长期施用有机肥对稻田的改良培肥效应

陈红金，章日亮，吴春艳

(1.浙江省耕地质量与肥料管理总站， 浙江 杭州 310020； 2.兰溪市农业局 土壤与肥料工作站，浙江 兰溪 321100;3.浙江省农业科学院 资源环境与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

耕地是农业生产的根本，也是人类赖以生存和发展的物质基础[1]。联合国粮食及农业组织(FAO)统计数据显示，我国耕地土壤肥力基础薄弱，居世界中下游水平[2]。长期重施化肥，轻施有机肥，只用地不养地的施肥习惯进一步加剧了耕地质量水平的下降[3]，致使土壤有机质含量偏低、养分不均，综合肥力下降[4]，质地劣化、结构变差，引发土壤板结、盐渍化等问题[5]，严重制约着耕地生产能力的可持续发展[6]。

有机肥养分含量丰富，既含有氮、磷、钾等大量元素，也富含钙、镁、硫等中微量元素，施用有机肥既供给植物生长发育所必须的养分，也能增加土壤养分含量，改善土壤理化性状[7-9]。此外，有机肥富含大量有机物质，直接施用显著提高土壤有机质含量[10]，提高土壤酸碱缓冲性能，促进微生物繁殖[11]，提高作物产量[12]，改善农产品品质[13]。可见，施用有机肥是培肥地力、改良土壤的重要方式[14]。以往的研究多数时间较短，难以反映有机肥长期施用对土壤的改良培肥效果，为此，本研究采用田间定位试验，研究长期施用有机肥对土壤养分含量和后季作物产量的影响，以期为耕地的改良培肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试土壤有机质27.10 g·kg-1，全氮1.64 g·kg-1，有效磷14.60 mg·kg-1，速效钾 48.00 mg·kg-1，pH值5.20。供试肥料商品有机肥含N 4%，P2O52%，K2O 2%，碳酸氢铵含N 17%，尿素含N 46%，过磷酸钙P2O512%，氯化钾含K2O 60%。供试水稻2011年、2012年和2014年为深两优5814，2013年、2015年、2016年分别为内5优8015、中浙优1号和Y两优2号。

1.2 处理设计

试验设施用有机肥处理，每季用量为6 000 kg·hm-2，常规施肥处理，施碳酸氢铵1 200 kg·hm-2，尿素300 kg·hm-2，过磷酸钙150 kg·hm-2，氯化钾300 kg·hm-2，以不施肥为对照。

1.3 测定项目

水稻收获期实收计产，同时取土样测定有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和pH值。

2 结果与分析

2.1 对水稻产量的影响

由表1可见，肥料的施用不同程度地提高了水稻产量，常规施肥和施用商品有机肥水稻产量分别较不施肥对照提高9.6%～103.7%和19.2%～135.3%；与常规施肥相比，施用有机肥水稻产量有所提高，其中2011—2016年水稻产量增幅分别为8.8%、6.5%、9.9%、13.3%、15.5%和11.4%。可见，施肥是提高水稻产量的有效措施，施用商品有机肥可在常规施肥的基础上进一步提高水稻产量。

表1 施用有机肥对水稻产量的影响

2.2 对土壤有机质和全氮含量的影响

土壤有机质含量是表征土壤肥力水平的重要指标。图1所示，试验中后期(2013—2016年)，施用有机肥的耕地土壤有机质水平最高，不施肥对照次之，常规施肥土壤有机质含量最低，至2015年施用有机肥、不施肥和常规施肥土壤有机质含量分别为28.80、27.30和26.70 g·kg-1；此外，有机肥处理土壤有机质含量呈逐年增加趋势，至2016年土壤有机质含量较试验前土壤基础值高4.8%，不施肥土壤有机质含量变化不大，常规施肥土壤有机质含量呈下降态势。可见，施用有机肥具有较好的有机质提升效果。

试验中的2013—2016年，不同处理间土壤全氮含量出现差异：施用有机肥土壤全氮含量高于不施肥和常规施肥，如2016年施用有机肥土壤全氮含量分别较不施肥和常规施肥高3.6%和4.2%；此外，试验期间施用有机肥的土壤全氮含量呈逐渐增加态势，但不施肥和常规施肥土壤全氮含量变化不大。可见，施用商品有机肥增加土壤全氮含量的效果最佳，且具有长期、持续性效应。

图1 施用有机肥对土壤有机质和全氮含量的影响

2.3 对土壤有效磷和速效钾含量的影响

施肥是增加土壤有效磷含量的重要手段。图2所示，有机肥处理土壤有效磷含量最高，常规施肥次之，不施肥对照土壤有效磷含量最低，其中，常规施肥和施用有机肥土壤有效磷含量分别是不施肥对照的1.15～1.57倍和1.41～2.00倍；此外，常规施肥和施用有机肥土壤有效磷含量呈逐年增加态势，至2016年常规施肥和施用有机肥土壤有效磷含量分别是试验前土壤基础值的1.64和2.08倍。可见，有机肥和常规施肥处理均可提高土壤有效磷含量，但施用有机肥对土壤有效磷含量的提升效果最为突出。

图2 施用有机肥对土壤有效磷和速效钾含量的影响

不同施肥处理对土壤速效钾含量的影响不同，其中，施用有机肥土壤速效钾含量最高，常规施肥次之，不施肥对照速效钾含量最低；由速效钾变化趋势可见，有机肥和常规施肥处理土壤速效钾含量呈逐渐增加态势，其中2016年施用有机肥和常规施肥土壤速效钾含量分别是试验前土壤基础值的1.50和1.92倍，但不施肥对照土壤速效钾含量变化不大，在48.00～61.00 mg·kg-1。由此可见，施肥是提高土壤速效钾含量的重要手段，施用有机肥具有最为突出的速效钾提升效果。

2.4 对土壤pH值的影响

施肥对土壤pH值的影响逐年明显(图3)，2014—2016年试验中，有机肥处理土壤pH值最高，常规施肥次之，不施肥对照土壤pH值最小；此外，施用有机肥土壤pH值呈逐年提高趋势：由试验前土壤基础值5.2提高到6.2，改酸性土壤为微酸性土壤，而常规施肥和不施肥对照土壤pH值变化不大。结果表明，施用有机肥可作为酸性土壤耕地质量提升的最佳措施。

图3 施用有机肥对土壤pH值的影响

3 讨论

有机肥含有大量的有机物质、无机物质和有益微生物，施入土壤后能迅速提高土壤有机质含量和微生物数量，增加土壤酶的活性，促进土壤难溶矿物质养分的释放，进一步提高土壤养分的有效性[15]，本研究结果显示，施用有机肥有效提高了土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，随着有机肥施用年限的增加，土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈增加趋势。

施用有机肥(化学肥料配施有机肥和单施有机肥)，土壤pH值保持稳定或较试验开始有所升高，以单施有机肥处理pH值升幅最大[16]。丁玉梅等[17]的研究结果，有机肥用量600～1 200 kg·hm-2时，对烟株根际土壤pH值的调控作用最为显著。肖辉等[18]研究认为，设施土壤施用化肥降低了土壤pH值，施用鸡粪、猪粪能提高土壤pH值，但商品有机肥对土壤pH值的影响不明显。本研究显示，施用有机肥土壤pH值高于常规施肥，施用有机肥时间越长，土壤pH值越高。

增施有机肥是提高作物产量和品质的有效措施，增施有机肥的福橙产量较对照高13.1%，并有效提高了葡萄产量[19-20]；增施有机肥可提高食用木薯的光合作用，提高块根产量[21]；施用牛粪、鸡粪、猪粪有机肥较单施化肥可促进西瓜营养生长和氮、钾养分的运转，显著提高西瓜产量和养分的吸收积累量，西瓜产量较化肥处理分别显著提高了27.4%、31.6%和30.2%[22]。本研究结果显示，施用商品有机肥有效提高了水稻产量，可能是施用有机肥提高了土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，改善了土壤酸碱度，进而促进水稻生长的结果。