

随着农业产业结构调整和生产水平的不断提高，畜禽粪便、农作物秸秆等有机农业废弃物的排放量日益增加，而对原来用作燃料、肥料的农业废弃物利用却越来越少，农民为了进一步提高产量，生产上一味加大化肥投入量，导致土壤肥力下降和生态环境的恶化，因此如何有效利用畜禽粪便、农作物秸秆等有机废弃物已成为急需解决的问题。大量研究表明[1，2]，在种植业生产中利用固体有机废弃物制造有机肥配合化肥施用，可改善土壤理化性状，提高肥料利用率，增加作物产量。本文通过田间试验研究了在总施氮量一致的情况下不同有机肥氮代替化肥氮比例对水稻生产和氮肥利用率的影响，试图探索出有机肥料氮替代化肥氮的最适比例，为制定适合射阳县有机无机复混肥配方提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点安排在射阳县四明镇新南村，前茬作物为小麦。供试土壤为水稻土，其基本理化性状为：有机质18.7g/kg、全氮1.09g/kg、碱解氮68mg/kg、有效磷16.1mg/kg、速效钾131mg/kg、pH7.99。

1.2 试验材料

供试作物为水稻，品种南粳9108，栽插密度1.8万穴/667m2，每穴4苗，每667m27.2万基本苗，目标产量650kg/667m2。供试化肥为尿素（46%）、普通过磷酸钙（12%）、氯化钾（60%）、配方肥（23-12-8），有机肥是以猪粪、鸡粪、废弃菌棒为主要原料经堆腐发酵制成，其有机质含量45.6%，N、P2O5、K2O分别为1.73%、2.04%、1.42%。

1.3 试验设计

试验设计8个处理，无氮处理为1个处理，其他各处理总施氮量一致，详见表1[3]；所有处理的磷钾肥用量一致，P2O5用量3 kg /667m2、K2O用量2kg/667m2，磷钾肥和有机肥作为基肥1次施用，氮肥运筹为基肥：分蘖肥：促花肥：保花肥=4：3：2：1；采用大田小区试验的方法，小区面積3m×10m=30m2，小区间田埂用塑料薄膜包裹，隔离防渗，四周设保护行，每个小区均单设进、排水口，3次重复，随机区组排列，常规田间管理。

1.4 调查项目

主要考察水稻各生育期进程、产量以及土壤、植株样品的采集化验。其中土样采集分别在施基肥前、移栽后7d、14d、28d、56d、84d、98d和收获后，风干混匀后过20目筛后，利用碱解扩散法检测碱解氮含量；植株采集在收获前每小区选取3m2考察穗数、每穗粒数、实粒数，收割晒干后测千粒重，检测秸秆和籽粒的含氮量。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤碱解氮含量的影响

土壤碱解氮包括无机态氮（铵态氮、硝态氮）及易水解的有机态氮（氨基酸、酰胺和易水解蛋白质），能反映土壤近期内氮素供应情况。水稻全生育期土壤碱解氮检测结果显示（见图1），无氮区的土壤碱解氮在水稻整个生育期一直处于最低，主要是由于没有外来氮素的投入；所有施肥处理的土壤碱解氮在外来氮源和土壤自身作用下呈先升后降的趋势；单施化肥（0：10）处理的土壤碱解氮前期上升速度最快，含量在移栽后28d时达到138mg/kg，高于其他配施处理，但中后期其下降幅度和速度也明显高于其他处理，主要是单施化肥可使土壤溶液中的无机氮含量快速增加，但由于土壤中缺少微生物的固氮作用，无机氮易挥发损失；单施有机肥（10：0）处理的土壤碱解氮由于没有化肥的投入，前期氮素释放慢，供氮能力不足，但随着有机氮的分解，水稻生长后期营养状况又好于其他处理，其土壤碱解氮最高值出现在移栽后84d时，达到105 mg/kg；有机无机配施处理的土壤碱解氮含量下降趋势相对平稳，并且在水稻各生长期能有效提供养分，但有机氮替代比例较高的4：6和5：5处理的土壤碱解氮最高值出现在移栽后的56d，说明有机氮比例越高，氮的矿化越慢，前期不能及时为水稻生长提供所需的养分，影响水稻的生长发育，进而影响产量。

2.2 不同处理对水稻产量及产量结构的影响

根据本试验结果来看，无氮处理的产量及其产量结构均明显低于其他施氮处理，说明氮素对水稻生长的影响极其显著；其他施氮肥处理的产量也因有机氮无机氮的配比不同存在一定的差异。从表2中可以看出，在有效穗数统计方面，有机氮替代比例较低的处理3、4、5与单施化肥的处理2相比差异不大，而单施有机肥的处理8和有机氮替代比例达50%的处理7尽管总施氮量一致，但由于其养分释放慢，前期氮素供应不足，影响了水稻的分蘖，其有效穗数相对于其他施肥处理明显偏少。从结实率和千粒重方面看，每穗形成的粒数以单施无机肥的处理最高，分别比无氮处理、单施有机肥处理和有机氮替代比例为50%的处理高31%、21%、14%，与其他处理差别不明显；但在结实率和千粒重上，单施化肥除了比无氮处理高，均低于其他处理，主要是无机氮释放快，后期养分供应不足，有机氮养分释放慢，在灌浆期时能基本满足作物需求，形成的籽粒相对饱满。在最终产量方面，有机氮替代比例在10%～30%的产量与单施化肥相比略有增加，增产幅度为1.1%～2.7%，有机氮替代比例在40%～100%的产量则比单施化肥下降，降幅为2.7%～20%，这说明根据水稻生长需肥特性和土壤供肥性能合理制定施肥方案，用适当的有机氮替代无机氮不但不会减少水稻产量，还能起到一定的增产作用，但根据本试结果有机氮的替代比例不宜超过40%。

2.3 不同处理对水稻氮肥利用率的影响

根据表3统计结果可以看出，单施化肥的氮肥利用率和氮肥农学效率分别为38.6%和14.3kg/kg，均高于有机氮替代比例在40%以上的处理，但低于有机氮替代比例在10%～30%的处理，这说明在有机肥无机肥配比合理的情况下，能有效增加水稻对氮素的吸收利用，提高单位氮肥的产出量；而在相同氮肥用量下，有机氮比重过高，则会降低当季作物氮肥利用率和农学效率，相当部分的氮素被固定在土壤微生物体内只能供下季作物使用。

3 结论

在水稻生产过程中，有机无机氮肥配施能为作物生长提供稳定的氮素养分供应，满足水稻各生育期对氮素的需求，从而提高水稻产量和氮肥利用率，但并不是有机氮替代比例越高越好，本试验结果表明，有机氮替代比例在20%～30%时最有利于水稻的生长和氮肥利用率的提高，而当有机氮的替代比例超过40%时，由于前期养分释放慢，不能为水稻及时提供所需的养分，影响水稻生长发育，进而影响产量。

参考文献

[1]高菊生，徐明岗，王伯仁，等.长期有机无机肥配施对土壤肥力及水稻产量的影响[J].中国农学通报，2005，21（8）：211-214，259.

[2]孟琳，张小莉，蒋小芳，等.有机肥料氮替代部分化肥氮对稻谷产量的影响及替代率[J].中国农业科学，2009，42（2）：532-542.

[3]江苏省耕地质量与农业环境保护站[C].2016年江苏省测土配方施肥管理与技术培训资料，2016.endprint