胡铁军,张怀杰,应小军,郑佩君,许熔熔
(1.余姚市农业技术推广服务总站,浙江 余姚 315400; 2.余姚市阳明街道农办,浙江 余姚 315400)
水稻是我国重要的粮食作物,随着种植面积的逐年增大,各种化肥的用量也随之增加。根据调查显示,氮肥的利用率只有30%~40%[1]。长期大量施用化肥,不仅造成巨大浪费,而且容易使土壤板结,地力下降,引起增产不增收的现象。
硅钙磷镁钾肥是一种含氮、磷、钾、硅、钙、铁、铝、镁的多功能矿质肥料,能改良酸性土壤,缓解板结,同时,能提高作物的抗逆性和品质,增产增收。对该肥料的研究主要以当季的影响为主,对其长期施用的效果还不明确。为此,我们进行了硅钙磷镁钾肥定位试验,明确施用硅钙磷镁钾肥的增产效果和适宜的用量,验证了其改良土壤的效果。现将有关结果报道如下。
试验于2017—2019年在余姚市阳明街道芝丰农机专业合作社基地进行,供试晚稻品种为甬优1540。供试肥料45%洋丰复合肥(N 14%,P2O516%,K2O 15%)、尿素(N 46%)由当地农资店购得,硅钙磷镁钾肥(CaO 27.21%,MgO 11.64%,K2O 4.69%,P2O55.67%,SiO228.46%,Fe2O33.19%,pH 8.8)由山东金正大生态工程有限公司提供。供试土壤类型为青紫泥,pH 6.02,有机质47.9 g·kg-1,碱解氮135.6 mg·kg-1,有效磷15.2 mg·kg-1,速效钾131 mg·kg-1,有效硅165.3 mg·kg-1。
试验设6个处理:处理1为常规对照,基施洋丰复合肥600 kg·hm-2;处理2基施硅钙磷镁钾肥750 kg·hm-2;处理3基施硅钙磷镁钾肥900 kg·hm-2;处理4基施硅钙磷镁钾肥1 050 kg·hm-2;处理5基施硅钙磷镁钾肥1 200 kg·hm-2;处理6基施硅钙磷镁钾肥1 350 kg·hm-2;处理7基施硅钙磷镁钾肥1 500 kg·hm-2。2017年5月12日浸种,5月17日播种,6月17日移栽,各处理均追施尿素第1次(7月3日)150 kg·hm-2,第2次(8月20日)150 kg·hm-2。2018年5月19日浸种,5月24日播种,6月26日移栽,各处理均追施尿素第1次(7月15日)150 kg·hm-2,第2次(8月30日)150 kg·hm-2。2019年5月10日浸种,5月14日播种,6月11日移栽,各处理均追施尿素第1次(6月25日)150 kg·hm-2,第2次(8月15日)150 kg·hm-2。
移栽采用机插,行株距30 cm×21 cm。随机区组排列,重复3次,小区面积222 m2,小区之间设田埂和保护行。
晚稻成熟期每小区实收计产,考种有效穗、每穗实粒数和千粒重。
试验前后采土样,测定pH及有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硅含量。pH采用电位法,有机质采用重铬酸钾容量法,碱解氮采用碱解-扩散法,有效磷采用钼蓝比色法,速效钾采用火焰光度法,有效硅采用柠檬酸浸提-硅钼蓝比色法。
表1可知,与试验前土壤相比,施用复合肥常规对照土壤pH值明显下降,可见,施用无机化肥会引起土壤的逐渐酸化。处理2~7施用不同用量硅钙磷镁钾肥,pH比试验前降低0.23至提高0.21个单位,比常规对照提高0.07~0.51个单位,说明在基肥中施用硅钙磷镁钾肥可以碱化土壤,并且用量大者效果较好。
表1 施用硅钙磷镁钾肥处理对土壤养分的影响
处理2~7比常规对照速效钾增加6~37 mg·kg-1,有效磷增加0.2~4.4 mg·kg-1,有效硅增加3.6~43.7 mg·kg-1,均为处理7最高,说明施用硅钙磷镁钾肥可以提高土壤中速效钾、有效磷和有效硅的含量。各处理碱解氮、有机质无明显的规律性。
由图1可知,三年试验各小区的产量表现趋势一致,在其他基肥相同的情况下加入硅钙磷镁钾肥,随着用量的增加显现先增后减的现象,均为处理6最高,与对照处理1相比,分别增产7.87%、9.59%、12.84%,说明在基肥中施用硅钙磷镁钾肥可以有效增产,但过多反而引起浪费,施用量为1 350 kg·hm-2最为适宜,且施用时间越长增产效果越好,可以长期施用。
同年柱上无相同大小写字母分别表示处理间差异达极显著和显著(图2~4同)。图1 各处理对产量的影响
图2可以看出:与常规对照比,每穂实粒数2017年最高增加3.3%;2018年最高增加2.6%,均无显著性差异;2019年最高增加10.0%,在5%水平上有显著性差异。图3可以看出,施用硅钙磷镁钾肥处理有效穗比常规对照均有所提高:2017年最高增加15.2%,在5%水平上差异达显著;2018年最高增加13.7%,在5%水平上差异达显著;2019年最高增加18.3%,在1%和5%水平上均有显著性差异。处理间千粒重的变化不显著(图4)。可见,在2019年中,每穂实粒数有了比较大的变化,对增产起了主要作用,而2017年和2018年的增产因素主要是有效穗。
图2 各处理对每穂实粒数的影响
图3 各处理对有效穗的影响
图4 各处理对千粒重的影响
定位试验结果表明,在基肥中施用一定量的硅钙磷镁钾肥可以提高有效穗和每穂实粒数,这一结果与韩科峰等[2]的结果相符。而主要增产因子出现的变化,可能与硅钙磷镁钾肥的施用时间长短有关,水稻是一种典型的喜硅作物,需要吸收大量的硅来维持其生长,而土壤硅元素含量的丰富程度,又决定着每穗实粒数的多少[3]。经过3年的施用,土壤中有效硅的含量有了较大的提高,从而使每穂实粒数得到了明显的提升。
施用硅钙磷镁钾肥可以增加晚稻产量,且随着用量的增加,呈先增后减的趋势,施用量1 350 kg·hm-2时产量较高。钙镁元素在水稻生长中有着重要的作用,叶坤合等[4]的研究表明,只有钙镁元素达到一定的浓度,水稻才能表现出良好的产量结构。通常情况下,土壤中钙镁元素呈固态被吸附,加入硅钙磷镁钾肥可以弥补钙镁的不足,但同时钾与钙镁存在着拮抗的作用,随着肥料用量的增加,植株对土壤中钙镁的吸收受到了限制,产量无法继续增长。
施用硅钙磷镁钾肥可以提高土壤pH及速效钾、有效磷、有效硅含量,但对碱解氮和有机质影响不大。