炭基長效肥對水稻產量及經濟效益的影響

魏祥艾

摘要? ? 為明確炭基長效肥對水稻產量及經濟效益的影響，通過田間小區試驗，設置習慣施肥（對照）、穩定性肥料常量施用和穩定性肥料減量施用3個處理，研究了炭基長效肥用量對水稻產量、氮肥利用率及經濟效益的影響。結果表明，炭基長效肥常量和減量施用處理水稻產量分別較農民習慣施肥增加10.75%和10.74%，增產顯著，主要通過提高水稻產量構成中的有效穗數來提高產量;炭基長效肥減量施用處理水稻產量低于常量施用處理，但兩者之間無顯著性差異;結合水稻種植的經濟效益性，炭基長效肥常量和減量處理純收入分別較農民習慣施肥增加12.42%、14.40%，炭基長效肥減量施用較常量施用投入少、產投比高。因此，本試驗條件下，水稻生產上施用炭基長效肥料能夠實現節本增效，且以減量基施炭基長效肥（450 kg/hm2）節本增效效果最佳。

關鍵詞? ? 水稻;炭基長效肥;產量;經濟效益

中圖分類號? ? S511;S147.5? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）15-0011-02

據統計，近年來我國農業生產中單位面積肥料施用量是世界平均水平的1.6倍，全年總施肥量高達1.23億t以上[1];但是目前氮、磷、鉀肥料利用率很低，僅為10%～50%，導致生產成本增加，還造成土壤性質惡化。農民習慣通過增加施肥量來提高水稻產量，水稻過量施肥現象屢見不鮮，導致水稻過量施肥程度達43.48%[2]。

炭基肥料是一種新型的緩釋肥料，將生物炭與肥料混合利用，制備生物炭基肥，充分發揮二者的優勢，不僅為廢棄能源再利用提供了新途徑，而且減少了化肥施用量，提高了肥料利用率，促進了作物優質高產，降低了農業生產成本;同時減輕了因肥料過量施用帶來的土壤環境問題，可增加土壤炭基-有機質含量，改良土壤物理化學性質[3-4]。但是在水稻種植上炭基肥料施用研究相對較少，本試驗通過研究炭基長效肥不同用量對水稻產量和經濟效益的影響，以期明確炭基長效肥合理的施用量，旨在為炭基長效肥在水稻生產上合理施用提供技術支撐。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗地概況

試驗于2018年5—9月在安徽水旱輪作區進行，當地習慣種植制度為水稻、小麥輪作。供試土壤為潴育型水稻土，0～20 cm耕層土壤基本理化性質測定結果：土壤有機質19.56 g/kg，全氮0.98 g/kg，全磷0.64 g/kg，有效磷19.36 mg/kg，速效鉀184.25 mg/kg，pH值6.15。其中，土壤有機質采用重鉻酸鉀外加熱法測定，全氮采用半微量凱氏法測定，全磷采用HClO4-H2SO4法測定，有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-比色法測定，速效鉀采用NH4Ac浸提火焰光度法測定，pH值采用土水比1.00∶2.5電極法測定[5]。

1.2? ? 供試材料

供試肥料：48%施可豐炭基長效肥（24-10-14），由施可豐化工股份有限公司生產提供;45%普通復合肥（15-15-15），由中鹽安徽紅四方股份有限公司生產提供;尿素（含純N 46%），由中鹽安徽紅四方股份有限公司生產提供。供試作物：中稻，品種為Y兩優2號。

1.3? ? 試驗設計

試驗設3個處理，分別為農民習慣施肥處理（CK），即基肥施45%復合肥（15-15-15）375 kg/hm2+尿素225 kg/hm2，蘗肥施尿素300 kg/hm2，穗肥施45%復合肥（15-15-15）225 kg/hm2+尿素75 kg/hm2;炭基長效肥常量施用處理，即基肥施48%施可豐炭基長效肥（24-10-14）600 kg/hm2+尿素225 kg/hm2，穗肥施尿素225 kg/hm2;炭基長效肥減量施用處理，基肥施48%施可豐炭基長效肥（24-10-14）450 kg/hm2+尿素225 kg/hm2，穗肥施尿素225 kg/hm2。

1.4? ? 測定內容與方法

水稻成熟后，小區全部收獲，脫粒風干后測實產。同時，每小區采收3穴水稻地上部進行考種。

1.5? ? 數據處理

應用Excel 2003和SPSS 20.0統計分析軟件進行數據統計與分析，多重比較采用Duncan法，顯著性水平設定為0.05。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 不同施肥處理對水稻產量構成要素及產量的影響

從表1可以看出，施用炭基長效肥的2個處理水稻有效穗數均顯著高于農民習慣施肥處理，炭基長效肥常量與減量施用分別較農民習慣施肥提高了10.71%和9.52%;同時，炭基長效肥常量和減量施用水稻產量與習慣施肥處理（CK）相比，也達到顯著性差異，產量分別提高了10.75%和10.74%;對于水稻產量構成中的成穗率和結實率，均以炭基長效肥減量施用處理最高，但是與其他施肥處理無顯著性差異。說明施用炭基長效肥對有效穗數的增加作用更為明顯，可以顯著提高水稻產量。

2.2? ? 不同施肥處理對水稻經濟效益的影響

從表2可以看出，水稻產值以炭基長效肥常量施用處理最高，較習慣施肥（CK）增加10.75%，但與炭基長效肥減量之間差異不大。結合肥料投入，炭基長效肥常量施用處理投入較炭基長效肥減量施用處理高420元/hm2，但是產值只較炭基長效肥減量施用處理高2.6元/hm2;與習慣施肥（CK）相比，炭基長效肥減量施用處理產值提高了10.74%，總投入卻降低了16.91%。根據最終產投比來看，施用炭基長效肥處理均顯著高于農民習慣施肥（CK），以長效肥減量施用處理最高。綜合經濟效益結果分析得出，水稻生產上施用穩定性肥料能夠節本增效，且以炭基長效肥減量施用的效果最佳。

3? ? 結論與討論

炭基長效肥的核心是將生物炭和肥料混合利用，以生物炭作為肥料載體制備形成炭基長效肥，充分發揮生物炭和肥料二者的優勢，不僅可以促進作物生長和增產，而且有利于生物炭農用效益和土壤理化性質的提升。該類肥料具有空隙度大、吸附能力強、吸光增溫效果顯著等特點，具有改良土壤、增加地溫、保水、保肥及延長肥效和促進作物早生快發等功效[6]。在本試驗條件下，施用炭基長效肥處理的水稻產量顯著高于農民習慣施肥處理，主要是通過提高水稻產量構成的有效穗數來實現水稻增產。結合陳? 琳等[7]研究結果認為，炭基長效肥不僅有利于提高水稻穗粒重、每穗總粒數，還可以增加水稻有效穗數，有效控制了水稻的無效分蘗。這可能與炭基肥料本身對氮肥的固持和緩釋特點有關，生物炭含有豐富的有機大分子和空隙結構，具有較高的離子吸附交換量，可吸附銨離子和硝酸根離子，被吸附的氮素在水稻生長過程中可以緩慢釋放，提高了水稻分蘗期和抽穗期的土壤供氮能力，并合理分配氮素釋放，進而保證了水稻各生育期所需養分[8-10]。同時，炭基長效肥通過改善水稻生長過程中土壤的理化性質，可以提高土壤有機質、全氮、速效磷、無機氮、速效鉀含量，為水稻生長提供良好的土壤環境，有利于水稻生長，有助于水稻高產[11-12]，進而提高經濟效益。

本試驗條件下，綜合水稻產量和經濟效益來看，炭基長效肥料在水稻種植上施用效果較好，炭基長效肥減量處理水稻產量和經濟效益均顯著高于農民習慣施肥處理。因此，本地區水稻生產上減量基施炭基長效肥（450 kg/hm2）節本增效效果最佳。

4? ? 參考文獻

[1] 張福鎖，王激清，張衛峰，等.中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑[J].土壤學報，2008，45（5）：915-924.

[2] 孔凡斌，郭巧苓，潘丹.中國糧食作物的過量施肥程度評價及時空分異[J].經濟地理，2018，38（10）：201-210.

[3] 王智慧，唐春雙，范博文，等.不同配比炭基肥對玉米生長、土壤養分及呼吸的影響[J].黑龍江八一農墾大學學報，2017，29（3）：1-4.

[4] 盧廣遠，張艷，王祥福，等.炭基肥料種類對土壤物理性質及玉米產量的影響[J].河北農業科學，2011，15（5）：50-53.

[5] 魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科技出版社，2000.

[6] 舒常祿，馬秀枝，蒙美蓮，等.張倩炭基肥施用對農田土壤性質及溫室氣體排放的影響[J].內蒙古農業大學學報（自然科學版），2017，38（2）：49-61.

[7] 陳琳，喬志剛，李戀卿，等.施用生物質炭基肥對水稻產量及氮素利用的影響[J].生態與農村環境學報，2013，29（5）：671-675.

[8] 劉瑋晶，劉燁，高曉荔，等.外源生物質炭對土壤中銨態氮素滯留效應的影響[J].農業環境科學學報，2012，31（5）：962-968.

[9] 周志紅，李心清，邢英，等.生物炭對土壤氮素淋失的抑制作用[J].地球與環境，2011，39（2）：278-284.

[10] SPOKAS K A，NOVAK J M，VENTEREA R T.Biochar′s role as an alternative N-fertilizer：Ammonia capture[J].Plant and Soil，2012，350（1/2）：35-42.

[11] 于南卓.生物炭及炭基肥料對小白菜、油菜及玉米的生長和土壤養分的影響[D].泰安：山東農業大學，2018.

[12] 李曉.施用生物質炭及炭基肥對溫室氣體排放、玉米生長及土壤性質的影響[D].南京：南京農業大學，2013.