化肥减量配施鸡粪对土壤肥力及水稻产量的影响

摘要  在豫南稻区，通过田间试验研究了化肥减量配施鸡粪对土壤肥力和水稻产量的影响。在化肥减量10%和20%条件下，将鸡粪设1 500、2 250、3 000 kg/hm2 3个水平，另设仅施用100%化肥处理作为对照。结果表明，施用鸡粪2 250 kg/hm2不仅可以减少10%的化肥量还能增加水稻产量。鸡粪的施用能促进土壤有机质含量的增加，且含量提高幅度与鸡粪施入量呈正相关。在水稻成熟期，以90%HF+PE3000处理的土壤碱解氮和有机质含量最高，速效磷和速效钾含量以90%HF+PE1500处理最高。因此，鸡粪与化肥配施可适当减少化肥施用量，从而减少化肥对土壤面源污染的影响，也可使鸡粪得到合理利用。

关键词  鸡粪;化肥;叶绿素;土壤肥力;水稻产量

中图分类号  S 511;S 143.6   文献标识码  A    文章编号  0517-6611（2022）15-0143-03

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2022.15.038

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effect of the Combined Application of Reducing Chemical Fertilizer and Chicken Manure on Soil Fertility and Rice Yield

ZHANG  Lin1，Lv  Yu-hu1，LI Ya-guang2 et al

（1.Xinyang Academy of Agricultural Sciences，Xinyang， Henan 464000;2.Henan Xingfa Haolida Chemical Company Limited，Xinxiang，  Henan 453000）

Abstract  A field experiment was carried out to explore the effects of chicken manure combined with reduced 10% and 20% chemical fertilizer on soil fertility and rice yield in South Henan province. The series of chicken manure application was 1 500，2 250，3 000 kg/hm2， and 100% chemical fertilizer as the control. The results showed that treatment with 2 250 kg/hm2 of chicken manure could reduce 10% chemical fertilizer and increase rice yield. The application of chicken manure could promote the increase of soil organic matter content， and the increasement was positively correlated with the application amount of chicken manure. At the mature stage of rice， the soil available N and organic matter content treated with 90% chemical fertilizer +3 000 kg/hm2 chicken manure was the highest， and the soil available P and K treated with 90% chemical fertilizer +1 500 kg/hm2 chicken manure was the highest. So， combined application of chicken manure and chemical fertilizer could reduce the chemical fertilizer application amount， reduce the non-point source pollution load， and rationally use chicken manure.

Key words  Chicken manure;Chemical fertilizer;Chlorophyll;Soil fertility;Rice yield

水稻作为豫南地区的主要粮食作物，年种植面积43万hm2，占全省水稻总面积的83.4%[1]。水稻的优质高产对保证豫南地区粮食供应和社会稳定具有重要意义。近年来盲目施肥现象在水稻生产中普遍存在，化肥特别是氮肥的施用量逐年增加，虽然在一定程度上提高了农作物产量，但也带来了一系列生态环境问题，如土壤肥力退化、农产品质量下降、环境污染等负面影响，直接威胁到农业生产安全[2-3]。随着国家减肥增效行动的推进，有机肥替代部分化肥被认为是减少化肥用量、提高肥料资源利用效率的有效措施[4]。研究表明，农田施用畜禽粪便可有效增加土壤中氮、磷、钾等有效养分含量，从而提高玉米产量和籽粒中蛋白质含量[5-6]。添加鸡粪可有效改善土壤理化性质和养分状况，为作物提供适宜的生长环境[7]。有机肥与化肥配合施用，不仅减少了畜禽粪便和有机废弃物对环境的污染，而且有效增加了土壤有机质含量，还可以增加土壤养分和土壤有益微生物的数量，提高土壤酶活性[8]。畜禽粪便作有机肥时，以基施为主，但不能完全代替化肥。鸡粪和化肥按一定比例施用，可以增加土壤有机质含量，但完全用鸡粪代替化肥则会对产量产生负面影响[9-10]。因此，合理研究畜禽粪便与化肥 的配合施用显得尤为重要。 笔者探讨了在化肥用量减少10%和20%的情况下，配施不同量鸡粪对土壤肥力以及水稻产量的影响，旨在为豫南稻区化肥的合理利用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

于2017年3月至2018年10月在信阳市农业科学院试验园区（114°05'E，32°07'N）进行。该地属亚热带向暖温带过渡区，日照充足，年均1 900～2 100 h;年平均气温15.1～15.3 ℃;降水丰沛，年均降水量900～1 400 mm，空气湿润，相对湿度年均77%。供试土壤为水稻土（耕层土壤质地为黏壤土），试验前土壤pH 6.7，有机质25.4 g/kg，碱解氮81.5 mg/kg，有效磷10.5 mg/kg，速效钾58.2 mg/kg。试验田栽培管理同一般高产田。

1.2 试验材料

供试氮肥为尿素（含纯N 46%），磷肥为普钙（含P2O5 11%），钾肥为氯化钾（含K2O 60%）。鸡粪的养分含量为有机质215.8 g/kg，全氮含量14.1 g/kg，全磷含量9.0 g/kg，全钾含量7.8 g/kg。供试水稻品种为Y两优689。

1.3 试验设计

根据鸡粪和化肥施用量，设置7个处理，包括对照和6个不同类型的配施处理，随机区组设计，3次重复 。处理分别为100%HF（X1）、90%HF+PE1500（X2）、90%HF+ PE2250（X3）、90%HF+PE3000（X4）、80%HF+ PE1500（X5）、 80%HF+ PE2250（X6）、80%HF+ PE3000（X7）。其中，100% HF指当地常规施肥量，全部施用化肥，施肥量为N 150 kg/hm2、 P2O575 kg/hm2、K2 O 105 kg/hm2;90%HF、80%HF分别为施用90%、80%的常规施肥量;PE指的是施用鸡粪，数字表示施肥量，单位kg/hm2。氮肥 按照基肥 ∶分蘖肥 ∶孕穗肥=5 ∶3 ∶2 分次施入，磷肥全部基施，钾肥按基肥和穗肥各50%施用。

水稻于2018年5月14日划行移栽，小区栽插密度16.7 cm×20.0 cm，每穴 2～3棵基本苗。移栽后灌浅水使秧苗返青，分蘖肥在移栽后7 d施用， 孕穗肥在晒田复水后施用。每小区长3.3 m，宽2.0 m。小区间筑0.3 m宽的埂，并覆塑料薄膜防止串水串肥，区组间留0.5 m宽的沟，便于进排水。

1.4 样品采集与测定

1.4.1    水稻叶片叶绿素SPAD。

施肥第7天测定水稻叶片叶绿素SPAD，对每个小区中5株水稻的倒一叶至倒四叶进行SPAD测定，最终由同一小区、同一叶位5个SPAD的平均值代表该小区该叶位的叶色情况。

1.4.2    产量及其构成因素。

成熟期于每个处理取具有代表性植株10穴，测定株高和有效穗、穗粒数、穗实粒数，风干后测定千粒重。各小区单打单收，风干后，测定籽粒产量。

1.4.3    土壤性状。

水稻收获后在小区内采集耕层混合土样（0～20 cm），风干过筛后测定。土壤pH用pH计测定，碱解氮采用碱解扩散法测定，速效磷采用Olsen法测定，速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定，土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定[11]。

1.5 数据分析

采用 Excel 2007软件进行数据整理，用SAS 9.2 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻农艺性状的影响

不同处理水稻农艺性状见表1。从表1可以看出，90%HF和80%HF处理中，配施不同量的鸡粪处理对水稻的有效穗无显著影响，但对株高、穗粒数、实粒数、结实率和千粒重有不同程度的影响。在90%HF的3个处理（X2、X3、X4）中，X4表现效果最好，与X1相比株高、穗粒数、实粒数和千粒重均显著增加，增幅分别为7.35%、19.35%、25.47%、4.24%。在80%HF的3个处理（X5、X6、X7）中，X7表现效果最好，与X1相比株高、穗粒数、实粒数、结实率和千粒重均显著增加，增幅分别为5.91%、20.16%、27.36%、6.05%、3.65%。这说明配施鸡粪有助于改善水稻的农艺性状，但鸡粪的施用量不是越高越好。

决定水稻产量的主要因素是有效穗数、穗实粒数、千粒重。由表1可知，化肥减量20%配施3 000 kg/hm2（X4、X7）的2个处理，其株高、穗粒数、穗实粒数、千粒重均显著高于X1。其原因可能是单施化肥在水稻生长前期供肥过旺、后期供肥不足，而鸡粪在水稻全生育期都有充足的养分供应，有利于水稻后期籽粒生长。

2.2 不同处理对水稻产量的影响

不同处理水稻产量见表2。从表2可以看出，与对照X1相比，鸡粪各处理水稻产量均升高。各处理产量比对照X1增加0.06%～12.94%。90%HF的3个处理水稻平均产量为9 606.5 kg/hm2，80%HF的3个处理水稻平均产量为9 217.3 kg/hm2，均高于X1，表现为90%HF>80%HF>100%HF。其中X3处理水稻产量显著高于X1。

2.3 不同处理对水稻叶片叶绿素SPAD的影响

不同处理的水稻叶片叶绿素SPAD见表3。从表3可以看出，在施入底肥7 d后（5月28日，分蘖期），鸡粪处理的叶绿素SPAD与单施化肥处理（X1）相比差异不显著，但配施鸡粪的稍高;在施入分蘖肥7 d后（6月6日，孕穗期），各处理叶绿素SPAD与单施化肥处理（X1）相比差异不显著;在施入孕穗肥7 d后（7月16日，齐穗期），X2的叶绿素含量与全施化肥处理（X1）相比差异显著;在成熟期，单施化肥处理（X1）的叶片叶绿素含量显著低于鸡粪处理，且在同一化肥施用量的情况下，随着鸡粪施用量的增加，叶绿素含量呈先降低后增加的趋势。