生物有机肥部分替代化肥技术...稻生长、土壤养分含量的影响_何伊平.pdf

广西农学报Journal of Guangxi Agriculture第 38 卷第 2 期Vol.38，No.22023 年 4 月April，202340收稿日期：2023-02-10 修回日期：2023-02-20基金项目：广西 2021 年化肥减量增效示范项目（桂农厅办发202118 号）。作者简介：何伊平，女，1991 年生，助理农艺师，主要从事土肥技术试验、示范、推广工作。生物有机肥部分替代化肥技术对水稻生长、土壤养分含量的影响何伊平（苍梧县土壤肥料工作站，广西 梧州 543100）摘要：【目的】探究生物有机肥部分替代化肥技术对苍梧县内水稻生长和土壤肥力的影响，为提升稻田土壤质量、进一步改善苍梧县农田生态提供参考。【方法】试验设 3 个不同地点的技术效果监测点，监测点 1 和监测点 2 为早造种植，监测点 3 为晚造种植；每个监测点设置 80%测土配方施肥+300 kg 生物有机肥的施肥处理（T2）与单纯测土配方施肥的处理（T1）对比，调查试验水稻的农艺性状、产量、土壤养分含量。【结果】T2 水稻结实率平均增加 3.30%，千粒重平均增加 4.57%，产量平均增加 6.14%，水稻无效分蘖减少。T1 和 T2 的土壤有机质、全氮含量有提升，平均盈余率分别为 1.89%和 21.14%、25.05%和 40.00%；T1 和 T2 的土壤有效磷含量有小幅提高，平均盈余率为13.52%和3.37%；但土壤速效钾含量均出现较大幅度的下降，T1和T2分别减少34.78%、47.02%。【结论】生物有机肥部分替代化肥技术可以提高水稻的结实率、千粒重和产量，同时还能增加土壤养分的含量。关键词：有机肥；水稻；土壤养分 中图分类号：S511文献标识号：A文章编号：1003-4374（2023）02-0040-06Effects of Partial Replacement of Chemical Fertilizer with Bio-organic Fertilizer on Rice Growth and Soil Nutrient ContentHe Yi-ping(Cangwu County Soil and Fertilizer Workstation,Wuzhou,Guangxi 543100,China)Abstract:【Objective】To explore the effect of partial replacement of chemical fertilizer with bio-organic fertilizer on rice growth and soil fertility in Cangwu County,and to provide reference for improving soil quality and further improving farmland ecology in Cangwu County.【Method】Three monitoring sites were set for the technical effect at different sites.Monitoring sites 1 and 2 were for early planting,and monitoring site 3 was for late planting.Agronomic traits,yield,and soil nutrient content of rice were investigated at each monitoring site by comparing the fertilization treatment(T2)of 80%soil testing and 300kg biological organic fertilizer with that of single soil testing and formula fertilization(T1).【Result】The seed setting rate of T2 rice increased by 3.30%on average,the 1000-grain weight increased by 4.57%on average,the yield increased by 6.14%on average,and the ineffective tillers of rice decreased.The soil organic matter and total nitrogen content of T1 and T2 increased,and the average surplus rates were 1.89%and 21.14%,25.05%and 40.00%,respectively.The soil available phosphorus content of T1 and T2 increased slightly,with an average surplus rate of 13.52%and 3.37%.However,the content of available potassium in soil decreased significantly,T1 and T2 decreased by 34.78%and 47.02%respectively.【Conclusion】Partial replacement of chemical fertilizer with bio-organic fertilizer can improve the seed setting rate and 1000-grain 41何伊平：生物有机肥部分替代化肥技术对水稻生长、土壤养分含量的影响第 2 期weight yield of rice,and increase the content of soil nutrients.Key words:organic fertilizer,rice,soil nutrient水稻是我国南方最主要的粮食作物之一，耕地是粮食生产的物质基础，而肥料就是粮食的“粮食”。增施有机肥能够显著提高土壤供应养分的能力，激发土壤中氮素、磷素的释放，对土壤养分有明显的促进作用，有机无机肥料配施可有效提高水稻土有机碳含量及其固定速率，以及作物对氮磷钾养分的吸收利用具有积极作用。1-3高飞等4在研究低地力条件下有机肥部分替代化肥对作物产量和土壤性状的影响中发现，常量化肥+增施有机肥处理较单施有机肥处理，作物产量略有增加,在水稻小麦轮作体系土壤有机质提升 7.69%40.22%。众多研究均表明，有机肥对于提高土壤耕地质量水平和水稻产量具有促进作用。有机肥还能够提高肥料的利用效率，促进化肥减量增效。马凡凡等5在有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力及农田氮磷流失的研究中，发现有机肥处理较单施化肥对土壤有机质、有效磷、有效钾含量有明显增加作用。有机肥和化肥配施可降低不同形态氮流失量。高菊生等6连续 5 年田间定位试验表明，绿肥、稻草还田可促进水稻增产，提升土壤有机质含量，维持土壤氮素供应。通过增施有机肥，绿肥压青还田、农作物秸秆还田等，可有效减少化肥施用量。有机肥替代化肥的方案更能提升农作物产量，保证土壤肥力。7本试验通过设置 3 个生物有机肥部分替代化肥技术效果监测点，探究生物有机肥部分替代化肥技术对苍梧县内水稻生长和土壤肥力的影响，为进一步改善苍梧县农田生态，提升稻田土壤质量作参考。1 材料与方法试验共分为 3 个不同地点的技术效果监测点，于 2021 年 3 月至 2021 年 11 月共分两造进行。其中监测点 1 和监测点 2 为早造种植，地点分别在苍梧县沙头镇思艾村地尾组和苍梧县石桥镇培中村四中组；监测点 3 为晚造种植，地点在苍梧县石桥镇培中村社冲组。1.1 供试材料供试水稻品种：监测点 1 为“昱香两优 8 号”，监测点 2 为“籼七占”，监测点 3 为“桂丝占”。供试肥料：尿素（总氮 46.2%），钙镁磷肥（有效 P2O5 12.0%），氯化钾（K2O 60.0%），生物有机肥总养分（N+P2O5+K2O）5%，有机质40%，有效活菌数 0.2 亿/g。供试土壤：监测点 1，前茬作物马铃薯，其 pH值 5.33，有 机 质 36.0g/kg，全 氮 1.75%，有 效 磷61.6mg/kg，速效钾 126mg/kg。监测点 2，前茬作物水稻，其 pH 值 4.48，有机质 50.9g/kg，全氮 2.22%，有效磷 17.5mg/kg，速效钾 126mg/kg。监测点 3，前茬作物水稻，其 pH 值 4.52，有机质 32.6g/kg，全氮 1.00%，有效磷 55.5mg/kg，速效钾 99.8mg/kg。1.2 试验设计共设 2 个处理，不设重复，小区面积 333.5m2以上。其中处理 1（T1）为测土配方施肥，处理 2（T2）为 80%测土配方施肥+300kg 生物有机肥。测土配方施肥配比为每 667m2施 N11kg，P2O53kg，K2O8kg。1.3 施肥管理早造 4 月 8 日施基肥，4 月 8 日插秧，4 月 21日第一次追肥，5 月 20 日第二次追肥，6 月 10 日第三次追肥。晚造 8 月 2 日施基肥，8 月 3 日插秧，8 月 10日第一次追肥，9 月 6 日第二次追肥，9 月 30 日第三次追肥。2 结果与分析2.1 不同处理对水稻农艺性状的影响监测点 1、监测点 2、监测点 3 不同处理对水稻农艺性状的影响见表1，由表1可知，在监测点1中，T2 的水稻株高、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率和千粒重均比 T1 的高。在监测点 2 中，T2 的水稻667m2有效穗数、每穗实粒数、结实率和千粒重均较 T1 高。在监测点 3 中，T2 的水稻株高、有效穗数、结实率和千粒重均较 T1 有所提高。通过对 3 个生物有机肥部分替代化肥技术效果监测点的综合分析，由表 2 可知，生物有机肥部分替代化肥技术可以一定程度上提高水稻的结实率和千粒重，结实率平均增加 3.30%，千粒重平均增加4.57%。广西农学报422023 年表 1 监测点 1、监测点 2、监测点 3 不同处理对水稻农艺性状的影响监测点处理株高（cm）有效穗数（万/667m2）每穗总粒数（粒）每穗实粒数（粒）结实率（%）千粒重（g）1T1102.3517.54140.62120.8185.9119.07T2103.6816.62147.14129.9188.2919.772T1105.6315.20194.19162.1383.4919.49T2103.9515.63184.48163.2988.5120.453T193.6510.53236.38194.4682.2718.38T295.2110.98225.00187.1983.2019.32表 2 监测点 1、监测点 2、监测点 3T2 不同农艺性状与 T1 对比增幅情况监测点株高（%）有效穗数（%）每穗总粒数（%）每穗实粒数（%）结实率（%）千粒重（%）11.30-5.254.647.532.773.672-1.592.83-5.000.726.014.9331.674.27-4.81-3.741.135.11平均0.460.62-1.721.53.304.572.2 不同处理对水稻产量的影响不同处理对水稻产量的影响见表 3，在监测点1 中，T2 比 T1 的产量略微下降，减少幅度为 6.03%；在监测点 2 中，T2 比 T1 的产量增加较大，增加幅度为 16.24%；在监测点 3 中，T2 比 T1 的产量有所增加，增加幅度为 8.20%。综合三个监测点的水稻产量情况可得出，T2 比 T1 的水稻产量平均增加6.14%。结合表 2 和表 3 可以看出，监测点 2 和监测点 3 中 T2 的有效穗数比 T1 的有所增加，T2 的产量也比 T1 的有所增加，有效穗数的提高是产量增加的重要前提8，因此在监测点 1 中 T2 的有效穗数比 T1 的少，T2 的产量也比 T1 的少。针对出现在监测点 1 中 T2 的产量比 T1 略低的现象，推测是由于监测点 1 的前茬作物是马铃薯，土壤肥力较高，使得 Tl 和 T2 在水稻生长前期的分孽数量都比较多(如表 4 所示)，同时 T2 增施了有机肥，使水稻生长中后期土壤中养分含量过于充足，致使水稻贪青晚熟，才使有效分孽数下降，最终导致监测点 1 中 T2 的产量略有下降。表 3 不同处理对水稻产量的影响监测点处理产量（kg/667m2）T2 与 T1 对比的增产幅度（%）1T1422.31-6.03T2396.862T1442.4916.24T2514.333T1360.908.20T2390.5143何伊平：生物有机肥部分替代化肥技术对水稻生长、土壤养分含量的影响第 2 期生物有机肥部分替代化肥技术可以减少水稻无效分蘖的产生。根据表 4，这 3 个监测点中 T1 的分蘖数量几乎始终比 T2 的多，而根据表 2，在监测点 2 和监测点 3 中 T2 的有效穗数比 T1 的分别增加2.83%和 4.27%，虽然在监测点 1 中 T2 的有效穗数比 T1 的减少 5.25%，但总体上这三个监测点的有效穗数 T2 比 T1 平均增加 0.62%。表 4 监测点 1、监测点 2、监测点 3 水稻返青后至水稻分蘖盛期分蘖情况的调查监测点处理4 月 13 日（蔸）4 月 18 日（蔸）4 月 23 日（蔸）4 月 28 日（蔸）5 月 3 日（蔸）5 月 8 日（蔸）1T1245072108183255T22643671081842492T1314772102140209T2313751901401853T126506396109195T225354476951362.3 不同处理对土壤养分含量的影响监测点 1、监测点 2、监测点 3 试验前后土壤养分变化情况见表 5。与试验前相比，T1 和 T2 的土壤全氮含量增加较为明显，同时土壤速效钾含量降低幅度较大。吴峰等9在不同施肥处理对水稻土壤养分的化验结果表明，作物收获后的土壤中氮元素有所增加，钾元素减少明显。本试验中 T1 和 T2的土壤氮元素有所增加而速效钾含量大为减少的结果与吴峰等的研究结果基本一致。土壤 pH 值则变化不大。通过进一步对 3 个监测点中各处理养分含量盈余情况进行计算。具体结果如表 6 所示。在土壤有机质方面，三个监测点中 T1 和 T2 的平均盈余率为 1.89%和 21.14%。其中，监测点 1 中的 T1 和 T2的盈余率为 3.89%和 21.11%，监测点 2 的盈余率为-0.98%和-11.98%,监测点 3 中的 T1 和 T2 的盈余率为 2.76%和 54.29%。监测点 2 中 T2 的土壤有机质含量略微低于试验前土壤有机质的含量，对此本研究认为，这与正激发效应有关，对有机质丰富的土壤，施用新鲜有机肥产生正激发效应，促进原来有机质的矿化和更新。10在土壤全氮含量方面，3 个监测点中 T1 和 T2的平均盈余率为 25.05%和 40.00%。其中，监测点 1中 T1 和 T2 的盈余率为 26.29%和 28.00%，监测点2 中 T1 和 T2 的盈余率为 14.86%和 0.00%，监测点3 中 T1 和 T2 的盈余率为 34.00%和 92.00%。在土壤有效磷含量方面，3 个监测点中 T1 和T2 的平均盈余率为 13.52%和 3.37%。其中，监测点1 中 T1 和 T2 的盈余率为 11.69%和-22.40%，监测点 2 中 T1 和 T2 的盈余率为 24.00%和 21.71%，监测点 3 中 T1 和 T2 的盈余率为 4.86%和 10.81%。在土壤速效钾含量方面，3 个监测点中 T1和 T2 的 平 均 盈 余 率 为-34.78%和-47.02%，其中，监测点 1 中 T1 和 T2 的盈余率为-22.30%和43.89%，监测点 2 中 T1 和 T2 的盈余率为-34.44%和 47.78%，监测点 3 中 T1 和 T2 的盈余率为-47.60%和 49.40%因此生物有机肥部分替代化肥技术能够增加土壤养分的含量。T2 和 T1 的土壤有机质、土壤全氮和土壤有效磷含量处于盈余状态，并且 T2 的土壤有机质和土壤全氮含量盈余率较 T1 的高，温延臣等11研究表明商品有机肥部分替代化肥施用 3 年后，与单施化肥相比，土壤有机碳增加了 19.5%，土壤全氮提高了 12.3%。乔玉辉等12研究也发现有机和常规水稻生产的氮素和磷素平衡处于盈余状况。广西农学报442023 年表 5 监测点 1、监测点 2、监测点 3 试验前后土壤养分变化情况监测点试验前/后处理有机质（g/kg）全氮（%）有效磷（g/kg）速效钾（g/kg）pH 值1试验前36.01.7561.61265.33试验后T137.42.2168.897.95.28T243.62.2447.870.75.022试验前50.92.2217.5126.04.48试验后T150.42.5521.782.64.62T244.82.2221.365.84.643试验前32.61.0055.599.84.52试验后T133.51.3458.252.34.62T250.31.9261.550.54.58表 6 不同处理土壤养分含量盈余率情况监测点处理有机质盈余率（%）全氮盈余率（%）有效磷盈余率（%）速效钾盈余率（%）113.8926.2911.69-22.30221.1128.00-22.40-43.8921-0.9814.8624.00-34.442-11.980.0021.71-47.78312.7634.004.86-47.60254.2992.0010.81-49.40平均11.8925.0513.52-37.48221.1440.003.37-47.023 小结生物有机肥部分替代化肥技术（T2）可以有效增加水稻的结实率、千粒重和产量，其水稻的结实率平均增加 3.30%，千粒重平均增加 4.57%，产量平均增加 6.14%，同时还可以减少水稻无效分蘖的产生生物有机肥部分替代化肥技术（T2）能够增加土壤养分的含量，土壤有机质的平均盈余率为 21.14%，土壤全氮含量的平均盈余率为 40.00%，土壤有效磷含量的平均盈余率为 3.37%。生物有机肥部分替代化肥技术既可以提高土壤养分含量，提升土壤肥力，还可以一定程度提高水稻产量，长期使用生物有机肥部分替代化肥技术对产量提升效果可能会更好。参考文献：1介晓磊，王镇，化党领，等.生物有机肥对氮磷钾及烟叶品质成分的影响J.中国农学通报，2010，26（1）：109-114.2梁永进，路丹，张得平，等.高碳基有机肥对贺州烟区植烟土壤养分含量的影响J.广西农学报，2019，34（4）：25-29.3李艳，陈义，唐旭，等.长期不同施肥条件下南方水稻土有机碳的平衡特征J.浙江农业学报，2018，30（12）：2094-2101.4高飞，汪志鹏，赵贺，等.低地力条件下有机肥部分替代化肥对作物产量和土壤性状的影响J.江苏农业学报，2020，36（1）：83-91.5马凡凡，邢素林，甘曼琴，等.有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力及农田氮磷流失的影响J.作物杂志，2019（5）：89-96.（下转第 66 页）广西农学报662023 年动林业碳汇项目的区域协同合作，加强发达地区和后发展地区的交流配合，强化城市地区与农村地区的统筹协调，充分发挥区域资源禀赋的比较优势，引导林业碳汇项目向生态脆弱的后发展地区倾斜，帮助相对低收入人口更新思想观念、践行新发展理念、提高内生发展能力，提高欠发达地区的环境保护和经济发展能力，实现区域发展、生态保护与乡村振兴的有机统一。参考文献：1林斌，徐孟，汪笑溪.中国农业碳减排政策、研究现状及展望J.中国生态农业学报（中英文），2022，30（4）：500-515.2武汉大学国家发展战略研究院课题组.中国实施绿色低碳转型和实现碳中和目标的路径选择J.中国软科学，2022（10）：1-12.3周广胜，周梦子，周莉，等.中国陆地生态系统增汇潜力研究展望J.科学通报，2022，67（31）：3625-3632.4徐晋涛，易媛媛.“双碳”目标与基于自然的解决方案：森林碳汇的潜力和政策需求J.农业经济问题，2022（9）：11-23.5李怒云，龚亚珍，章升东.林业碳汇项目的三重功能分析J.世界林业研究，2006，19（3）：1-5.6张俊飚，何可.“双碳”目标下的农业低碳发展研究：现状、误区与前瞻J.农业经济问题，2022（9）：35-46.7Li S Y，Huang M，Li S G.REDD-plus and China s contributionJ.35th International Symposium on Remote Sensing of Environment（ISRSE35）2014，1-6.8秦国伟，田明华.“双碳”目标下林业碳汇的发展机遇及实施路径 J.行政管理改革，2022（1）：45-54.9Shi X，Wang T，Lu S，et al.Evaluation of China s forest carbon sink service valueJ.Environ Sci Pollut Res Int，2022（29）：44668-44677.10Ke S F，Wagner J E，Li Z，et al.The situations and potentials of forest carbon sinks and employment creation from afforestation in ChinaJ.International Forestry Review，2010，12（3）：247-255.11李研，赵李捷，陈松，等.社会资本对林农参与林业碳汇项目行为的影响机制研究 J.中国林业经济，2022（2）：87-91.12胡原，曾维忠.碳汇造林项目促进了当地经济发展 吗？：基于四川县域面板数据的 PSM-DID 实证研究 J.中国人口资源与环境，2020，30（2）：89-98.13续珊珊.森林碳汇项目态势分析：以黑龙江省森工国有林区为例J.生态经济，2012（3）：113-116，119.14李怒云，李金良，袁金鸿，等.加快林业碳汇标准化体系建设 促进中国林业碳管理J.林业资源管理，2012（4）：1-6.15石柳，唐玉华，张捷.我国林业碳汇市场供需研究：以广东长隆碳汇造林项目为例J.中国环境管理，2017（1）：104-110.16中央财经大学绿色金融国际研究院.2018 中国环境权益市场报告J.环境经济，2019（18）：18-45.17彭红军，徐笑，俞小平.林业碳汇产品价值实现路径综述J.南京林业大学学报（自然科学版），2022，46（6）：177-186.18于天飞.影响中国林业自愿碳市场稳健发展的几个问题分析J.世界林业研究，2022，35（4）：1-7.19高沁怡，金婷，顾光同，等.林业碳汇项目类型及开发策略分析J.世界林业研究，2019，32（6）：97-102.20孙清芳，马燕娥，刘强.基于 CDM 机制对我国林业碳汇项目发展的探析 J.林业资源管理，2017（5）：125-128.21陈冲影.森林碳汇与农户生计：以全球第一个森林碳汇项目为例J.世界林业研究，2010，23（5）：15-19.（责任编辑：陈洁丽）（上接第 44 页）6高菊生，黄晶，杨志长，等.绿肥和稻草联合还田提高土壤有机质含量并稳定氮素供应J.植物营养与肥料学报，2020，26（3）：472-480.7王玉龙.有机肥替代化肥对作物产量和土壤肥力的影响J，现代农业科技，2019（12）：172，176.8彭碧琳，李妹娟，胡香玉，等.轻简氮肥管理对华南双季稻产量和氮肥利用率的影响 J，中国农业科学，2021，54（7）：1424-1438.9吴峰，蒙建玲，罗一东，等.不同施肥处理对水稻生长及肥料利用率的影响J.广西农学报，2020，35（1）：4-8.10杨忠赞，迟凤琴，匡恩俊，等.有机肥替代对土壤理化性状及产量的综合评价J，华北农学报，2019，34（S1）：153-160.11温延臣，张曰东，袁亮，等.商品有机肥替代化肥对作物产量和土壤肥力的影响，中国农业科学，2018，51（11）：2136-2142.12乔玉辉，何菀婷，吴文良，等.有机与常规水稻生产中土壤养分平衡比较J，生态与农村环境学报，2014，30（3）：341-345.（责任编辑：黎月娟）