化肥減量對水稻產量和耕地質量的影響

樓宇濤，陳紅金，陸若輝，朱偉鋒

(浙江省耕地質量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020)

在農業發展中，化肥是重要的農業生產資料，對補充和平衡土壤養分具有至關重要的作用，被譽為糧食的“糧食”[1]。化肥的廣泛應用，在促進糧食和農業生產水平提升、解決我國14億人口的溫飽問題上發揮了重要作用。目前，我國化肥生產量和使用量均居世界第一位，約占世界總量的1/3。

與此同時，我國大部分農業生產地區都存在過量施肥的問題，不僅嚴重影響農業生產的效果與農產品的安全，也會引發環境污染[2]。因此，積極推行化肥減量對于實現化肥使用零增長、有效降低過量施肥帶來的危害，促進農業的綠色、可持續發展尤為重要[3]。為此，開展相關試驗，分析化肥減量對水稻產量和耕地質量的影響，以期為推行化肥減量提供相關數據參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試作物為水稻中浙優8號，試驗地點位于浙江省蘭溪市赤溪街道橫村畈，土壤類型為水稻土，耕作制度為一年一熟制，試驗時間為2009—2015年。試驗前土壤基本理化性狀：有機質19.60 g·kg-1，全氮1.15 g·kg-1，有效磷17.25 mg·kg-1，速效鉀21.08 mg·kg-1，緩效鉀235.00 mg·kg-1，土壤pH值5.23。

1.2 處理設計

采用長期定位試驗，共設置4個處理：處理1，不施肥；處理2，習慣施肥，N、P2O5、K2O用量分別為240、127.5、97.5 kg·hm-2，化學肥料總投入(折純)為465 kg·hm-2；處理3：減量施肥，N、P2O5、K2O用量分別為187.5、52.5、150 kg·hm-2，化學肥料總投入(折純)為390 kg·hm-2；處理4：減量施肥+有機肥，N、P2O5、K2O用量分別為157.5、52.5、150 kg·hm-2，化學肥料總投入(折純)為360 kg·hm-2，另外施用商品有機肥3.75 t·hm-2。供試肥料：尿素(N 46%)，鈣鎂磷肥(P2O516%)，氯化鉀(K2O 60%)，商品有機肥的總養分含量≥5%。各處理隨機排列，每處理重復3次，栽培管理措施一致。各處理其他農藝管理措施按照常規栽培進行。

1.3 樣品采集與測定

收獲期測定水稻產量。土壤樣品經風干、粉碎過篩后保存待測。有機質含量采用重鉻酸鉀容量法測定，全氮含量采用凱氏定氮法測定，有效磷含量采用鉬藍比色法測定，速效鉀和緩效鉀含量采用火焰光度法測定，土壤pH采用電位法測定(土水浸提質量比為1∶2.5)。

1.4 數據分析

所有試驗數據采用DPS 2000軟件進行方差分析，對有顯著差異的處理，采用Duncan′s新復極差法進行多重比較，利用Origin 8.0軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 對水稻產量的影響

由表1可見，施肥處理(處理2～4)的水稻產量、秸稈產量和谷草比均顯著(P<0.05)高于不施肥處理(處理1)，其中，習慣施肥(處理2)、減量施肥(處理3)和減量施肥+有機肥處理(處理4)的水稻產量分別較不施肥處理高38.21%、40.92%和54.47%；秸稈產量分別較不施肥處理高11.2%、9.8%和22.0%；谷草比分別較不施肥處理高24.4%、28.4%和26.7%。與習慣施肥處理相比，化肥減量措施對水稻產量、秸稈產量和谷草比并無顯著不利影響，且減量施肥+有機肥處理的水稻產量反而較習慣施肥處理顯著提高。

表1 不同處理對水稻產量的影響

2.2 對土壤有機質和全氮含量的影響

土壤有機質含量常用于表征土壤肥力水平。如圖1所示，施肥處理的土壤有機質含量均顯著高于試驗前的初始值，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理的土壤有機質含量分別較初始值增加9.4%、15.8%和30.7%。與不施肥處理相比，施肥處理的土壤有機質含量均顯著提高，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理分別較不施肥處理增加9.2%、15.6%和30.5%。不同施肥處理的土壤有機質含量差異顯著，其中，減量施肥+有機肥處理顯著高于習慣施肥和減量施肥處理，較習慣施肥處理增加19.4%，較減量施肥處理增加12.8%，對提升土壤有機質水平效果突出。

注：同列數據后無相同字母的表示差異顯著(P<0.05)。

柱上無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。圖2～4同。圖1 不同處理對土壤有機質和全氮含量的影響

施肥是影響土壤全氮含量的重要因素。如圖1所示，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理的土壤全氮含量顯著高于試驗前的初始值，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理分別較初始值增加21.7%、28.7%和47.0%。與不施肥處理相比，施肥處理的土壤全氮含量顯著提高，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理的土壤全氮含量分別是不施肥處理的1.2、1.3和1.5倍。不同施肥處理間土壤全氮含量差異顯著，其中，減量施肥+有機肥處理的土壤全氮含量顯著高于習慣施肥和減量施肥處理，較習慣施肥處理增加20.7%，較減量施肥處理增加14.2%，對提升土壤全氮含量效果突出。

2.3 對土壤有效磷含量的影響

如圖2所示，施肥處理的土壤有效磷含量顯著高于試驗前的初始值，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理的土壤有效磷含量分別是初始值的2.1、2.3和2.6倍。與不施肥相比，施肥處理的土壤有效磷含量顯著提高，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理分別較不施肥處理的土壤有效磷含量增加90.5%、100.7%和128.3%。不同施肥處理間土壤有效磷含量差異顯著，其中，化肥減量+有機肥處理的土壤有效磷含量顯著高于習慣施肥處理，較之增加19.9%，但與減量施肥處理無顯著差異。

圖2 不同處理對土壤有效磷含量的影響

2.4 對土壤pH值的影響

如圖3所示，不施肥、習慣施肥和減量施肥處理的土壤pH值與試驗前的初始值差異不顯著，但減量施肥+有機肥處理的土壤pH值顯著高于其他處理和初始值。

圖3 不同處理對土壤pH值的影響

2.5 對土壤速效鉀和緩效鉀含量的影響

如圖4所示，施肥處理的土壤速效鉀含量顯著高于試驗前的初始值，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理分別是初始值的1.8、2.2和3.0倍。施肥處理的土壤速效鉀含量顯著高于不施肥處理，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理的土壤速效鉀含量分別是不施肥處理的1.8、2.1和2.9倍。不同施肥處理間土壤速效鉀含量差異顯著，其中，化肥減量+有機肥處理的土壤速效鉀含量顯著高于習慣施肥和減量施肥處理，分別增加64.9%和39.0%。

圖4 不同處理對土壤速效鉀和緩效鉀含量的影響

如圖4所示，施肥處理的土壤緩效鉀含量顯著高于試驗前的初始值，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理的土壤緩效鉀含量分別較初始值高17.0%、25.1%和23.4%。施肥處理的土壤緩效鉀含量顯著高于不施肥處理，其中，習慣施肥、減量施肥和減量施肥+有機肥處理的土壤緩效鉀含量分別是不施肥處理的1.1、1.2和1.2倍。不同施肥處理的土壤緩效鉀含量差異不顯著。

3 討論

本研究表明，不同化肥減量措施并不會對水稻產量、秸稈產量和谷草比產生不利影響，且對耕地質量有顯著的提升效果，其中，以減量施肥+有機肥處理的綜合效果最好。除土壤緩效鉀含量差異不顯著外，與習慣施肥處理相比，減量施肥+有機肥處理的水稻產量增加11.8%，土壤有機質含量增

加19.4%，土壤全氮含量增加20.7%，土壤有效磷含量增加19.9%，土壤速效鉀含量增加64.9%，并且減量施肥+有機肥處理的化學肥料總投入較習慣施肥處理減少22.6%。綜上所述，合理的化肥減量措施不但能減少過量化肥投入帶來的危害，還能促使水稻增產，并對耕地質量起到改良作用，值得借鑒推廣。