有机无机肥配施对水稻产量·品质及土壤养分状况的影响

摘要  为了阐明水稻生长中有机肥与化肥配施对水稻产量及品质的影响，在湖北武汉开展大田试验，研究了不同有机肥替代化肥比例对水稻产量、品质及土壤养分含量的影响。结果表明，优化施肥（包括推荐施肥和不同梯度有机肥替代化肥）可以促进水稻增产349%～18.43%，等养分量条件下，有机肥替代化肥水稻增产5.63% ～14.43%，有机肥替代30%化肥氮可以达到较高的产量水平。不同施肥对水稻品质指标无明显影响，优化施肥促进氮素、磷素和钾素的积累量分别增加1.03%～6.21%、16.32%～ 65.87%和2.11%～19.92%。有机肥替代30%化肥氮素时，水稻植株氮素和磷素积累量最大，有机肥替代15%化肥氮时，植株钾素积累量最大。优化施肥之后，化肥施用量降低0.89%～46.66%，与推荐施肥处理相比，施用有机肥的化肥施用量降低了15.37%～46.16%，综合考虑各方面经济因素，有机肥替代30%化肥经济效益最高，比农民习惯施肥增收6 140.38元/hm2。

关键词  水稻；有机无机肥配施；产量；品质；土壤养分

中图分类号  S145.6   文献标识码  A   文章编号  0517-6611（2024）07-0143-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2024.07.035

Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Rice Yield， Quality and Soil Nutrient Status

WANG Su-ping， DU Lei， ZHANG Gui-you et al

（Institute of Environmental and Safety， Wuhan Academy of Agricultural Sciences， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract  In order to elucidate the effects of combined application of organic fertilizer and chemical fertilizer on rice yield and quality during rice growth， a field experiment was conducted in Wuhan， Hubei Province to study the effects of different ratios of organic fertilizer replacing chemical fertilizer on rice yield， quality， and soil nutrient content. The results showed that optimized fertilization （including recommended fertilization and substitution of organic fertilizers with different gradients） could promote rice yield by 3.49%-18.43%. Under equal nutrient content conditions， organic fertilizers could replace chemical fertilizers to increase rice yield by 5.63%-14.43%， and organic fertilizers could replace 30% nitrogen fertilizers to achieve good yield levels. Different fertilization had no significant impact on rice quality indicators. Optimizing fertilization promoted an increase of 1.03%-6.21%， 16.32%-65.87%， and 2.11%-19.92% in the accumulation of nitrogen， phosphorus， and potassium， respectively. When organic fertilizer replaces 30% nitrogen fertilizer， the accumulation of nitrogen and phosphorus in rice plants was the highest. When organic fertilizer replaces 15% fertilizer nitrogen， the accumulation of potassium in plants was the highest. After optimizing fertilization， the fertilizer application rate decreased by 0.89%-46.66%. Compared with the recommended fertilization treatment， the fertilizer application rate using organic fertilizer decreased by 15.37%-46.16%. Taking into account various economic factors， replacing 30% fertilizer with organic fertilizer has the highest economic benefits， increasing income by 6 140.38 yuan/hm2 compared to farmers' habitual fertilization.

Key words  Rice;Combination application of organic and inorganic fertilizer;Yield;Quality;Soil nutrient

水稻在我国长江流域广泛种植，是我国非常重要的粮食作物。近年来，水稻实际生产中出现了一些突出问题，化肥施用总量较高、偏施氮肥［1-2］，有机肥施用较少［3-4］，水稻生产中长期单一的、过量的及不合理的施肥，导致养分流失严重，肥料利用率较低，使稻田土壤可持续生产能力明显下降。

有机肥富含有机质和有效养分，是农业生产中的重要肥源之一。 施用有机肥是提高土壤有机质含量和增加土壤腐殖质含量的有效手段［5-8］。化肥与有机肥配施可以充分发挥化肥的速效性和有机肥的持久性［9-10］，能够有效提高土壤缓冲性能，在培肥地力和提高作物产量方面优势明显［11-13］。

笔者选择武汉市东西湖区的水稻种植基地开展试验，通过调查农民习惯施肥状况和诊断种植前土壤养分情况，合理推荐施肥用量，并在推荐施肥基础上，用不同量有机肥氮替代化肥氮，研究不同比例有机肥替代化肥对水稻产量、品质和土壤养分状况的影响，在保证稳产的前提下，明确有机肥替代化 肥的适宜比例，为武汉市水稻生产建立合理的有机无机肥配施模式提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2022年5—9月在湖北省武汉市东西湖区东山街布置田间试验，土壤类型为潮土，由江河冲积物发育而成。试验前取耕作层（0～20 cm）土壤，土壤基本理化性状：pH 6.16，有机质38.86 g/kg，碱解氮187.10 mg/kg，速效磷12.31 mg/kg，速效钾334.02 mg/kg。

供试作物为水稻，品种为南晶香占，由试验基地提供，移栽密度为26.2万兜/hm2。

供试化肥为鄂中复合肥（15-15-15），包括尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O5 16%）、氯化钾（含K2O 60%）。商品有机肥由深圳中宜环境实业有限公司提供（有机质≥45%，N 2.84%，P2O5 1.03%，K2O 1.82%）。

1.2 试验设计

试验设5个处理，每个处理3次重复，小区面积20 m2。处理分别为①农民习惯施肥处理，即FP，基肥施用复合肥（15-15-15）675 kg/hm2，分蘖期追施尿素150 kg/hm2，抽穗期追施尿素75 kg/hm2，氯化钾75 kg/hm2；②推荐施肥处理，即OPT；③施用有机氮肥（OM）15%+化肥氮（CF）85%处理，即85%CF+15%OM；④施用有机氮肥30%+化肥氮70%处理，即70%CF+30%OM；⑤施用有机氮肥45%+化肥氮55%处理，即55%CF+45%OM。处理②～⑤稻季施氮（N）水平为180 kg/km2，施磷（P2O5）水平为60 kg/km2，钾肥（K2O）水平为120 kg/km2，氮肥按基肥、分蘖肥和穗肥以5 ∶ 3 ∶ 2的比例施入，磷肥、钾肥和有机肥作为基肥一次性施用（6月18日），水稻成熟期（9月28日）收获，并进行相关参数的测定分析。

1.3 测定项目与方法

水稻产量：收获期调查产量构成因素，各小区单独采收，称鲜重，累加记产。

水稻品质：①碾磨品质，用FC-2 K型实验砻谷机加工成糙米；用VP-32型实验碾米机加工精米；采用谷粒判别器（ES-1000）分离整精米。②外观品质，用ES-1000便携式品质分析仪测定精米长、精米宽、垩白率、垩白度等。③营养品质，用FOSS1241近红外谷物分析仪测定糙米的直链淀粉、蛋白质含量。

植株养分含量：采用浓H2SO4-H2O2消化，流动分析仪（德国SEAL-AA3）测定氮、磷含量，火焰光度计（FP640）测定钾含量［14］。

土壤理化性质：水稻收获后，采集每个小区耕层混合土壤样品，测定土壤理化性质。土壤pH采用pH计测定，土壤有机质测定用重铬酸钾容量法-外加热法，土壤碱解氮测定用碱解扩散法，土壤速效磷测定用0.5 mol/L NaHCO3提取，钼锑抗比色法测定，土壤速效钾测定用NH4OAc浸提-火焰光度法［14］。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 2007和SPSS 17软件进行处理分析，差异显著性水平（P<0.05）通过最小显著法（LSD）进行检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对水稻品质的影响

从表1可以看出，不同施肥处理水稻品质指标无显著差异；农民习惯施肥（FP）处理的出糙率、精米率和整精米率均最低，垩白粒率和垩白度最高，有机肥代替15%化肥氮处理（85%CF+15%OM）的出糙率、精米率和整精米率均最高，垩白粒率和垩白度均最低，所有处理的粒型长宽比无显著差异，但85%CF+15%OM处理的粒型长宽比最大；不同处理蛋白质含量和直链淀粉含量不存在显著差异，但FP处理的蛋白质和直链淀粉含量最低，有机肥代替30%化肥氮处理（70%CF+30%OM）的蛋白质含量最高，85%CF+15%OM处理的直链淀粉含量最高。

2.2 不同施肥处理对水稻产量构成的影响

由表2可知，各处理间的千粒重无显著差异，但与FP处理相比，优化施肥（包括OPT处理、85%CF+15%OM处理、70%CF+30%OM处理和55%CF+45%OM处理）后稻谷的千粒重均呈不同程度的增加趋势，千粒重增幅为2.80%～4.13%。

从有效穗数上看，各处理间的大小为70%CF+30%OM>85%CF+15%OM>OPT>55%CF+45%OM>FP。与FP处理相比，优化施肥处理的有效穗数呈增加趋势，增幅为2.93%～6.88%，其中70%CF+30%OM处理的有效穗数最大，为621个/m2，所有优化施肥处理之间差异不显著。