孫 耿,劉 杰,羅尊長,余崇祥,孫 梅,洪 曦
(湖南省土壤肥料研究所,湖南 長沙 410125)
冷浸田是南方稻區(qū)主要的地產(chǎn)田類型之一[1]。由于冷浸田土壤長期浸水,土壤環(huán)境不良,土壤礦化能力低,水、肥、氣、熱不協(xié)調(diào),土壤微生物的數(shù)量和生化活性較一般水稻土低[2],有機(jī)質(zhì)及全氮雖然含量較豐富,但有效養(yǎng)分釋放慢,速效磷、鉀在極缺范圍,不利于水稻根系生長,導(dǎo)致稻苗返青遲、分蘗少,甚至坐蔸不長[3-4]。
生物有機(jī)肥不僅含有作物所需的大量元素及中微量元素,還含有固氮、解磷、解鉀等有益細(xì)菌,能改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤供肥能力,為植物創(chuàng)造良好的根際生態(tài)環(huán)境[5-7]。試驗(yàn)以雜交稻金優(yōu)268為材料,探索了化肥和生物有機(jī)肥配施對冷浸田土壤及水稻生長的影響,以期為冷浸田的改良提供依據(jù)。
試驗(yàn)于2014年在瀏陽市鎮(zhèn)頭鎮(zhèn)柏樹村進(jìn)行,土壤理化性狀為:pH 值5.6,有機(jī)質(zhì)30.3 g/kg,全氮1.9 g/kg,全磷0.6 g/kg,全鉀20.6 g/kg,堿解氮249 mg/kg,有效磷1.5 mg/kg,速效鉀34 mg/kg。
供試水稻品種為雜交稻金優(yōu)268,供試生物有機(jī)肥BOF(湖南省春華生物科技有限公司),有機(jī)質(zhì)≥45%,N+ P2O5+K2O ≥5%。
試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理:處理1(CK),純施化肥,施 純 氮10 kg/667m2,N ︰ P2O5︰ K2O=1 ︰ 0.5 ︰0.6;處理2,90%化肥+10%生物有機(jī)肥(以N 計(jì),10%BOF);處理3,80%化肥+20%生物有機(jī)肥(以N 計(jì),20%BOF)。每個(gè)處理重復(fù)3 次,隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積30 m2(長6 m,寬5 m),處理間以小土埂相隔,埂寬0.2 m,梗高0.15 m(用薄膜包埂),試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行。各小區(qū)留一個(gè)進(jìn)排水口,水溝寬0.3 m,筑一條水溝,溝深0.2 m,單灌單排,防止肥水串灌。
所施化肥中,氮肥為尿素(含N 46%),磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%),鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)。磷肥做基肥一次性施用,氮肥和鉀肥分基肥和追肥施用;氮肥60%基施,分蘗期和孕穗期各追施20%;鉀肥基施50%,孕穗期追施50%。生物有機(jī)肥在翻耕時(shí)作基肥施入。栽培管理按常規(guī)方法進(jìn)行。
(1)從移栽7 d 后開始,每小區(qū)定10 蔸(秧苗素質(zhì)一致)調(diào)查株高和分蘗,每7 d 調(diào)查一次,調(diào)查6 次。(2)分蘗盛期,每小區(qū)隨機(jī)選擇5 蔸水稻,以主莖頂部第一展開葉,采用 SPAD-502 型葉綠素測定儀測定葉片上部、中部和下部3個(gè)點(diǎn)的SPAD 值,計(jì)算其平均值。(3)成熟收獲時(shí)分小區(qū)單打單收單曬,測定產(chǎn)量,每小區(qū)取樣5 穴帶回室內(nèi)考察產(chǎn)量構(gòu)成因素。(4)收獲時(shí)各處理采用S 型多點(diǎn)取樣法采集耕層土樣,分別過2 mm 篩和0.149 mm 篩,采用常規(guī)方法[8]測定有機(jī)質(zhì)、活性有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等。(5)土壤微生物(好氣性細(xì)菌、真菌、放線菌)數(shù)量采用平板計(jì)數(shù)法[9]測定。
數(shù)據(jù)使用Excel 軟件進(jìn)行初步整理后,采用SPASS13.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
從表1 中可以看出,有機(jī)質(zhì)含量以處理2 最高,為31.2 g/kg,較CK 增加4.7%;土壤活性有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均以處理3 最高,分別為3.19 g/kg、240 mg/kg、2.17 mg/kg 和56 mg/kg,分別較CK 增加11.9%、7.6%、16.0%和40.0%,說明化肥配施生物有機(jī)肥,能提高冷浸田有機(jī)質(zhì)和活性有機(jī)質(zhì)的含量;同時(shí),隨著生物有機(jī)肥施用比例的增加,土壤速效養(yǎng)分的含量也隨之增加。
表1 化肥配施生物有機(jī)肥對冷浸田土壤養(yǎng)分的影響
由表2 可知,冷浸田中的微生物數(shù)量,好氣性細(xì)菌以處理3 最多,達(dá)到77.1×104cfu/g,較CK 增加35%,處理2 次之;真菌數(shù)量以處理2 最少,為99.4×102 cfu/g ,較CK 減少28.1%;放線菌數(shù)量以處理3 最多,達(dá)到262.6×104 cfu/g,較CK 增加8.6%,處理2 次之。上述結(jié)果說明化肥配施生物有機(jī)肥可增加好氣性細(xì)菌和放線菌的數(shù)量,而對真菌表現(xiàn)出一定的抑制作用。
表2 化肥配施生物有機(jī)肥對土壤微生物區(qū)系的影響
觀察顯示,水稻于4月23 號(hào)開始分蘗,5月20號(hào)左右達(dá)到分蘗盛期。由圖1 可知,進(jìn)入分蘗期后,隨著時(shí)間的推移,處理3 和處理2 的分蘗數(shù)均大于CK。分蘗盛期時(shí),處理3 的分蘗數(shù)最多,處理2 次之,分別為19.2 和18.7個(gè),分別較CK 增加9%和6%。這說明化肥配施生物有機(jī)肥能促進(jìn)水稻分蘗,增加有效分蘗數(shù),有利于水稻前期營養(yǎng)生長。
圖1 化肥配施生物有機(jī)肥對水稻分蘗的影響
在水稻分蘗盛期測定葉綠素,從圖2 中可以看出,處理3 的SPAD 值最大,平均值為37.0,比CK 增加5.4%;處理2 次之,較CK 增加3.1%。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,各處理間沒有顯著差異。這說明化肥配施生物有機(jī)肥能增加水稻葉綠素的含量,并且隨生物有機(jī)肥施用比例的增加而提高。
圖2 生物有機(jī)肥對冷浸田水稻葉綠素的影響
由表3 可知,有效穗數(shù)以處理3 最多,平均為14.5 穗/株,較CK 增加6.6%,處理2 次之;實(shí)粒數(shù)以處理3 最多,平均為66.5 粒/穗,較CK 增加5.8%,處理2 次之;理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均以處理3 最高,分別為7 550.1 和6 978.5 kg/hm2,分別較CK 增產(chǎn)12.5%和6.5%。這說明化肥配施生物有機(jī)肥,能夠提高水稻產(chǎn)量,主要體現(xiàn)在增加有效穗數(shù)和實(shí)粒數(shù)上。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,化肥配施生物有機(jī)肥對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量均沒有顯著的影響。
表3 化肥配施生物有機(jī)肥對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量影響
試驗(yàn)結(jié)果表明,冷浸田中化肥配施20%的生物有機(jī)肥,能夠提高有機(jī)質(zhì)含量,活性有機(jī)質(zhì)增加了11.9%,改善了養(yǎng)分供應(yīng)狀況,好氣性細(xì)菌和放線菌的數(shù)量分別增加了35%和8.6%,水稻分蘗和葉綠素含量提高,產(chǎn)量增加了6.6%,應(yīng)用效果較好。
生物有機(jī)肥的施用能提高土壤肥力。有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)[10-11],但有機(jī)質(zhì)的含量不能很好的反映土壤質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化,活性有機(jī)質(zhì)更能客觀反映土壤肥力和質(zhì)量的變化[12-13]。試驗(yàn)中,雖然化肥配施生物有機(jī)肥對提升冷浸田中有機(jī)質(zhì)趨勢不明顯,但活性有機(jī)質(zhì)隨其施用量的增加而增加,說明生物有機(jī)肥對提高冷浸田肥力和質(zhì)量有一定作用。
冷浸田土壤中,土體長期處于飽和狀態(tài),氧氣含量少,而放線菌和真菌多為好氣性微生物[14],因此土壤微生物數(shù)量相對較少,并且水溫泥溫低,微生物活性較低[15]。試驗(yàn)中,好氣性細(xì)菌和放線菌數(shù)量增加,說明生物有機(jī)肥的施入,調(diào)節(jié)了土壤的通氣結(jié)構(gòu),為有益微生物的活動(dòng)提供了良好條件。真菌是土壤中最重要的生物,在有機(jī)質(zhì)的分解過程中作用重大[16]。試驗(yàn)中真菌數(shù)量減少可能是因?yàn)槔浣镏杏袡C(jī)質(zhì)在水淹條件下難以分解,并且由于生物有機(jī)肥的施入增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量,在一定程度上抑制了真菌的繁殖。
試驗(yàn)中生物有機(jī)肥的最大配施比例為20%,表現(xiàn)出較好的效果,對于更大配施比例下生物有機(jī)肥對冷浸田土壤養(yǎng)分和水稻生長的影響有待于進(jìn)一步研究。
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