水稻绿色生产中有机氮部分替代无机氮减少化肥用量初步研究

黄玲娟 （上海市金山区农产品质量安全中心 201599）

2017年10月上海市金山区申报了全国绿色食品原料（稻谷）生产基地创建，申报面积约6 667 hm2，约占金山区水稻生产总面积的50%。其中，绿色食品生产要求有机氮用量需大于或等于无机氮用量，无机氮用量按当地同种作物习惯施肥用量减半使用（目前绿色食品认证中只要满足前一项条件即可）[1]。为满足此要求，金山区对创建区内的稻田每667 m2施用有机肥500 kg，再加上水稻秸秆还田、绿肥还田等，每667 m2有机氮供应量一般为12～13 kg；同时，金山区制定的《绿色水稻生产技术规程》中规定，水稻全生育期每667 m2无机氮总用量应控制在 12～13 kg，N、P2O5、K2O 配比为 1∶0.15～0.25∶0.2～0.3，前后期氮肥用量配比为7.5～8.5∶1.5～2.5。为验证金山区制定的《绿色水稻生产技术规程》是否合理，上海市金山区农产品质量安全中心在水稻绿色生产中有机无机肥配施的条件下，拟对化肥减施对水稻农艺性状、产量、氮肥利用率的影响进行研究。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验于2018年6月—10月在金山区朱泾镇珠丰农场进行，供试田块多年来一直采用水稻、绿肥轮茬种植方式，土壤肥力较高，具体的土壤基础理化性状见表1。

表1 试验田土壤基础理化性状

1.2 供试材料

供试水稻品种为金山区主栽优质水稻品种“金农香粳1267”，于6 月15 日进行机插秧移栽，采用大田机插，穴距15～16 cm，行距30 cm，每667 m2栽插1.4 万～1.5 万穴，每穴栽3～4 苗，每667 m2基本苗数5 万苗左右。

供试肥料为金山区一家有机肥厂生产的商品有机肥（450 元 /t）、46% 尿素（2 300 元 /t）、水稻专用配方肥（24-8-10，2 250 元/t）、复合肥（15-15-15，2 400 元 /t）。

于绿肥翻耕前（2018 年4月10 日）对试验田种植的绿肥采用对角线“三点”取样法进行割方，每个取样点实割1 m2，折算每667 m2产蚕豆（鲜重）600 kg、鲜草650 kg，每667 m2可提供有机氮分别为3.5、4.5 kg；前茬稻秸秆和稻根茬全量还田，每667 m2可提供有机氮5 kg；试验田在不施有机肥的情况下，每667 m2有机氮供应量已达13 kg；每667 m2再施入有机肥500 kg，每667 m2可提供有机氮5.9 kg。绿肥及有机肥的养分含量见表2、3。

表2 绿肥养分测定结果 （单位：%）

1.3 试验设计

试验设5个处理，各处理肥料运筹见表4，不设重复。选择3块土壤肥力相当且相连田块为试验田，稻常规生产。

表3 有机肥养分测定结果

表4 不同处理肥料施用情况

1.4 数据考察

土壤样本按5点法采集，水稻植株样本按对角线取3 穴。苗情考察、理产考察、割方测实产、成熟期水稻植株及土壤检测均参照相关标准和规定进行[2]。

2 结果与分析

2.1 苗 情

从定期苗情考查结果看，各处理的高峰苗数均出现在8 月4 日左右。由表5 可知，处理（3）、（4）、（5）的每667 m2高峰苗数分别为30.5 万、31.2 万、31.0 万苗，比处理（1）和处理（2）每667 m2苗数高4万苗以上。处理（3）、（4）的成穗率较高，较其他处理高3%左右。同时，据田间观察，8 月21日起可目测到处理（1）和处理（2）的水稻叶色比其他处理稍黄，但在此日期之前各处理间叶色无显著各处理间筑田埂相隔，各处理区均有单独进出水口，避免窜水窜肥。有机肥作基肥于5 月28日施入，然后翻耕1 次，复合肥作基肥于移栽前2～3 d（6 月12日）施入。病虫草害防治等栽培管理措施均同水差异。以上结果说明，有机无机肥配施有利于水稻有效分蘖的形成和成穗率的提高[3]。

表5 不同处理的苗情比较

2.2 生育期

由表6可知，处理（1）和处理（2）的水稻成熟期最早，处理（5）的成熟期居中，处理（3）和处理（4）的成熟期最晚。以上结果说明，有机无机肥配施可确保营养供应合理，有利于水稻籽粒灌浆。

表6 不同处理的生育期比较 （日期：月-日）

2.3 穗粒结构和产量

表7 不同处理的水稻产量及其构成比较

由表7可知，处理（1）和处理（2）的水稻植株比其他处理矮7 cm 以上，每667 m2有效穗数减少3万穗左右，每穗实粒数少10粒左右，千粒重重2 g左右。处理（3）和处理（4）的实产最高，每667 m2分别为617.3、618.9 kg；其次为处理（5），每667 m2为543.8 kg；处理（1）和处理（2）最低，每667 m2分别为463.1 和477.3 kg。处理（2）—（5）的实产分别比处理（1）增3.1%、33.3%、33.6%、17.4%；处理（3）、（4）的实产分别比处理（2）增29.3%、29.7%，分别比处理（5）增13.5%、13.8%。以上结果说明，有机无机肥配施对提高水稻产量有明显作用[3-5]。

2.4 氮素积累量和氮肥利用率

由图1 可知，处理（2）—（5）的每667 m2稻秆中氮素积累量分别比处理（1）提高0、 121.4%、104.3%、26.0%；处理（2）—（5）的每667 m2稻谷中氮素积累量分别比处理（1）提高3.2%、56.6%、58.1%、38.9%。处理（1）—（5）在水稻成熟期每667 m2氮素积累总量分别为7.98、8.13、14.59、14.11、10.67 kg，其中处理（3）、（4）的稻秆中氮素积累量较多，因而这两个处理表现出成熟期推迟。以上结果说明通过有机无机肥配施有利于养分的吸收转化，能提高水稻的氮素积累量[4-5]。

本试验未设缺素区，按空白对照、无机氮施用量计算氮肥利用率。其中，处理（3）、（4）分别比处理(5)减少无机氮用量50%、37.5%，无机氮利用率达63.6%、47.2%；而处理（5）的无机氮利用率仅为12.9%。以上结果表明有机无机肥配施可达到化肥利用率超40%的目标。

图1 不同处理稻秆和稻谷中氮素积累量比较

2.5 经济效益

绿色水稻基地创建中有机肥施用由政府进行补贴，故本试验不考虑有机肥施用成本。由表8可知，处理（3）的净收入最高，其次为处理（4），每667 m2分别比处理（1）增收273.3、265.1元；处理（2）的净收入反而比处理（1）每667 m2少7.4 元。若考虑有机肥施用成本，处理（3）、（4）的净收入仅比处理（1）每667 m2增收48.3、40.1 元。

表8 不同处理的水稻经济效益分析

2.6 土壤养分变化状况

由表9 可知，种植水稻后，土壤pH 下降0.1 左右；速效钾含量略有下降；有效磷含量除空白对照比试验前略有下降外，其他处理均较试验前有所增加；有机质和全氮含量试验前后变化不大。

表9 不同处理土壤养分状况分析

3 结论与讨论

氮肥是影响水稻植株性状和产量的主要因素。本试验结果表明，在每667 m2施商品有机肥500 kg的基础上，无机氮减量50%和无机氮减量37.5%处理的水稻产量比常规施肥处理分别增产13.5% 和13.8%，肥料对产量的贡献率为33.3%和33.6%，无机氮利用率达63.6%和47.2%。在本试验条件下，每667 m2施用无机氮10.4 kg 已能满足水稻全生育期的需肥量，该用量符合《长江中下游地区绿色食品水稻生产规程》中的无机氮用量建议[6]。

在不同土壤肥力下，按照有机氮和无机氮比例需超过1∶1的原则，需进一步开展试验来研究减施无机氮对水稻产量的影响，以期完善金山区《绿色水稻生产规程》，引导种植户按照规程进行生产。