炭基长效肥对水稻产量及经济效益的影响

魏祥艾

摘要    为明确炭基长效肥对水稻产量及经济效益的影响，通过田间小区试验，设置习惯施肥（对照）、稳定性肥料常量施用和稳定性肥料减量施用3个处理，研究了炭基长效肥用量对水稻产量、氮肥利用率及经济效益的影响。结果表明，炭基长效肥常量和减量施用处理水稻产量分别较农民习惯施肥增加10.75%和10.74%，增产显著，主要通过提高水稻产量构成中的有效穗数来提高产量;炭基长效肥减量施用处理水稻产量低于常量施用处理，但两者之间无显著性差异;结合水稻种植的经济效益性，炭基长效肥常量和减量处理纯收入分别较农民习惯施肥增加12.42%、14.40%，炭基长效肥减量施用较常量施用投入少、产投比高。因此，本试验条件下，水稻生产上施用炭基長效肥料能够实现节本增效，且以减量基施炭基长效肥（450 kg/hm2）节本增效效果最佳。

关键词    水稻;炭基长效肥;产量;经济效益

中图分类号    S511;S147.5        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）15-0011-02

据统计，近年来我国农业生产中单位面积肥料施用量是世界平均水平的1.6倍，全年总施肥量高达1.23亿t以上[1];但是目前氮、磷、钾肥料利用率很低，仅为10%～50%，导致生产成本增加，还造成土壤性质恶化。农民习惯通过增加施肥量来提高水稻产量，水稻过量施肥现象屡见不鲜，导致水稻过量施肥程度达43.48%[2]。

炭基肥料是一种新型的缓释肥料，将生物炭与肥料混合利用，制备生物炭基肥，充分发挥二者的优势，不仅为废弃能源再利用提供了新途径，而且减少了化肥施用量，提高了肥料利用率，促进了作物优质高产，降低了农业生产成本;同时减轻了因肥料过量施用带来的土壤环境问题，可增加土壤炭基-有机质含量，改良土壤物理化学性质[3-4]。但是在水稻种植上炭基肥料施用研究相对较少，本试验通过研究炭基长效肥不同用量对水稻产量和经济效益的影响，以期明确炭基长效肥合理的施用量，旨在为炭基长效肥在水稻生产上合理施用提供技术支撑。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验于2018年5—9月在安徽水旱轮作区进行，当地习惯种植制度为水稻、小麦轮作。供试土壤为潴育型水稻土，0～20 cm耕层土壤基本理化性质测定结果：土壤有机质19.56 g/kg，全氮0.98 g/kg，全磷0.64 g/kg，有效磷19.36 mg/kg，速效钾184.25 mg/kg，pH值6.15。其中，土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定，全氮采用半微量凯氏法测定，全磷采用HClO4-H2SO4法测定，有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-比色法测定，速效钾采用NH4Ac浸提火焰光度法测定，pH值采用土水比1.00∶2.5电极法测定[5]。

1.2    供试材料

供试肥料：48%施可丰炭基长效肥（24-10-14），由施可丰化工股份有限公司生产提供;45%普通复合肥（15-15-15），由中盐安徽红四方股份有限公司生产提供;尿素（含纯N 46%），由中盐安徽红四方股份有限公司生产提供。供试作物：中稻，品种为Y两优2号。

1.3    试验设计

试验设3个处理，分别为农民习惯施肥处理（CK），即基肥施45%复合肥（15-15-15）375 kg/hm2+尿素225 kg/hm2，蘖肥施尿素300 kg/hm2，穗肥施45%复合肥（15-15-15）225 kg/hm2+尿素75 kg/hm2;炭基长效肥常量施用处理，即基肥施48%施可丰炭基长效肥（24-10-14）600 kg/hm2+尿素225 kg/hm2，穗肥施尿素225 kg/hm2;炭基长效肥减量施用处理，基肥施48%施可丰炭基长效肥（24-10-14）450 kg/hm2+尿素225 kg/hm2，穗肥施尿素225 kg/hm2。

1.4    测定内容与方法

水稻成熟后，小区全部收获，脱粒风干后测实产。同时，每小区采收3穴水稻地上部进行考种。

1.5    数据处理

应用Excel 2003和SPSS 20.0统计分析软件进行数据统计与分析，多重比较采用Duncan法，显著性水平设定为0.05。

2    结果与分析

2.1    不同施肥处理对水稻产量构成要素及产量的影响

从表1可以看出，施用炭基长效肥的2个处理水稻有效穗数均显著高于农民习惯施肥处理，炭基长效肥常量与减量施用分别较农民习惯施肥提高了10.71%和9.52%;同时，炭基长效肥常量和减量施用水稻产量与习惯施肥处理（CK）相比，也达到显著性差异，产量分别提高了10.75%和10.74%;对于水稻产量构成中的成穗率和结实率，均以炭基长效肥减量施用处理最高，但是与其他施肥处理无显著性差异。说明施用炭基长效肥对有效穗数的增加作用更为明显，可以显著提高水稻产量。

2.2    不同施肥处理对水稻经济效益的影响

从表2可以看出，水稻产值以炭基长效肥常量施用处理最高，较习惯施肥（CK）增加10.75%，但与炭基长效肥减量之间差异不大。结合肥料投入，炭基长效肥常量施用处理投入较炭基长效肥减量施用处理高420元/hm2，但是产值只较炭基长效肥减量施用处理高2.6元/hm2;与习惯施肥（CK）相比，炭基长效肥减量施用处理产值提高了10.74%，总投入却降低了16.91%。根据最终产投比来看，施用炭基长效肥处理均显著高于农民习惯施肥（CK），以长效肥减量施用处理最高。综合经济效益结果分析得出，水稻生产上施用稳定性肥料能够节本增效，且以炭基长效肥减量施用的效果最佳。

3    结论与讨论

炭基长效肥的核心是将生物炭和肥料混合利用，以生物炭作为肥料载体制备形成炭基长效肥，充分发挥生物炭和肥料二者的优势，不仅可以促进作物生长和增产，而且有利于生物炭农用效益和土壤理化性质的提升。该类肥料具有空隙度大、吸附能力强、吸光增温效果显著等特点，具有改良土壤、增加地温、保水、保肥及延长肥效和促进作物早生快发等功效[6]。在本试验条件下，施用炭基长效肥处理的水稻产量显著高于农民习惯施肥处理，主要是通过提高水稻产量构成的有效穗数来实现水稻增产。结合陈  琳等[7]研究结果认为，炭基长效肥不仅有利于提高水稻穗粒重、每穗总粒数，还可以增加水稻有效穗数，有效控制了水稻的无效分蘖。这可能与炭基肥料本身对氮肥的固持和缓释特点有关，生物炭含有丰富的有机大分子和空隙结构，具有较高的离子吸附交换量，可吸附铵离子和硝酸根离子，被吸附的氮素在水稻生长过程中可以缓慢释放，提高了水稻分蘖期和抽穗期的土壤供氮能力，并合理分配氮素释放，进而保证了水稻各生育期所需养分[8-10]。同时，炭基长效肥通过改善水稻生长过程中土壤的理化性质，可以提高土壤有机质、全氮、速效磷、无机氮、速效钾含量，为水稻生长提供良好的土壤环境，有利于水稻生长，有助于水稻高产[11-12]，进而提高经济效益。

本试验条件下，综合水稻产量和经济效益来看，炭基长效肥料在水稻种植上施用效果较好，炭基长效肥减量处理水稻产量和经济效益均显著高于农民习惯施肥处理。因此，本地区水稻生产上减量基施炭基长效肥（450 kg/hm2）节本增效效果最佳。

4    参考文献

[1] 张福锁，王激清，张卫峰，等.中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J].土壤学报，2008，45（5）：915-924.

[2] 孔凡斌，郭巧苓，潘丹.中国粮食作物的过量施肥程度评价及时空分异[J].经济地理，2018，38（10）：201-210.

[3] 王智慧，唐春双，范博文，等.不同配比炭基肥对玉米生长、土壤养分及呼吸的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2017，29（3）：1-4.

[4] 卢广远，张艳，王祥福，等.炭基肥料种类对土壤物理性质及玉米产量的影响[J].河北农业科学，2011，15（5）：50-53.

[5] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000.

[6] 舒常禄，马秀枝，蒙美莲，等.张倩炭基肥施用对农田土壤性质及温室气体排放的影响[J].内蒙古农业大学学报（自然科学版），2017，38（2）：49-61.

[7] 陈琳，乔志刚，李恋卿，等.施用生物质炭基肥对水稻产量及氮素利用的影响[J].生态与农村环境学报，2013，29（5）：671-675.

[8] 刘玮晶，刘烨，高晓荔，等.外源生物质炭对土壤中铵态氮素滞留效应的影响[J].农业环境科学学报，2012，31（5）：962-968.

[9] 周志红，李心清，邢英，等.生物炭对土壤氮素淋失的抑制作用[J].地球与环境，2011，39（2）：278-284.

[10] SPOKAS K A，NOVAK J M，VENTEREA R T.Biochar′s role as an alternative N-fertilizer：Ammonia capture[J].Plant and Soil，2012，350（1/2）：35-42.

[11] 于南卓.生物炭及炭基肥料对小白菜、油菜及玉米的生长和土壤养分的影响[D].泰安：山东农业大学，2018.

[12] 李曉.施用生物质炭及炭基肥对温室气体排放、玉米生长及土壤性质的影响[D].南京：南京农业大学，2013.