減氮條件下施用蚓糞對土壤性質和水稻產量及品質的影響

周 星，徐年龍，周娜娜，徐夢彬，王 升

（江蘇省農墾農業發展股份有限公司現代農業研究院，江蘇 南京 210019）

傳統農業生產中，人們為了追求作物的高產而大量施用化肥。過量施用化肥不僅使土壤生產力急速下降，還引起周圍環境的污染及農產品品質的下降[1-2]。隨著人們生活水平的提高，農產品的品質逐漸受到人們的關注[3]。有機肥是一種經生物物質、動植物廢棄物、植物殘體加工而來，富含大量有益物質，它不僅能為農作物提供全面營養，而且肥效長，可增加和更新土壤有機質，促進微生物繁殖，改善土壤的理化性質和生物活性[4-5]。

蚓糞作為一種環保型有機肥，其刺激植物生長、提高作物產量、改善作物品質的作用是多數研究者的共識[6-7]。當前大部分研究集中于蚓糞對水稻育秧的效果方面[8-10]，很少有研究施用蚓糞對水稻生長及品質的影響，且由于其價格昂貴，將其單獨作為有機肥施用在生產上難以大面積實現[11]。而蚓糞與化肥配施不僅能發揮各自的優勢，還能降低施用蚓糞的成本。本試驗在2種減氮條件下，探究施用不同用量的蚓糞對土壤性質、水稻產量及品質的影響，為以后蚓糞在水稻生產中的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗設在江蘇省鹽城市射陽縣鹽城農墾農業科學研究所的小1#田（120°15′50″E、33°40′30″N），土壤為壤性潮鹽土，前茬作物為小麥，土壤肥力中等。土壤中有機質含量（質量分數，下同）24.3 g/kg，全氮含量1.81 g/kg，堿解氮含量118 mg/kg，速效磷含量18.6 mg/kg，速效鉀含量95 mg/kg，pH值7.9。

1.2 試驗材料

供試品種：南粳9108，由江蘇省農墾農業發展股份有限公司新洋分公司提供。

供試肥料：潤墾尿素（總氮質量分數≥46.4%），由江蘇雙多化工有限公司生產；復合肥（N、P2O5、K2O質量分數均為15%，總養分≥45%），由蘇州上研化肥科技發展有限公司生產。蚓糞由南京肥甘農業科技有限公司提供，于2020年6月14日人工一次性撒施用作基肥。

1.3 試驗設計

本試驗共設置8個處理，包括常規對照、空白、2種減氮條件下施用3種用量的蚓糞，依據磷鉀養分一致原則設計（詳見表1）。每個處理面積約為200 m2（南北長7.0 m，東西長28.6 m），水漿管理與病蟲害防治同其他大田。

表1 8種肥料處理方案 kg/667 m2

1.4 試驗田管理

水稻于2020年5月7日落谷，6月15號機械移栽，10月27日機械收割。6月14日人工撒施基肥，6月24日施用第1遍分蘗肥，7月1日施用第2遍分蘗肥，7月23日施用促花肥，8月5日施用保花肥，其余措施同大田。

1.5 測定項目

在水稻收獲后人工土鉆取樣，待土樣風干后磨細過篩寄往白馬湖檢測中心檢測土壤性質：全氮含量采用凱氏定氮法測定；有機質含量采用重鉻酸鉀容量法測定；堿解氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用火焰光度計法測定；pH值采用電位法測定，水土質量比為2.5∶1.0；電導率采用電導率儀測定。

水稻產量：水稻成熟后，對水稻進行割方測產，之后換算成標準含水量下的產量。

稻谷品質測定前，先將稻谷曬干揚凈，取稻谷樣品，參照GB/T 17891—1999《優質稻谷》測定食味品質（米粒食味值、蒸煮外觀、口味）。

稻谷的糙米率：每次稱取120 g左右的凈稻谷，采用三立式礱谷機碾磨為糙米，并稱量，重復3次取平均值。糙米率＝（m糙米/m稻谷）×100%。

精米率：每次稱取120 g左右的凈稻谷，采用LTJM-2099精米機，脫殼碾白，除去一定量的皮層和胚，除去糠粉后，分揀出精米并稱質量（m），重復3次取平均值。精米率＝（m精米/m稻谷）×100%。

整精米率：按照GB/T 17891—1999《優質稻谷》方法進行，將碾磨后的精米進行挑選，挑出整精米后，稱質量。整精米率＝（m整精米/m稻谷）×100%。

堊白粒率：從優質稻谷精米試樣中隨機數取整精米100粒，揀出有堊白的米粒求出堊白粒率。平行測定2次，取其平均值。堊白率=堊白粒數/100×100%。

堊白度：在揀出的堊白米粒中，隨機取10粒（不足10粒者按實有數取），米粒平放，正視觀察，逐粒目測堊白面積占整個籽粒投影面積的百分率，求出堊白面積的平均值。平行測定2次，取其平均值記為堊白大小，堊白度=米粒中堊白部位投影面積/米粒投影面積×100%。

1.6 數據處理及分析

采用Excel 2010軟件處理數據及制表繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對土壤理化性質的影響

由表2可見，與常規施肥相比，施用蚓糞后土壤全氮含量都低于對照；土壤有機質含量僅在V3和V4這2個處理下得到提高；土壤堿解氮含量在減氮10%+施用蚓糞（V3、V4和V5）后均較常規施肥對照（V2）增加，但減氮量加大后的V6、V7和V8處理土壤堿解氮含量都低于對照（V2）；有效磷含量在V4、V7和V8處理下均高于對照（V2）；速效鉀含量在V4和V8處理下有所提高；土壤pH值僅在V4處理下降低幅度最大；施用蚓糞后土壤電導率都高于對照（V2）。說明在減氮10%后施用300 kg/667 m2蚓糞能提高土壤的有機質、速效氮、有效磷、速效鉀含量，pH值也處于最低水平。

表2 不同減氮+蚓糞處理對土壤理化性質的影響

2.2 不同肥料處理對水稻產量的影響

由圖1得，與常規對照（V2）相比，水稻產量僅在V4和V5這2種處理下增產，但增產幅度較小，其余處理都低于對照（V2）。除不施肥處理外，在V3處理下產量最低。說明在減氮10%的條件下，施用300～400 kg/667 m2的蚓糞能夠提高水稻的產量。

圖1 不同減氮+蚓糞處理對水稻產量的影響

2.3 不同肥料處理對水稻品質的影響

由表3得，除不施肥處理外，各肥料處理下，水稻的糙米率和精米率都達到了國家優質稻米的1級標準，且在減氮10%+蚓糞施用后水稻的精米率都高于對照（V2）。與常規對照（V2）相比，減氮10%+施用蚓糞后水稻的整精米率都達到了1級標準；施蚓糞的處理中，V3和V4這2個處理下水稻的堊白粒率和堊白度都低于對照（V2），且在V4處理下都達到最低，其余蚓糞處理都不能達到降低水稻的堊白粒率和堊白度的效果，且在V8處理下達到最高。說明V4這個處理不僅能提高水稻的精米率和整精米率，還能降低水稻的堊白粒率和堊白度，有效地改善水稻的外觀品質。

表3 不同減氮+蚓糞處理對水稻品質的影響

3 討論與結論

在減氮10%的條件下，施用200～300 kg/667 m2的蚓糞后能提高土壤的有機質含量，但減氮量加大時繼續施用蚓糞后土壤有機質含量不再提高，土壤的堿解氮、有效磷、速效鉀含量在減氮10%+300 kg/667 m2蚓糞處理（V4）下得到提高，pH值也達到最低。研究也同樣表明，施用蚓糞后能提高土壤的有機質和速效養分含量[12-13]，這主要與蚓糞本身的性質有關。蚓糞本身是一種養分、腐殖質及生物活性都高的有機肥，將其施入土壤后給土壤帶入了大量的腐殖質、養分及微生物等，一方面它能夠直接增加土壤的有機質含量，另一方面由于微生物的加入能夠提高其對土壤中固有養分的分解利用能力，從而能有效提高土壤中的養分含量，同時使該種偏堿土地中的pH值維持在較低水平。但當減氮量加大后，土壤的養分含量提升效果較差，這可能是由于化肥施用量減少加上蚓糞肥效釋放緩慢，尚不能充分發揮各自的優勢，因此對土壤性質的改善效果欠佳。

在減氮10%的條件下，施用300～400 kg/667 m2的蚓糞增加了水稻的產量，且減氮10%+蚓糞300 kg/667 m2的處理對水稻的品質也產生了有利的影響，水稻的精米率和整精米率都達到了國家優質水稻的1級標準，水稻的堊白粒率和堊白度也得以降低。這可能與施用300 kg/667 m2蚓糞后，土壤的養分含量得到提高后會增強水稻地上部的生長，水稻葉片的光合作用也相應得到增強，從而能防止根系和功能葉的早衰，促進光合產物的運輸和積累，進而增加灌漿的充實度，提高水稻的整精米率，降低堊白粒率和堊白度，水稻產量也得到提高。但氮量減少得多對水稻產量及其品質都產生了不利的影響。

綜上所述，在減氮10%的情況下，施用300 kg/667 m2的蚓糞不僅對土壤的有機質及速效養分含量提升效果較好，還能夠提高作物產量，同時對水稻的碾米和外觀品質改善較好。所以在減氮10%的基礎上，推薦使用300 kg/667 m2的蚓糞，這對土壤和作物產量、品質的提升效果都較好。