化肥减量对水稻产量和耕地质量的影响

楼宇涛，陈红金，陆若辉，朱伟锋

(浙江省耕地质量与肥料管理总站，浙江 杭州 310020)

在农业发展中，化肥是重要的农业生产资料，对补充和平衡土壤养分具有至关重要的作用，被誉为粮食的“粮食”[1]。化肥的广泛应用，在促进粮食和农业生产水平提升、解决我国14亿人口的温饱问题上发挥了重要作用。目前，我国化肥生产量和使用量均居世界第一位，约占世界总量的1/3。

与此同时，我国大部分农业生产地区都存在过量施肥的问题，不仅严重影响农业生产的效果与农产品的安全，也会引发环境污染[2]。因此，积极推行化肥减量对于实现化肥使用零增长、有效降低过量施肥带来的危害，促进农业的绿色、可持续发展尤为重要[3]。为此，开展相关试验，分析化肥减量对水稻产量和耕地质量的影响，以期为推行化肥减量提供相关数据参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试作物为水稻中浙优8号，试验地点位于浙江省兰溪市赤溪街道横村畈，土壤类型为水稻土，耕作制度为一年一熟制，试验时间为2009—2015年。试验前土壤基本理化性状：有机质19.60 g·kg-1，全氮1.15 g·kg-1，有效磷17.25 mg·kg-1，速效钾21.08 mg·kg-1，缓效钾235.00 mg·kg-1，土壤pH值5.23。

1.2 处理设计

采用长期定位试验，共设置4个处理：处理1，不施肥；处理2，习惯施肥，N、P2O5、K2O用量分别为240、127.5、97.5 kg·hm-2，化学肥料总投入(折纯)为465 kg·hm-2；处理3：减量施肥，N、P2O5、K2O用量分别为187.5、52.5、150 kg·hm-2，化学肥料总投入(折纯)为390 kg·hm-2；处理4：减量施肥+有机肥，N、P2O5、K2O用量分别为157.5、52.5、150 kg·hm-2，化学肥料总投入(折纯)为360 kg·hm-2，另外施用商品有机肥3.75 t·hm-2。供试肥料：尿素(N 46%)，钙镁磷肥(P2O516%)，氯化钾(K2O 60%)，商品有机肥的总养分含量≥5%。各处理随机排列，每处理重复3次，栽培管理措施一致。各处理其他农艺管理措施按照常规栽培进行。

1.3 样品采集与测定

收获期测定水稻产量。土壤样品经风干、粉碎过筛后保存待测。有机质含量采用重铬酸钾容量法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，有效磷含量采用钼蓝比色法测定，速效钾和缓效钾含量采用火焰光度法测定，土壤pH采用电位法测定(土水浸提质量比为1∶2.5)。

1.4 数据分析

所有试验数据采用DPS 2000软件进行方差分析，对有显著差异的处理，采用Duncan′s新复极差法进行多重比较，利用Origin 8.0软件制图。

2 结果与分析

2.1 对水稻产量的影响

由表1可见，施肥处理(处理2～4)的水稻产量、秸秆产量和谷草比均显著(P<0.05)高于不施肥处理(处理1)，其中，习惯施肥(处理2)、减量施肥(处理3)和减量施肥+有机肥处理(处理4)的水稻产量分别较不施肥处理高38.21%、40.92%和54.47%；秸秆产量分别较不施肥处理高11.2%、9.8%和22.0%；谷草比分别较不施肥处理高24.4%、28.4%和26.7%。与习惯施肥处理相比，化肥减量措施对水稻产量、秸秆产量和谷草比并无显著不利影响，且减量施肥+有机肥处理的水稻产量反而较习惯施肥处理显著提高。

表1 不同处理对水稻产量的影响

2.2 对土壤有机质和全氮含量的影响

土壤有机质含量常用于表征土壤肥力水平。如图1所示，施肥处理的土壤有机质含量均显著高于试验前的初始值，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理的土壤有机质含量分别较初始值增加9.4%、15.8%和30.7%。与不施肥处理相比，施肥处理的土壤有机质含量均显著提高，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理分别较不施肥处理增加9.2%、15.6%和30.5%。不同施肥处理的土壤有机质含量差异显著，其中，减量施肥+有机肥处理显著高于习惯施肥和减量施肥处理，较习惯施肥处理增加19.4%，较减量施肥处理增加12.8%，对提升土壤有机质水平效果突出。

注：同列数据后无相同字母的表示差异显著(P<0.05)。

柱上无相同字母的表示处理间差异显著(P<0.05)。图2～4同。图1 不同处理对土壤有机质和全氮含量的影响

施肥是影响土壤全氮含量的重要因素。如图1所示，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理的土壤全氮含量显著高于试验前的初始值，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理分别较初始值增加21.7%、28.7%和47.0%。与不施肥处理相比，施肥处理的土壤全氮含量显著提高，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理的土壤全氮含量分别是不施肥处理的1.2、1.3和1.5倍。不同施肥处理间土壤全氮含量差异显著，其中，减量施肥+有机肥处理的土壤全氮含量显著高于习惯施肥和减量施肥处理，较习惯施肥处理增加20.7%，较减量施肥处理增加14.2%，对提升土壤全氮含量效果突出。

2.3 对土壤有效磷含量的影响

如图2所示，施肥处理的土壤有效磷含量显著高于试验前的初始值，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理的土壤有效磷含量分别是初始值的2.1、2.3和2.6倍。与不施肥相比，施肥处理的土壤有效磷含量显著提高，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理分别较不施肥处理的土壤有效磷含量增加90.5%、100.7%和128.3%。不同施肥处理间土壤有效磷含量差异显著，其中，化肥减量+有机肥处理的土壤有效磷含量显著高于习惯施肥处理，较之增加19.9%，但与减量施肥处理无显著差异。

图2 不同处理对土壤有效磷含量的影响

2.4 对土壤pH值的影响

如图3所示，不施肥、习惯施肥和减量施肥处理的土壤pH值与试验前的初始值差异不显著，但减量施肥+有机肥处理的土壤pH值显著高于其他处理和初始值。

图3 不同处理对土壤pH值的影响

2.5 对土壤速效钾和缓效钾含量的影响

如图4所示，施肥处理的土壤速效钾含量显著高于试验前的初始值，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理分别是初始值的1.8、2.2和3.0倍。施肥处理的土壤速效钾含量显著高于不施肥处理，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理的土壤速效钾含量分别是不施肥处理的1.8、2.1和2.9倍。不同施肥处理间土壤速效钾含量差异显著，其中，化肥减量+有机肥处理的土壤速效钾含量显著高于习惯施肥和减量施肥处理，分别增加64.9%和39.0%。

图4 不同处理对土壤速效钾和缓效钾含量的影响

如图4所示，施肥处理的土壤缓效钾含量显著高于试验前的初始值，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理的土壤缓效钾含量分别较初始值高17.0%、25.1%和23.4%。施肥处理的土壤缓效钾含量显著高于不施肥处理，其中，习惯施肥、减量施肥和减量施肥+有机肥处理的土壤缓效钾含量分别是不施肥处理的1.1、1.2和1.2倍。不同施肥处理的土壤缓效钾含量差异不显著。

3 讨论

本研究表明，不同化肥减量措施并不会对水稻产量、秸秆产量和谷草比产生不利影响，且对耕地质量有显著的提升效果，其中，以减量施肥+有机肥处理的综合效果最好。除土壤缓效钾含量差异不显著外，与习惯施肥处理相比，减量施肥+有机肥处理的水稻产量增加11.8%，土壤有机质含量增

加19.4%，土壤全氮含量增加20.7%，土壤有效磷含量增加19.9%，土壤速效钾含量增加64.9%，并且减量施肥+有机肥处理的化学肥料总投入较习惯施肥处理减少22.6%。综上所述，合理的化肥减量措施不但能减少过量化肥投入带来的危害，还能促使水稻增产，并对耕地质量起到改良作用，值得借鉴推广。