检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

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

RichHTML

8

PDF (PC)

347

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）"

[1] 李书田, 刘晓永, 何萍 . 当前我国农业生产中的养分需求分析. 植物营养与肥料学报, 2017,23(6):1416-1432.
[2] 朱兆良, 金继运 . 保障我国粮食安全的肥料问题. 植物营养与肥料学报, 2013,19(2):259-273.
doi: 10.11674/zwyf.2013.0201
[3] 张福锁, 王激清, 张卫峰 , 等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径. 土壤学报, 2008(5):915-924.
[4] 王桂苓, 马友华, 孙兴旺 , 等. 巢湖流域麦稻轮作农田径流氮磷流失研究. 水土保持学报, 2010,24(2):6-10,29.
[5] 习斌, 翟丽梅, 刘申 , 等. 有机无机肥配施对玉米产量及土壤氮磷淋溶的影响. 植物营养与肥料学报, 2015(2):326-335.
[6] 吴美玲, 张绍荣, 龙国 , 等. 有机肥控制稻田氮磷流失风险效果初步研究. 湖北农业科学, 2013(18):4328-4332.
[7] 朱建春, 张增强, 樊志民 , 等. 中国畜禽粪便的能源潜力与氮磷耕地负荷及总量控制. 农业环境科学学报, 2014,33(3):435-445.
[8] 姜利红, 谭力彰, 田昌 , 等. 不同施肥对双季稻田径流氮磷流失特征的影响. 水土保持学报, 2017,31(6):33-38,45.
[9] 唐先干, 秦文婧, 谢金水 , 等. 不同比例猪粪有机肥配施对稻穗不同部位氮含量分布的影响. 南方农业学报, 2018,49(10):1940-1945.
[10] 钱宏兵, 于倩倩, 韩明凯 . 秸秆有机肥对水稻产量及土壤理化性状的影响. 现代农业科技, 2014(23): 48,52.
[11] 郭智, 周炜, 陈留根 , 等. 施用猪粪有机肥对稻麦两熟农田稻季养分径流流失的影响. 水土保持学报, 2013,27(6):21-25,61.
[12] 韩晓飞, 高明, 谢德体 , 等. 有机无机肥配施对紫色土旱坡地土壤无机磷迁移的影响. 水土保持研究, 2017,24(5):39-44.
[13] 纪雄辉, 郑圣先, 刘强 , 等. 施用有机肥对长江中游地区双季稻田磷素径流损失及水稻产量的影响. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2006,32(3):283-287.
[14] 金熠, 梁新强, 刘于 , 等. 增施有机肥对稻田田面水磷素形态和径流流失量的影响. 水土保持学报, 2015,29(4):42-47.
[15] 姚金玲, 张克强, 郭海刚 , 等. 不同施肥方式下洱海流域水稻-大蒜轮作体系氮磷径流损失研究. 农业环境科学学报, 2017,36(11):2287-2296.
[16] Liu Y R, Li X, Yu J , et al. Mechanisms for the increased fertilizer nitrogen use efficiency of rice in wheat-rice rotation system under combined application of inorganic and organic fertilizers. The Journal of Applied Ecology, 2012,23(1):81-86.
[17] Mi W H, Sun Y, Xia S Q , et al. Effect of inorganic fertilizers with organic amendments on soil chemical properties and rice yield in a low-productivity paddy soil. Geoderma, 2018,320:23-29.
[18] Rahimabadi E T, Ansari M H, Nematollahi A R . Influence of cow manure and it′s vermioomposting on the improvement of grain yield and quality of rice (oryza sativa L.) in field conditions. Applied Ecology and Environmental Research, 2018,16(1):97-110.
[19] 孙步旭, 范国荣, 杨子毅 . 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法和连续流动分析法测定水体中总氮的比较研究. 黑龙江环境通报, 2017,41(4):52-55.
[20] 杨子毅, 孙步旭, 李茜 , 等. 钼酸铵分光光度法和连续流动分析法测定水体中总磷的比较研究. 仪器仪表与分析监测, 2015(4):24-27.
[21] 李先, 刘强, 荣湘民 , 等. 有机肥对水稻产量及产量构成因素的影响. 湖南农业科学, 2010(5):64-66.
[22] 吕真真, 吴向东, 侯红乾 , 等. 有机-无机肥配施比例对双季稻田土壤质量的影响. 植物营养与肥料学报, 2017,23(4):904-913.
[23] 田小明, 李俊华, 危常州 , 等. 不同生物有机肥用量对土壤活性有机质和酶活性的影响. 中国土壤与肥料, 2012(1):26-32.
[24] 刘增兵, 束爱萍, 刘光荣 , 等. 有机肥替代化肥对双季稻产量和土壤养分的影响. 江西农业学报, 2018,30(11):35-39.
[25] 邢鹏飞, 高圣超, 马鸣超 , 等. 有机肥替代部分无机肥对华北农田土壤理化特性、酶活性及作物产量的影响. 中国土壤与肥料, 2016(3):98-104.
[26] 陈贵, 赵国华, 张红梅 , 等. 长期施用有机肥对水稻产量和氮磷养分利用效率的影响. 中国土壤与肥料, 2017(1):92-97.
[27] 刘汝亮, 张爱平, 李友宏 , 等. 长期配施有机肥对宁夏引黄灌区水稻产量和稻田氮素淋失及平衡特征的影响. 农业环境科学学报, 2015,34(5):947-954.
[28] 董春华, 高菊生, 曾希柏 , 等. 长期有机无机肥配施下红壤性稻田水稻产量及土壤有机碳变化特征. 植物营养与肥料学报, 2014,20(2):336-345.
[29] McDowell R W, Sharpley A N . Variation of phosphorus leached from Pennsylvanian soils amended with manures,composts or inorganic fertilizer. Agriculture,Ecosystems and Environment, 2003,102(1):17-27.
[30] 卢浩宇, 文浩, 易镇邪 , 等. 施氮量与无机有机肥配施比例对紫米稻产量形成与米质的影响. 作物杂志, 2017(6):147-153.
[31] 侯红乾, 刘秀梅, 刘光荣 , 等. 有机无机肥配施比例对红壤稻田水稻产量和土壤肥力的影响. 中国农业科学, 2011,44(3):516-523.
[32] 沈其荣, 沈振国, 史瑞和 . 有机肥氮素的矿化特征及与其化学组成的关系. 南京农业大学学报, 1992(1):59-64.
[33] 谢勇, 赵易艺, 张玉平 , 等. 南方丘陵地区生物黑炭和有机肥配施化肥的应用研究. 水土保持学报, 2018,32(4):197-203,215.
[34] 宁建凤, 徐培智, 杨少海 , 等. 有机无机肥配施对菜地土壤氮素径流流失的影响. 水土保持学报, 2011,25(3):17-21.
[1] 李冠男,黄立华,张璐,陈嘉兴,杨靖民. 施用有机肥和秸秆还田对东北苏打盐碱地水稻营养与食味品质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 82–88
[2] 周芸,李永梅,范茂攀,王自林,徐智,张丹,赵吉霞. 有机肥等氮替代化肥对红壤团聚体及玉米产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 125–132
[3] 张萌,芶久兰,魏全全,陈龙,何佳芳. 不同生物有机肥对贵州高海拔春马铃薯生长及土壤肥力的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 132–136
[4] 毛丽萍,巫东堂,郭伟民,任君. 芦笋种植对冷凉沙化区土壤改良的效果研究[J]. 作物杂志, 2019, (1): 180–185
[5] 叶怡然,达布希拉图,沙本才,王文祥,叶宏达,耿世娴,成京晋,海梅荣. 不同肥料对冬马铃薯光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 135–140
[6] 卢浩宇,文浩,易镇邪,周铁军. 施氮量与无机有机肥配施比例对紫米稻产量形成与米质的影响[J]. 作物杂志, 2017, (6): 147–153
[7] 宋莉,廖万有,王烨军,苏有健,张永利,罗毅,廖珺,吴卫国. 旱地作物间作绿肥研究进展[J]. 作物杂志, 2017, (6): 7–11
[8] 吴建富,卢志红,胡丹丹. 科学认识有机肥料在农业生产中的作用[J]. 作物杂志, 2017, (5): 1–6
[9] 刘艳,李波,孙文涛,于洋. 生物有机肥对盐碱地春玉米生理特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (2): 98–103
[10] 于小彬,蒙美莲,刘素军,张婷婷,孟丽丽,焦瑞枣,陈有君. 施肥对马铃薯农田土壤水分时空变化及产量的影响[J]. 作物杂志, 2016, (3): 151–157
[11] 张洋洋,鲁剑巍,王友珠,王振,李小坤,任涛,丛日环. 钾肥施用方式对直播和移栽水稻产量和钾肥利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2016, (1): 110–114
[12] 于志强, 徐永清, 李凤兰, 等. 腐熟秸秆覆盖及EM菌发酵肥对黄瓜品质影响的研究[J]. 作物杂志, 2015, (3): 104–110
[13] 张喜娟, 孟英, 唐傲, 等. 功能性材料生物炭的农田应用效应[J]. 作物杂志, 2013, (4): 20–24
[14] 孔文杰,. 油稻轮作下有机无机肥配施对作物产量及氮磷流失的影响[J]. 作物杂志, 2013, (3): 63–66
[15] 金宏鑫, 裴占江, 李淑芹, 等. 污泥生物有机肥对大豆产量和氮磷吸收的影响[J]. 作物杂志, 2012, (1): 92–95
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 王海涛,刘存敬,唐丽媛,张素君,李兴河,蔡肖,张香云,张建宏. 河北省杂交棉培育现状及发展趋势[J]. 作物杂志, 2019, (5): 1 –8 .
[2] 刘念析,陈亮,厉志,刘宝泉,刘佳,衣志刚,董志敏,王曙明. 大豆抗病分子标记的研究进展[J]. 作物杂志, 2019, (4): 10 –16 .
[3] 黄玉芳,叶优良,赵亚南,岳松华,白红波,汪洋. 施氮量对豫北冬小麦产量及子粒主要矿质元素含量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 104 –108 .
[4] 孟凡来,郭华春. UV-B辐射增强对甘薯光合特性和紫外吸收物质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 114 –119 .
[5] 张艳华,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,赵广才. 不同土壤条件下追施锌肥对小麦产量及品质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 109 –113 .
[6] 李松,张世成,董云武,施德林,史云东. 基于SSR标记的云南腾冲水稻的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 15 –21 .
[7] 王永行,单飞彪,闫文芝,杜瑞霞,杨钦方,刘春晖,白立华. 基于向日葵DUS测试的遗传多样性分析及代码分级[J]. 作物杂志, 2019, (5): 22 –27 .
[8] 师赵康,赵泽群,张远航,徐世英,王宁,王伟杰,程皓,邢国芳,冯万军. 玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 28 –36 .
[9] 张中伟,杨海龙,付俊,谢文锦,丰光. 玉米粒长性状主基因+多基因遗传分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 37 –40 .
[10] 张永芳,钱肖娜,王润梅,史鹏清,杨荣. 不同大豆材料的抗旱性鉴定及耐旱品种筛选[J]. 作物杂志, 2019, (5): 41 –45 .