化肥减量配施微生物菌肥对水稻经济效益和土壤养分的影响

时间：2024-05-25

张涛，王梦星，何瑞清，郜胜涛，黄荣松，何莎

（1.文山州土壤肥料工作站，云南文山 663000，2.文山州农业综合行政执法支队，云南文山 663000）

肥料是影响农作物生长发育的关键因素之一，其施用是否合理，关系到作物的产量和品质。在农作物生产中，重施化肥，轻施有机肥，忽略施用微生物菌肥的现象比较普遍，它不仅造成生产成本增加，还导致土壤结构破坏、板结、有机质含量下降，引起土壤养分不平衡，不仅影响农作物产量和品质[1-2]，甚至带来一系列较为严重的生态环境问题。目前，环保无污染的微生物菌肥越来越受到人们欢迎，它可有效利用大气中的氮素或土壤中的养分资源，不仅降低生产成本，提高作物产量、改善作物品质，减少环境污染，并在一定程度上改善土壤的理化性状等[3-5]。在中国农业的长远、可持续发展道路上，微生物菌肥是不可或缺的一员。

广南县海拔1000～1500 m，年均降雨量1418 mm，年均气温17.3℃，属中亚热带高原季风气候，主要种植水稻。本试验以水稻为研究对象，研究化肥（氮肥）减量配施微生物菌肥对水稻经济效益、土壤养分的影响，以期减少化肥使用量，探索合理的施肥结构，为合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2019年3—11 月在文山州广南县者兔乡者兔村委会西维村进行试验，东经104.83334°，北纬24.1396°，海拔1426.00 m，年平均气温17.60℃，年降水量1056 mm。潴育型红壤性水稻土，前作大春水稻后的冬闲田。土壤有机质24.2 g·kg-1，速效氮83.0 mg·kg-1，速效磷12.8 mg·kg-1，速效钾73.0 mg·kg-1，pH值5.7。

1.2 供试材料

水稻品种为荃优丝苗（优质稻）

供试肥料：云南云天化农业科技股份有限公司生产的水稻配方肥（N-P2O5-K2O=20-8-10），云南春华秋实农业科技有限公司生产的微生物菌肥（有效活菌数≥2.0亿·g-1），云南开远解化化工公司生产尿素。

1.3 试验设计

在单一差异的原则下，按照《肥料效应鉴定田间试验技术规程》（NY/T2497—2002）要求，试验设推荐配方[处理1（CK）]、推荐配方+微生物菌肥（处理2）、推荐配方减氮10%+微生物菌肥（处理3）、推荐配方减氮20%+微生物菌肥（处理4）4个处理（表1），3次重复，共12个小区，小区面积30 m2=7.5 m×4.0 m，随机区组排列。

表1 田间试验设计

1.4 试验方法

1.4.1 施肥方法

配方肥和微生物菌肥作底肥施用，尿素作为追肥用。

1.4.2 田间操作

整田：2019年3月27日选定试验地块，取土化验常规5项。5月25日用抽水机抽水灌溉，5月26日用小型旋耕机旋耕碎伐。5月28日划小区，用PVC扣板隔埂，龙骨条加固，薄膜处理4个角落，使处理小区间隔离，避免小区间水肥互串，达到单灌单排，再用木耙整田耙平。试验小区四周种植同一品种的水稻2 m宽做保护行。

施肥：5月29日上午施底肥，每小区施水稻配方肥1.8 kg，处理1不施用微生物菌肥，处理2、处理3、处理4分别施用微生物菌肥1.8 kg。6月14日施追肥，每小区处理1、处理2分别追施尿素391 g，处理3追施尿素274 g，处理4追施尿素156 g。

移栽与密度：5月29日移栽，株行距23.3 cm×17.0 cm，每小区面积30 m2，种植水稻792丛，每丛定植基本苗1苗，折合26.4万丛·hm-2。

田间管理：7月10日施杀虫剂（阿维菌素或吡虫啉等）防治水稻卷叶螟等害虫危害，7月20—22日清理试验田杂草。7月25日安装诱捕器防治三化螟。

取样收获：9月29日取植株及其籽粒样品，准备室内考种等。9月30日收割按小区分别脱粒称重、记产，同时按处理取籽粒样品，置室内测试杂质和水分等。9月30日按处理以多点取样法，各处理取试验结束后土壤混合样1个以备测试分析。

1.5 测定项目及方法

水稻成熟后，各小区进行实时采收，测定水稻鲜重，按15%系数除去水分，折算水稻产量。测定土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量及土壤pH值。测定方法参考土壤农化分析[6]。

1.6 数据统计与分析

数据处理采用软件Excel 2003和SPSS 19.0统计分析。

2 结果与分析

2.1 化肥减量配施微生物菌肥对水稻农艺性状的影响

由表2看出，处理1（CK）、处理2、处理3、处理4的株高分别是98.2 cm、98.4 cm、95.6 cm、92.1 cm，其中处理2的最高，处理4的最低，处理3较处理1（CK）株高略有降低，处理4较处理1（CK）株高降低6.21%。穗长处理2、处理3、处理4较处理1（CK）分别降低4.22%、0%和3.80%，说明化肥减N配施微生物菌肥对水稻穗长影响不大。有效穗处理2最高，为267.5万穗·hm-2，处理4最低，为225.3万穗·hm-2；与处理1（CK）相比，处理2的有效穗提高了5.56%，处理3、处理4分别降低了9.72%、12.31%，说明化肥减N配施微生物菌肥反而降低了水稻有效穗数。空秕率处理3最低，为25.88%，说明化肥减量配施微生物菌肥在一定程度上提高了结实率；而处理4空秕率最高，达30.24%，这可能是由于化肥减量过多，水稻对肥料的需求得不到供应导致的。理论产量、生物产量均是处理2最高，分别为7386 kg·hm-2、10014 kg·hm-2。

表2 不同处理的水稻农艺性状

2.2 化肥减量配施微生物菌肥对水稻实收产量的影响

由表3可以看出，处理2的产量最高，为6164.6 kg·hm-2，比处理1（CK）增加2.36%；处理3产量为6048.9 kg·hm-2，比处理1（CK）略微增加；处理4产量比处理1（CK）稍有下降。

表3 不同处理的水稻实收产量

由表4可以看出，处理间F=0.81＜F0.05=4.76，处理间产量差异不显著，即化肥（氮肥）减量配施微生物菌肥对水稻产量的影响不大。

表4 水稻实收产量的方差分析

2.3 化肥减量配施微生物菌肥对水稻经济效益的影响

由表5看出，处理2的产值最高，为27124.05元·hm-2，比处理1（CK）增值626.4元·hm-2；处理3产值为26615.1元·hm-2，较处理1（CK）增117.3元·hm-2，而处理4较处理1（CK）呈负增收；净收益、净产投比均为处理1（CK）最高，分别为24228元·hm-2、1∶11.67，处理4最低，分别为22387.8元·hm-2、1∶6.74。

表5 不同处理的水稻经济效益

2.4 化肥减量配施微生物菌肥对土壤养分的影响

由表6可以看出，种植水稻施用配方肥及微生物菌肥后，土壤有机质、速效氮含量均有提高，处理1、处理2、处理3、处理4分别较原始土壤有机质提升3.31%、10.33%、8.68%、7.44%，速效氮含量分别提高27.71%、27.71%、9.63%、9.63%；而速效磷、速效钾含量则呈降低趋势，处理1、处理2、处理3、处理4速效磷含量分别降低15.63%、12.50%、12.50%、13.28%，速效钾含量则分别降低1.37%、0%、12.33%、8.22%。与处理1（CK）相比较，处理2、处理3、处理4土壤有机

表6 不同处理的土壤养分含量

质含量提升了6.80%、5.20%、6.92%，说明化肥减N配施微生物菌肥可以提高土壤有机质含量；与处理1（CK）相比，处理2速效氮含量无变化，处理3、处理4速效氮含量均降低了；处理2、处理3、处理4均提高了土壤速效磷含量，提升幅度在0.3～0.4 mg·kg-1；而速效钾含量的变化则随着减N量的变化呈不规则变化，处理3、处理4均降低了土壤速效钾含量。