不同缓释肥对水稻嘉优中科3 号产量和土壤地力的影响

徐继根, 吴昊, 漆慧娟, 张顺昌*, 胡丽鹏, 颜韵枝, 沈宣才, 骆徐汇, 李清良

(1.台州市农资股份有限公司, 浙江 台州 318000; 2.台州市农业科学研究院, 浙江 台州 318000)

水稻 (OryzasativaL.) 是一年生草本植物,是我国重要的粮食作物之一[1], 我国以稻米为主食的人口占据65%以上[2]。化肥施用是提高水稻产量的主要手段之一, 但与此同时, 也会对土壤成分、周边环境造成破坏[3]。化肥中的氮素是水稻重要的营养元素[4], 也是水稻产量最主要的限制因子[5]。同时, 氮素的过量施用不仅增加了农业的生产成本, 给生态环境造成负担, 还影响水稻的产量和稻米的营养品质和加工、外观、蒸煮食味[6]。所以降低农田化肥施用量的前提是通过氮素包膜缓释等技术提升氮素的利用率, 从而达到减少施用氮素的目的[7]。

试验选择的缓释肥, 是通过聚氨酯生物膜控氮技术进行氮素包膜, 再与不同比例的五氧化二磷、氧化钾掺混制成。本次试验设置了不同控氮时间,控氮比例的水稻缓释肥。通过研究不同缓释肥对水稻嘉优中科3 号产量、氮肥偏生产力、土壤地力的影响以及计算产出投入比, 以期筛选适宜水稻生产的缓释肥作为水稻底肥, 为水稻绿色高产创建提供施肥技术依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2022 年7 月, 在浙江台州市椒江区下陈街道后邱村水稻基地进行, 试验地块面积为0.667 hm2, 土壤为水稻土, 土壤pH 值为6.57,有机质含量为0.87%, 碱解氮含量为73.7 mg·kg-1, 速效磷含量为14.5 mg·kg-1, 速效钾含量为208.7 mg·kg-1, 土壤交换性钙含量为2 743.3 mg·kg-1, 土壤交换性镁含量为562.9 mg·kg-1,土壤有效锌含量为11.0 mg·kg-1, 土壤有效硼含量为1.2 mg·kg-1, 土壤电导率 (EC) 值为103.2 μS·cm-1, 水稻移栽方式为人工插秧。

供试水稻品种为嘉优中科3 号, 行距21.67 cm,株距21.67 cm, 种植密度为213 120 丛·hm-2。

供试肥料有水稻缓释肥 (新洋丰农业科技股份有限公司生产, 采用聚氨酯生物膜控氮技术,氮、磷、钾有效养分含量分别为20%、8%、12%,以下简称20-8-12)、水稻常规肥料 (新洋丰农业科技股份有限公司生产, 氮磷钾有效养分含量分别为20%、8%、12%)、尿素 (灵谷化工有限公司生产, 氮有效养分含量为46%)。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

本次试验共设6 个处理, 小区面积为300 m2,随机区组排列, 重复3 次。水稻底肥具体如表1 所示, 各处理用量均为450 kg·hm-2, 水稻追肥为尿素和水稻常规复合肥 (20-8-12), 用量相同, 为150 kg·hm-2, 底肥施用时间为2022 年7 月8 日,追肥施用时间为2022 年7 月25 日。小区间田埂宽35 cm, 用农膜进行封堵, 各小区排水口独立, 防止田间肥水相互间渗漏。各试验田块都进行统一施药管理。2022 年10 月20 日进行考种取样以及实收测产。

表1 各处理水稻底肥概况

1.2.2 测定项目及方法

水稻产量测定项目及测定方法。法分别从两地试验田各小区随机选取水稻50 丛, 测定每丛有效穗数; 风干后室内测定每穗粒数、结实率、千粒重。实割实收计产。

稻田地力变化测定。在开展试验之前和水稻收割后, 分别在两地试验田按照 《测土配方施肥技术规范》 要求取土, 分析碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有机质含量、pH 值等5 项指标。碱解氮含量用碱解扩散硫酸滴定法测定, 有效磷含量用碳酸氢钠浸提分光光度法测定, 速效钾含量用乙酸铵浸提火焰光度法测定, 有机质含量用重铬酸钾容量法测定, pH 值用无CO2水浸提 (土水比 1 ∶2.5) 玻璃电极法测定。

物质养分指标的计算方法。氮肥偏生产力(kg·kg-1) 为水稻产量除以氮肥施用量[8]。

1.3 数据测定及分析

数据采用SPSS 数据处理软件对试验数据进行单因素方差分析, 用Duncan 氏新复极差法做差异性分析。

2 结果与分析

2.1 水稻产量

通过表2 可知, 不同缓释底肥处理 (T1、T2、T3、T4、T5) 的水稻实收产量与常规底肥处理(T6)进行比较, 都能够达到增产效果, 增产幅度在3.86%～15.33%, 其中T3 处理实收产量为9 859.75 kg·hm-2, 产量最高。通过水稻产量构成因素分析,不同缓释底肥处理 (T1、T2、T3、T4、T5) 的水稻每hm2有效穗数量以及每穗总粒数都要比常规底肥处理(T6) 高, 所以施用不同缓释底肥处理水稻增产的主要因素是有效穗数量和每穗总粒数。

表2 不同水稻缓释肥对水稻嘉优中科3 号产量及产量构成因素的影响

2.2 土壤地力变化

通过表3 可知, 试验田块的土壤偏弱酸性,试验前pH 值为5.82 ～6.27, 试验后pH 值为5.96 ～6.43, 各处理试验前后相比较pH 值都有略微增加; 在各处理试验前后的有机质含量对比, 有机质含量试验前为2.11×104～2.56×104mg·kg-1, 试验后为2.16×104～2.61×104mg·kg-1, 试验前后整体有机质含量趋于稳定; 各处理试验前后全氮含量都有少量上升或者下降的趋势, 但是试验区块土壤中总体全氮含量的变化小; 各处理试验前后有效磷含量都呈现少量上升的趋势, 但是试验区块土壤中总体有效磷含量变化也比较小; 各处理试验前后土壤中速效钾含量都呈现降低的趋势, 各处理中试验前土壤中速效钾含量为285 ～415 mg·kg-1, 试验后为232 ～327 mg·kg-1, 但是试验区块土壤中速效钾含量的变化也是比较少。通过测定各处理土壤中地力因素(如: 有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、pH 值), 土壤中的有效养分变化的差异较小, 各养分趋于稳定。

表3 不同水稻缓释肥处理水稻嘉优中科3 号种植前后土壤地力变化

2.3 经济效益和氮肥偏生产力

通过表4 可知, 处理T1、T2、T3、T4、T5 的氮肥偏生产力都普遍高于处理T6, 提高幅度为3.87%～15.34%, 氮肥偏生产力从高到低依次为: T3＞T4＞T1＞T2＞T5＞T6, 最高的处理为T3, 为52.17 kg·kg-1, 比常规对照T6 高出了15.34%。从经济效益来看, 处理T1、T2、T3、T4、T5 的产量收益都高于T6, 产量收益增长幅度为3.71%～13.29%; 产出投入比最佳为T3, 产出投入比为8.57, 各处理产出投入比从高到低依次为: T3＞T6＞T4＞T1＞T2＞T5。

表4 不同水稻缓释肥处理对水稻嘉优中科3 号经济效益和氮肥偏生产力的影响

3 结论与讨论

上述试验结果表明, 水稻嘉优中科3 号施用缓释底肥处理, 对比常规复合肥, 可以提高每hm2有效穗数量和每穗总粒数, 进而提高水稻的实收产量。施用缓释底肥同样也可以提升水稻嘉优中科3号对氮素的吸收率, 提高氮肥偏生产力; 同时试验前后土壤中的pH 值、有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量变化较小, 土壤中的各养分都趋于稳定。

胡新春等[9]研究结果提到, 肥料养分缓慢释放是水稻缓释肥的特点。缓慢释放的养分可以满足水稻全生育期对养分的需求, 所以缓释肥对提高肥料特别是氮素利用率, 促进水稻增产尤为关键。此次试验通过研究不同控氮比例、控氮时间的缓释肥料, 可以看出氮肥偏生产力提高了 3.87% ～15.34%, 施用水稻缓释肥对比常规施肥进行实收测产, 水稻产量都有所提升, 增产的幅度为3.86%～15.33%。这主要的原因是采用了缓释肥的减肥技术模式, 降低了化肥特别是氮素的损失, 最终达到提升水稻产量以及氮素的利用率的目的[10]。该研究中, 水稻缓释底肥 (20-8-12) 采用聚氨酯生物膜控氮技术, 控释8%N (一半控释时间为60 d, 另一半控释时间为90 d) 效果为宜。

此次试验为 “水稻缓释配方肥减肥增效的应用研究” 项目第一期开展的水稻缓释底肥筛选试验, 未来将会在此基础上对此次筛选出的水稻缓释肥开展第二期水稻减肥试验, 项目最终会集成一套水稻减肥增效的施用技术, 对节省化肥资源和减少环境污染都有积极的作用。