長期施用有機肥對稻田的改良培肥效應

陳紅金，章日亮，吳春艷

(1.浙江省耕地質量與肥料管理總站， 浙江 杭州 310020； 2.蘭溪市農業局 土壤與肥料工作站，浙江 蘭溪 321100;3.浙江省農業科學院 資源環境與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

耕地是農業生產的根本，也是人類賴以生存和發展的物質基礎[1]。聯合國糧食及農業組織(FAO)統計數據顯示，我國耕地土壤肥力基礎薄弱，居世界中下游水平[2]。長期重施化肥，輕施有機肥，只用地不養地的施肥習慣進一步加劇了耕地質量水平的下降[3]，致使土壤有機質含量偏低、養分不均，綜合肥力下降[4]，質地劣化、結構變差，引發土壤板結、鹽漬化等問題[5]，嚴重制約著耕地生產能力的可持續發展[6]。

有機肥養分含量豐富，既含有氮、磷、鉀等大量元素，也富含鈣、鎂、硫等中微量元素，施用有機肥既供給植物生長發育所必須的養分，也能增加土壤養分含量，改善土壤理化性狀[7-9]。此外，有機肥富含大量有機物質，直接施用顯著提高土壤有機質含量[10]，提高土壤酸堿緩沖性能，促進微生物繁殖[11]，提高作物產量[12]，改善農產品品質[13]?？梢姡┯糜袡C肥是培肥地力、改良土壤的重要方式[14]。以往的研究多數時間較短，難以反映有機肥長期施用對土壤的改良培肥效果，為此，本研究采用田間定位試驗，研究長期施用有機肥對土壤養分含量和后季作物產量的影響，以期為耕地的改良培肥提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤有機質27.10 g·kg-1，全氮1.64 g·kg-1，有效磷14.60 mg·kg-1，速效鉀 48.00 mg·kg-1，pH值5.20。供試肥料商品有機肥含N 4%，P2O52%，K2O 2%，碳酸氫銨含N 17%，尿素含N 46%，過磷酸鈣P2O512%，氯化鉀含K2O 60%。供試水稻2011年、2012年和2014年為深兩優5814，2013年、2015年、2016年分別為內5優8015、中浙優1號和Y兩優2號。

1.2 處理設計

試驗設施用有機肥處理，每季用量為6 000 kg·hm-2，常規施肥處理，施碳酸氫銨1 200 kg·hm-2，尿素300 kg·hm-2，過磷酸鈣150 kg·hm-2，氯化鉀300 kg·hm-2，以不施肥為對照。

1.3 測定項目

水稻收獲期實收計產，同時取土樣測定有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量和pH值。

2 結果與分析

2.1 對水稻產量的影響

由表1可見，肥料的施用不同程度地提高了水稻產量，常規施肥和施用商品有機肥水稻產量分別較不施肥對照提高9.6%～103.7%和19.2%～135.3%；與常規施肥相比，施用有機肥水稻產量有所提高，其中2011—2016年水稻產量增幅分別為8.8%、6.5%、9.9%、13.3%、15.5%和11.4%?？梢姡┓适翘岣咚井a量的有效措施，施用商品有機肥可在常規施肥的基礎上進一步提高水稻產量。

表1 施用有機肥對水稻產量的影響

2.2 對土壤有機質和全氮含量的影響

土壤有機質含量是表征土壤肥力水平的重要指標。圖1所示，試驗中后期(2013—2016年)，施用有機肥的耕地土壤有機質水平最高，不施肥對照次之，常規施肥土壤有機質含量最低，至2015年施用有機肥、不施肥和常規施肥土壤有機質含量分別為28.80、27.30和26.70 g·kg-1；此外，有機肥處理土壤有機質含量呈逐年增加趨勢，至2016年土壤有機質含量較試驗前土壤基礎值高4.8%，不施肥土壤有機質含量變化不大，常規施肥土壤有機質含量呈下降態勢。可見，施用有機肥具有較好的有機質提升效果。

試驗中的2013—2016年，不同處理間土壤全氮含量出現差異：施用有機肥土壤全氮含量高于不施肥和常規施肥，如2016年施用有機肥土壤全氮含量分別較不施肥和常規施肥高3.6%和4.2%；此外，試驗期間施用有機肥的土壤全氮含量呈逐漸增加態勢，但不施肥和常規施肥土壤全氮含量變化不大。可見，施用商品有機肥增加土壤全氮含量的效果最佳，且具有長期、持續性效應。

圖1 施用有機肥對土壤有機質和全氮含量的影響

2.3 對土壤有效磷和速效鉀含量的影響

施肥是增加土壤有效磷含量的重要手段。圖2所示，有機肥處理土壤有效磷含量最高，常規施肥次之，不施肥對照土壤有效磷含量最低，其中，常規施肥和施用有機肥土壤有效磷含量分別是不施肥對照的1.15～1.57倍和1.41～2.00倍；此外，常規施肥和施用有機肥土壤有效磷含量呈逐年增加態勢，至2016年常規施肥和施用有機肥土壤有效磷含量分別是試驗前土壤基礎值的1.64和2.08倍。可見，有機肥和常規施肥處理均可提高土壤有效磷含量，但施用有機肥對土壤有效磷含量的提升效果最為突出。

圖2 施用有機肥對土壤有效磷和速效鉀含量的影響

不同施肥處理對土壤速效鉀含量的影響不同，其中，施用有機肥土壤速效鉀含量最高，常規施肥次之，不施肥對照速效鉀含量最低；由速效鉀變化趨勢可見，有機肥和常規施肥處理土壤速效鉀含量呈逐漸增加態勢，其中2016年施用有機肥和常規施肥土壤速效鉀含量分別是試驗前土壤基礎值的1.50和1.92倍，但不施肥對照土壤速效鉀含量變化不大，在48.00～61.00 mg·kg-1。由此可見，施肥是提高土壤速效鉀含量的重要手段，施用有機肥具有最為突出的速效鉀提升效果。

2.4 對土壤pH值的影響

施肥對土壤pH值的影響逐年明顯(圖3)，2014—2016年試驗中，有機肥處理土壤pH值最高，常規施肥次之，不施肥對照土壤pH值最??；此外，施用有機肥土壤pH值呈逐年提高趨勢：由試驗前土壤基礎值5.2提高到6.2，改酸性土壤為微酸性土壤，而常規施肥和不施肥對照土壤pH值變化不大。結果表明，施用有機肥可作為酸性土壤耕地質量提升的最佳措施。

圖3 施用有機肥對土壤pH值的影響

3 討論

有機肥含有大量的有機物質、無機物質和有益微生物，施入土壤后能迅速提高土壤有機質含量和微生物數量，增加土壤酶的活性，促進土壤難溶礦物質養分的釋放，進一步提高土壤養分的有效性[15]，本研究結果顯示，施用有機肥有效提高了土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量，隨著有機肥施用年限的增加，土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量呈增加趨勢。

施用有機肥(化學肥料配施有機肥和單施有機肥)，土壤pH值保持穩定或較試驗開始有所升高，以單施有機肥處理pH值升幅最大[16]。丁玉梅等[17]的研究結果，有機肥用量600～1 200 kg·hm-2時，對煙株根際土壤pH值的調控作用最為顯著。肖輝等[18]研究認為，設施土壤施用化肥降低了土壤pH值，施用雞糞、豬糞能提高土壤pH值，但商品有機肥對土壤pH值的影響不明顯。本研究顯示，施用有機肥土壤pH值高于常規施肥，施用有機肥時間越長，土壤pH值越高。

增施有機肥是提高作物產量和品質的有效措施，增施有機肥的福橙產量較對照高13.1%，并有效提高了葡萄產量[19-20]；增施有機肥可提高食用木薯的光合作用，提高塊根產量[21]；施用牛糞、雞糞、豬糞有機肥較單施化肥可促進西瓜營養生長和氮、鉀養分的運轉，顯著提高西瓜產量和養分的吸收積累量，西瓜產量較化肥處理分別顯著提高了27.4%、31.6%和30.2%[22]。本研究結果顯示，施用商品有機肥有效提高了水稻產量，可能是施用有機肥提高了土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量，改善了土壤酸堿度，進而促進水稻生長的結果。