邵远刚,刘红菊,孙 勇,贾顺超,范玉莲
(湖北省应城市农业技术推广中心,湖北 应城 432400)
中国传统水稻种植所用化肥品种单一,有机肥的施用比例极低,肥料养分配比不合理导致肥料利用率处于较低水平,而施肥过量是引起一系列环境污染问题的原因之一[1]。据统计,中国每年各类有机肥的资源量达40 亿t,其中含粗有机物7.08 亿t,氮磷钾养分5 564 万t,养分总量超过2002 年全国化肥的施用量(4 339.2 万 t),特别是有机肥所含K2O 总量达 2 206 万 t,是 2002 年全国 K2O 施用量的 5.2倍[2]。有机肥施用存在用工量大、比较效益低的缺点,导致当前农民施用有机肥的积极性不高。如何有效推进农民应用有机肥,是农技推广工作的一项重要任务。研究指出,有机肥与化肥配合施用能促进有机肥料的矿化,延长化学氮肥的供肥性能,活化土壤中的磷,减少无机磷的固定,在等养分含量条件下,其营养效果超过单施化肥或单施有机肥[3]。本研究旨在筛选适合水稻生产的有机无机复合肥,探索一次性施用水稻专用有机无机复合肥的施用效果及适用量,为专用肥配方的优化和合理施肥提供依据,为水稻推广应用一次性有机无机复合肥奠定基础。
试验地点在湖北省应城市汤池镇方集村,田块处于低岗中下部,土壤为第四纪黏土黄棕壤上发育的潴育型水稻土-黄棕壤性黏土泥田,肥力中等,试验田块面积0.21 hm2。
肥料①是华中农业大学研制、湖北祥云(集团)化工股份有限公司生产的N-P-K 配比为15-7-8 的有机无机复合肥;肥料②是华中农业大学研制、湖北宜施壮农业科技有限公司生产的N-P-K 配比为15-6-9 的有机无机复合肥;习惯施肥采用N-P-K 配比为18-5-7 的复合肥,追肥为大颗粒尿素,含氮46%。复合肥均在移栽前、整地时全部作基肥施用,尿素用作追肥灌浅水撒施。
供试作物为水稻,品种为冠两优华占。栽培方式采用育秧移栽,移栽日期为6 月4 日,移栽行株距为 16.7 cm×29.6 cm,20.25 万株/ hm2;收获日期为 9月27 日。
试验设10 个处理,分别为不施肥(1)、习惯施肥(2)、肥料①300 kg/hm2(3)、肥料①600 kg/hm2(4)、肥料①900 kg/hm2(5)、肥料①1 200 kg/hm2(6)、肥料②300 kg/hm2(7)、肥料②600 kg/hm2(8)、肥料②900 kg/hm(29)、肥料②1 200 kg/hm(210)。其中,习惯施肥为底施30%(18-5-7)复合肥600 kg/hm2,追施尿素150 kg/hm2。
试验设3 次重复,随机区组排列;各处理小区长8 m、宽2.5 m,小区面积为20 m2。
试验各处理田间管理除施肥不同外,其余操作都相同,种植方式及管理方法均按水稻高产高效创建技术要求进行。
5 月 2 日大田翻耕,5 月 10 日开始育秧,5 月 21日除草,5 月 24 日灌浅水泡田,5 月 27 日整田,6 月 1—3 日划小区做田埂施基肥,6 月4 日移栽,移栽方式为人工移栽,6 月 9 日打封闭除杂草,6 月 14 日追施分蘖肥,6 月 22 日施药主防一代二化螟,6 月 29 日施药主防两迁害虫,9 月27 日测产采样及收获。
试验调查了各处理水稻株高和穗长,结果见图1。由图1 可以看出,平均株高以处理1 和处理7 较矮,分别为116.9、116.5 cm,处理2 和6 较高,分别为123.7、124.1 cm,比处理1(不施肥处理)分别高6.8、7.2 cm,其余各处理株高相差不大,都在121.6~122.2 cm。
图1 不同处理对水稻生物学性状的影响
平均穗长以处理8 较短,处理1 次之,分别为22.4、22.9 cm,处理 9 和 10 较长,分别为 24.5、25.1 cm,比不施肥处理分别长1.6、2.2 cm,其余各处理穗长均在23.2~23.7 cm。
由表 1 可知,处理 1 有效穗数最少,为 9.8 穗/株,处理 9 最多,为 14.9 穗/株,其余各处理为 12.1~14.3穗/株,说明无论施用有机无机复合肥还是习惯施肥,都可有效促进水稻有效分蘖,明显增加单株有效穗数。
表1 不同处理对水稻产量构成因子的影响
处理8 和处理2 每穗实粒数较少,分别为138.7、143.2 粒/穗,处理 1 和 6 次之,分别为 149.6、150.2 粒/穗,处理 9 最多,为 180.2 粒/穗,比习惯施肥(处理 2)多 37 粒/穗,其余各处理在 158.9~169.3 粒/穗,比习惯施肥(处理2)多15.7~26.1 粒/穗,说明施用有机无机复合肥,相比不施肥和习惯施肥,可有效增加每穗实粒数。
处理8 和处理1 每穗总粒数较少,分别为173.3、179.3 粒/穗,处理 9 和 10 较多,分别为 220.3、214.8粒/穗,分别比处理 1 多 40.1、35.5 粒/穗,其余各处理在 184.1~203.6 粒/穗,比处理 1 多 4.8~24.3 粒/穗,说明施用有机无机复合肥或习惯施肥,都可有效促进水稻子粒形成。
结实率以处理10 和2 最低,分别为74.1%和75.6%,处理7 最高,为84.9%,比较处理3、处理4、处理5、处理6 发现,随着施肥量的增加,结实率有降低趋势,处理7、处理8、处理9、处理10 趋势与之相近。
处理1 千粒重最大,为 23.0 g,处理2、处理5、处理 10 较小,分别为 21.6、21.9、21.9 g,说明随着施肥量的增加,千粒重有降低趋势。
据此推算理论产量,处理9 与处理7 理论产量较高,均超过9 t/hm2,处理1理论产量最低,低于6 t/hm2。
对试验各小区实打实收产量结果进行方差分析,处理间F=3.64,F0.01=3.6,F>F0.01,处理间差异极显著;而重复间F=2.65,F<F0.05=3.55,即重复间差异不显著。进一步对实产结果用LSD 法进行多重比较,由误差方差可算出两样本平均数差数标准误差Sd=0.573,查t表,当误差自由度为 18 时,t0.05=2.1,t0.01=2.88,故5%LSD=1.20 t/hm2,1%LSD=1.65 t/hm2,用三角差数(表2)对各处理的平均产量进行多重比较,可以看出所有施肥处理都比对照(处理1)增产,其中处理3、处理7 与对照差异显著,其余处理与对照差异极显著;处理6 比处理3 增产,差异显著;处理6、处理10、处理5、处理9、处理2、处理8、处理4、处理7 之间产量差异不显著。
表2 有机无机复合肥试验各处理实产比较 (单位:t/hm2)
从各处理养分施用总量来看,处理6 和处理10施肥量较大,其次是处理5 和处理9,再次是处理2、处理 4 和处理 8,处理 3 和 7 施肥量较小,而处理 1 为不施肥处理,所以产量与无机养分施肥总量呈正相关。
处理6 和10 实收产量较高,相对处理1 增产率分别为29.1%和28.5%,随着施肥量的减少,增产率也逐渐下降,处理3 和7 相对处理1 增产率分别为15.1%和16.2%(图2)。
图2 有机无机复合肥试验实产及增产率
按当前当地稻谷收购价2.52 元/kg 计算,处理6和处理 10 比处理 1 分别增收 0.64 万、0.62 万元/hm2,施肥量最少的处理3 和处理7 则分别比处理1(不施肥处理)增收0.33 万和0.36 万元/hm(2图3)。
分析施用这两种复合肥增收效果,由图3 可知,施用15-7-8 有机无机复合肥(处理3),比不施肥增收0.33 万元/hm2,施肥效益显著;再增施300 kg/hm2时(处理4),等量肥料收益为0.10 万元/hm2,施肥效益下降;在此基础上再增施肥时(处理5),等量肥料收益为0.17 万元/hm2,施肥效益明显;施肥量达到1 200 kg/hm(2处理6)时,等量肥料收益为0.04万元/hm2,施肥效益较小;说明等量肥料收益趋势先高后低,而以施用900 kg/hm2最适合。施用15-6-9 有机无机复合肥的施肥效益依次为 0.36 万、0.15 万、0.04 万、0.07万元/hm2,等量肥料收益趋势也是先高后低,以施用600 kg/hm2最适合。
水稻施用有机无机复合肥,随着施肥量的增加,可有效促进水稻有效分蘖,明显增加单株有效穗数;有效促进水稻子粒形成,从而增加每穗实粒数;另一方面,随着施肥量的增加,水稻结实率和千粒重有降低趋势[4]。
所有施肥处理都比不施肥处理增产,产量差异显著或极显著;施用湖北祥云(集团)化工股份有限公司的15-7-8有机无机复合肥时,用肥量1 200 kg/hm2比300 kg/hm2处理增产,产量差异显著。
无论习惯施肥还是施用有机无机复合肥,水稻产量与养分施用总量呈正相关。
施用有机无机复合肥时,随着肥料投入的增加,单位肥料(等量肥料)的施肥效益有下降趋势[5];从施肥效益角度比较,湖北祥云(集团)化工股份有限公司N-P-K 配比为15-7-8的有机无机复合肥900 kg/hm2用量最佳,湖北宜施壮农业科技有限公司N-P-K 配比为15-6-9的有机无机复合肥600 kg/hm2用量最佳。