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作物杂志,2019, 第5期: 89–96 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.05.015

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力及农田氮磷流失的影响

马凡凡,邢素林,甘曼琴,刘佩诗,黄瑜,甘晓玉,马友华   

  1. 安徽农业大学资源与环境学院,230036,安徽合肥
  • 收稿日期:2019-04-08 修回日期:2019-07-30 出版日期:2019-10-15 发布日期:2019-11-07
  • 通讯作者: 马友华
  • 作者简介:马凡凡,硕士研究生,主要从事土壤生态环境与农业面源污染控制研究
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目“水稻主产区氮磷流失综合防控技术与产品研发”(2016YFD0800503)

Effects of Organic Fertilizer Substituting for Chemical Fertilizer on Rice Yield, Soil Fertility and Nitrogen and Phosphorus Loss in Farmland

Ma Fanfan,Xing Sulin,Gan Manqin,Liu Peishi,Huang Yu,Gan Xiaoyu,Ma Youhua   

  1. College of Resources and Environment, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, Anhui, China
  • Received:2019-04-08 Revised:2019-07-30 Online:2019-10-15 Published:2019-11-07
  • Contact: Youhua Ma

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454

摘要：

采用田间小区试验,研究不同种类有机肥替代化肥比例对水稻产量、土壤肥力及农田径流氮、磷流失的影响。研究结果表明：50%猪粪有机肥替代化肥处理水稻产量最高,可达10 439.66kg/hm 2,100%、30%、50%有机肥替代化肥处理水稻产量呈依次增加趋势,且猪粪有机肥替代化肥各处理水稻产量均高于秸秆有机肥替代化肥处理;有机肥能有效提高土壤肥力,100%有机肥替代化肥处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量最高;单施化肥处理总氮（TN）流失量和流失率最高,分别为9.43kg/hm 2和4.91%,随着有机肥施用比例的增加,稻季农田径流TN流失量和流失率逐渐下降,50%和30%有机肥替代化肥处理TN流失量和流失率较100%有机肥处理显著升高,但猪粪和秸秆有机肥替代化肥处理间差异不显著;100%秸秆和猪粪有机肥处理总磷（TP）流失量和流失率最高,TP流失量分别为1.815、1.732kg/hm 2,TP流失率分别为1.08%、1.02%,50%和30%有机肥替代化肥处理TP流失量逐渐下降,秸秆有机肥替代化肥处理TP流失量和流失率均高于猪粪有机肥替代化肥处理,且有显著性差异。50%猪粪有机肥替代化肥处理在兼顾水稻高产稳产的同时,能够有效降低稻季农田氮素径流流失量和流失率,且维持较低水平的磷素径流流失量和流失率,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机肥替代化肥措施。

关键词: 有机肥, 替代比例, 土壤肥力, 径流流失, 水稻产量

Abstract:

A field experiment was conducted to study the effects of different propertion of organic fertilizer substituting for chemical fertilizer on rice yield, soil fertility and nitrogen and phosphorus loss in surface runoff in farmland. The results showed that 50% pig manure organic fertilizer substituting for chemical treatment had the highest rice yield, reaching 10 439.66kg/hm 2. Rice yield increased in turn by 100%, 30% and 50% organic fertilizers substituting for chemical fertilizer. Rice yield of pig manure organic fertilizer substituting for chemical fertilizer was higher than that of straw organic fertilizer substituting for chemical fertilizer. Organic fertilizer could improve soil fertility effectively. The highest content of soil organic matter, total nitrogen, available potassium and available phosphorus was shown in 100% organic fertilizer substituting for chemical fertilizer treatment. The single application of chemical fertilizer treatment had the highest total nitrogen (TN) loss and loss rate that was 9.43kg/hm 2 and 4.91%, respectively. With the increase of proportions of organic fertilizers substituting for chemical fertilizers, runoff TN loss and loss rate in rice fields decreased gradually. Compared with 100% organic fertilizer treatment, loss and loss rates of TN of 50% and 30% organic fertilizers substituting for chemical fertilizers increased significantly. However, the difference between the treatments of pig manure organic fertilizer and straw organic fertilizer substituting for chemical fertilizer was not significant. Total phosphorus (TP) loss and loss rate were the highest under the treatment of 100% straw and pig manure organic fertilizer, the TP loss was 1.815kg/hm 2 and 1.732kg/hm 2, respectively, and the TP loss rate was 1.08% and 1.02%, respectively. TP loss of 50% and 30% organic fertilizer substituting for chemical fertilizers gradually decreased, and the loss and loss rate of TP by straw organic fertilizer substituting for chemical fertilizer were higher than that of pig manure organic fertilizer substituting for chemical fertilizer, and there was a significant difference. 50% pig manure organic fertilizer substituting for fertilizer treatment could effectively reduce loss and loss rate of nitrogen in runoff in paddy fields while maintaining high yield and stable yield of rice, and maintain a low level of phosphorus in runoff loss and loss rate. It is an appropriate measures of organic fertilizer substituting for chemical fertilization while sustaining effective utilization of resources and saving fertilizers and having enhanced efficiency.

Key words: Organic fertilizer, Substitution propertion, Soil fertility, Runoff loss, Rice yield

表1

不同处理的肥料施用量"

处理
Treatment		 猪粪有机肥
Pig manure organic fertilizer		 秸秆有机肥
Straw organic fertilizer		 尿素
Urea		 过磷酸钙
Superphosphate		 氯化钾
Potassium chloride
CK 0 0 0 0 0
CF 0 0 417.39 400 137.50
M1 2 866 0 292.17 0 50.10
M2 4 776 0 208.70 0 0
M3 9 552 0 0 0 0
F1 0 2 451 292.17 0 76.22
F2 0 4 085 208.70 0 35.37
F3 0 8 170 0 0 0

表2

有机肥替代化肥对水稻产量及其构成因素的影响"

处理
Treatment		 有效穗(×104/hm2)
Effective panicles		 每穗粒数
Grains per panicle		 结实率(%)
Filled grain rate		 千粒重(g)
1000-grain weight		 产量(kg/hm2)
Yield
CK 290.10c 129.33c 85.95b 22.89d 5 975.31e
CF 416.85a 162.67a 87.60b 27.73a 10 231.78ab
M1 350.25b 150.00a 87.27b 26.22bc 9 876.05bc
M2 400.20a 159.33a 90.50a 27.94a 10 439.66a
M3 313.50c 142.33b 86.30b 25.87c 9 598.13c
F1 356.25b 156.67a 85.77b 27.29ab 9 339.11c
F2 390.15a 157.33a 87.47b 27.58a 9 443.49c
F3 300.15c 140.00b 84.87c 25.16c 8 969.39d

表3

有机肥替代化肥对稻季土壤养分含量的影响"

处理Treatment 有机质Organic matter (g/kg) 全氮Total nitrogen (g/kg) 有效磷Available phosphorus (mg/kg) 速效钾Available potassium (mg/kg)
CK 21.66e 0.69d 8.16e 150.14f
CF 27.96d 1.20bc 17.68d 194.04e
M1 29.03c 1.18bc 18.37d 219.74cd
M2 30.70bc 1.25b 21.23c 210.17d
M3 33.27a 1.39a 26.90a 291.37a
F1 29.25c 1.13c 17.75d 226.47c
F2 30.01bc 1.21b 20.79c 197.00e
F3 31.14b 1.31a 24.52b 256.98b

图1

2018年稻季农田地表径流量动态变化"

图2

有机肥替代化肥对稻季农田径流TN浓度(a)和TN流失量(b)的影响"

表4

有机肥替代化肥处理稻季农田径流TN、TP平均浓度及流失总量"

处理
Treatment		 平均浓度(mg/L)
Average concentration		 流失总量(kg/hm2)
Total loss
TN TP TN TP
CK 1.40d 0.033e 4.73e 0.111e
CF 2.73a 0.063d 9.43a 0.243d
M1 2.62a 0.062d 9.15ab 0.242d
M2 2.49b 0.073c 8.32c 0.281c
M3 2.14c 0.492b 7.39d 1.732b
F1 2.56a 0.062d 9.09b 0.246d
F2 2.36b 0.080c 8.12c 0.292c
F3 2.07c 0.517a 7.11d 1.815a

图3

有机肥替代化肥对稻季农田径流TP浓度(a)和TP流失量(b)的影响"

图4

有机肥替代化肥对稻季农田径流TN、TP流失率的影响 不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）"

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