胡法龍，于洪明，沈?qū)毶?/p>

（1 黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154000；2 黑龍江護苗農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司，黑龍江 佳木斯 154000；3 黑龍江省農(nóng)墾總局紅興隆管理局 八五二農(nóng)場，黑龍江 雙鴨山 155605）

黑龍江墾區(qū)作為全國最大的有機綠色食品生產(chǎn)基地[1]，生產(chǎn)加工的農(nóng)產(chǎn)品一直占據(jù)著市場主導(dǎo)地位[2]，稻米商品率更是高達90%以上[3]，有效保障了國家的糧食安全。 隨著我國農(nóng)業(yè)集約化程度的不斷提高，化肥用量大幅度增加，中國水稻單季氮肥用量較世界氮肥平均用量大約高75%[4]，相反有機肥施用比重逐漸減少， 過量的農(nóng)田氮肥投入，不僅會導(dǎo)致土壤出現(xiàn)酸化板結(jié)、水稻貪青遲熟、病蟲害加劇等，產(chǎn)量受到影響，而且還會降低氮肥的利用效率［5-7］。 另外，過量投入農(nóng)田的氮肥會隨排水徑流到周圍的水環(huán)境中［8，9］，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源 污 染［10，11］。 為 了 解 決 化 肥 用 量 過 大 利 用 率 低、土壤板結(jié)和養(yǎng)分生產(chǎn)效率下降等問題，本試驗結(jié)合國家農(nóng)業(yè)“三減”行動，針對本地區(qū)化肥施用不合理等問題，開展了減氮配施有機肥對水稻肥料利用率和產(chǎn)量的影響試驗，探索水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率達到最佳的有機肥和化肥用量，以期為提高寒地農(nóng)業(yè)資源高效利用效率提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗田基本情況

試驗于2015 年在黑龍江省紅興隆管理局八五二農(nóng)場水稻試驗站進行， 供試土壤是潛育白漿土，土壤中堿解氮含量158.7 mg·kg-1，有效磷含量33.5 mg·kg-1，速效鉀含量122.6 mg·kg-1，有機質(zhì)含量38.9 g·kg-1，土壤pH 值6.5，前茬為水稻，秋翻，井灌區(qū)，供試區(qū)域2015 年≥10 ℃有效積溫2 593 ℃，無霜期144 d。

1.2 試驗材料

供試品種：墾鑒稻6 號，主莖葉片數(shù)12 片葉，生育日數(shù)130 d 左右，需有效活動積溫2 380 ℃～2 400 ℃，分蘗力較強，綜合性狀表現(xiàn)良好。

供試肥料：常規(guī)肥料為磷酸二銨（N 18%、P2O546%）、重過磷酸鈣（43%P2O5）、尿素（46%）、硫酸鉀（K2O 50%）；有機肥料為嘉有生命源黃腐酸生物有機肥（黃腐酸≥12%、有機質(zhì)≥40%、巨大芽孢桿菌+膠凍樣類芽孢桿菌≥0.5 億·g-1），固體顆粒，山東泉林嘉有肥料有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.3 試驗方法

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計， 以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量和施肥方式為對照， 選擇黃腐酸有機肥和不同減氮量配施做處理。試驗共設(shè)5 個處理，各處理有機肥用量以上年試驗篩選出的最佳用量300 kg·hm-2為基礎(chǔ)，進行不同減氮量（減尿素中純氮量）與有機肥配施試驗，減氮設(shè)置5 個梯度，分別減去常規(guī)施用尿素 （195 kg·hm-2） 純氮含量的10%、15%、20%、25%、30%，即減尿素量為19.5 kg·hm-2、29.25 kg·hm-2、39 kg·hm-2、48.75 kg·hm-2、58.5 kg·hm-2，具體處理及施肥量見表1。試驗設(shè)三次重復(fù)，隨機排列，每個處理小區(qū)面積為200 m2，小區(qū)間筑田埂間隔，單排單灌，除試驗因素以外，其他栽培措施均一致。水稻播種、插秧、取樣、收獲均在同一天內(nèi)完成，調(diào)查取樣各小區(qū)同法、同時進行。

常規(guī)施肥 （CK）： 整個生育期施肥總量525 kg·hm-2，其中尿素195 kg·hm-2、重過磷酸鈣135 kg·hm-2、鉀肥195 kg·hm-2，N∶P∶K＝2∶1.1∶1.7，氮肥施用比例為基肥∶返青分蘗肥∶穗肥＝4∶3∶3， 磷肥100%基施，鉀肥施用比例為基肥∶穗肥＝6∶4。

氮空白區(qū)（N0）：整個生育期不施用氮肥，磷肥和鉀肥施用量、 施用時期和施用方法均和常規(guī)施肥相同。

處理1（J1）：減常規(guī)尿素施用量10%，即減尿素量19.5 kg·hm-2，全生育期尿素施用量為175.5 kg·hm-2， 磷肥和鉀肥施用量和常規(guī)施肥量相同，整個生育期施肥總量505.5 kg·hm-2，整個生育期增施黃腐酸有機肥300 kg·hm-2，黃腐酸有機肥施用比例為基肥∶蘗肥＝7∶3。三大肥施用時期、施用比例、施用方式均和常規(guī)施肥相同。

處理2（J2）：減常規(guī)尿素施用量15%，即減尿素 量29.25 kg·hm-2， 全 生 育 期 尿 素 施 用 量 為165.75 kg·hm-2，磷肥和鉀肥施用量和常規(guī)施肥量相同，整個生育期施肥總量495.75 kg·hm-2，肥料施用時期、施用比例及施用方式同處理1。

處理3（J3）：減常規(guī)尿素施用量20%，即減尿素量39 kg·hm-2， 全生育期尿素施用量為156 kg·hm-2， 磷肥和鉀肥施用量和常規(guī)施肥量相同，整個生育期施肥總量486 kg·hm-2， 肥料施用時期、施用比例及施用方式同處理1。

表1 不同減氮處理施肥量情況

處理4（J4）：減常規(guī)尿素施用量25%，即減尿素 量48.75 kg·hm-2， 全 生 育 期 尿 素 施 用 量 為146.25 kg·hm-2，磷肥和鉀肥施用量和常規(guī)施肥量相同，整個生育期施肥總量476.25 kg·hm-2，肥料施用時期、施用比例及施用方式同處理1。

處理5（J5）：減常規(guī)尿素施用量30%，即減尿素量58.5 kg·hm-2，全生育期尿素施用量為136.5 kg·hm-2， 磷肥和鉀肥施用量和常規(guī)施肥量相同，整個生育期施肥總量466.5 kg·hm-2，肥料施用時期、施用比例及施用方式同處理1。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 植株氮素的測定 分別于抽穗期、 成熟期五點法取樣，樣品各處理植株葉、莖鞘、穗各部分分開，置于105 ℃烘箱中殺青30 min，85 ℃烘干至恒重，降至室溫分別稱其干重，并將樣品粉碎過濾，采用凱氏定氮法測定水稻氮素含量。據(jù)此求出氮素積累總量、 氮肥吸收利用率、 氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力，計算公式如下：

氮肥吸收利用率 （%）＝（施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮空白區(qū)地上部吸氮量）／施氮量×100%；

氮肥農(nóng)學(xué)利用率 （kg·kg-1）＝（施氮區(qū)水稻產(chǎn)量-不施氮空白區(qū)處理水稻產(chǎn)量）／施氮量；

氮肥偏生產(chǎn)力（kg·kg-1）＝施氮區(qū)稻谷產(chǎn)量／施氮量。

1.4.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 水稻收獲前， 每小區(qū)選取長勢均勻的3 點，每點連續(xù)選擇10 株，數(shù)出單株的莖數(shù)，并據(jù)此測算平均穗數(shù)，每點取出平均莖數(shù)的2 穴風(fēng)干后考種。 考種項目：每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重。 同時每樣點割取2 m2脫谷，自然風(fēng)干，作為實測產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 和DPS 分析軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 減氮配施有機肥對水稻吸氮總積累量的影響

從圖1 可見，在抽穗期和成熟期，各處理的氮素積累量均隨著施氮量的減少而降低，并且J1、J2的氮素積累量均高于對照，其中J1 的氮素積累量與對照間的差異達到了極顯著水平， 較對照分別提高了9.1%、11.2%， J4、J5 的氮素積累量極顯著低于對照。 說明氮肥在減量10%情況下配施有機肥，水稻氮素積累量顯著高于對照，但氮肥減量超過10%時水稻植株氮素積累量隨著氮素減量幅度呈降低趨勢。

2.2 減氮配施有機肥對水稻氮肥利用率的影響

由表2 可知， 各處理隨著施氮量的增加氮肥吸收利用率逐漸增大，以處理J1 的氮肥吸收利用率最高， 其次是處理J2， J1、J2 氮素吸收利用率達到47.18%、42.30%，顯著高于對照；各處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率在55.12%～57.82%之間變化， 且與對照間的差異均達到了顯著水平； 各處理偏生產(chǎn)力的大小表現(xiàn)為J5＞J4＞J3＞J2＞J1＞CK， 各處理的偏生產(chǎn)力均高于對照，除了處理J1 的偏生產(chǎn)力與對照差異不顯著外， 其他處理與對照間的差異均達到了顯著水平。 說明在適宜的施用有機肥300 kg·hm-2基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低氮肥用量顯著提高了氮肥利用率， 而有機肥的施入顯著提高氮肥的農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力。

表2 減氮配施有機肥對水稻氮肥利用率的影響

2.3 減氮配施有機肥對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表3 可見， 各處理的單位面積有效穗數(shù)均低于對照，除了處理J1 的單位面積穗數(shù)與對照差異不顯著外， 其他處理與對照差異均達到了顯著水平， 各處理穗數(shù)大小表現(xiàn)為CK＞J1＞J2＞J3＞J4＞J5； 各處理每穗粒數(shù)多少為CK＞J1＞J2＞J3＞J4＞J5，除了J1，其他處理均顯著低于對照；各處理的結(jié)實率均高于對照，其中處理J3、J4、J5 與對照差異達到了顯著水平；各處理的千粒重均高于對照，但各處理與對照間的差異均未達到顯著水平。

各處理產(chǎn)量表現(xiàn)為J1＞J2＞J3＞CK＞J4＞J5，其中處理J1、J2 的產(chǎn)量均高于對照，處理J1、J2 的產(chǎn)量分別達9.69 t·hm-2、9.44 t·hm-2，較對照分別提高了5.3%、2.6%， 處理J3、J4 的產(chǎn)量與對照差異均未達到顯著水平，處理J5 極顯著低于對照。 說明氮肥施用量過低，不利于水稻發(fā)生分蘗，導(dǎo)致單位面積穗數(shù)顯著降低，而適當(dāng)減少氮肥施用量，并配合施用有機肥，不僅可改良土壤減少化肥污染，而且能夠保證足夠單位面積穗數(shù)， 并有效提高結(jié)實率和千粒重，從而達到減氮不減產(chǎn)的目的。

表3 各處理對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.4 減氮配施有機肥產(chǎn)量效益分析

嘉有生命源黃腐酸生物有機肥按照市場價4 000 元·t-1，施入有機肥投入成本為1 200元·hm-2，尿素按市場價1 800 元·t-1，水稻按市場價2.9 元·kg-1計算， 各處理較對照增加的純效益分別為256.1、-451.3、-694.8、-1 808.2、-2 950.7 元·hm-2。 從結(jié)果可知，較常規(guī)施肥而言，在減氮10%、15%、20%時產(chǎn)量較對照分別提高0.49、0.24、0.15 t·hm-2， 但在減氮10%情況下稻谷產(chǎn)出效益最大且為正值，較對照多增256.1 元·hm-2（表4）。

3 結(jié)論與討論

3.1 減氮配施有機肥對水稻氮肥利用率的影響

在水稻栽培過程中，合理施肥顯得尤為重要，有研究表明， 氮肥當(dāng)季利用率較低， 僅為20%～35%[12]， 有機肥配合化肥不僅可以減少化肥的投

入，還能夠促進營養(yǎng)器官中氮素的轉(zhuǎn)運，提高了氮肥利用率。李世清[13]等表明，施用有機肥能夠促進氮素的微生物固定，促進氮肥利用率加大；也有大量的研究表明氮肥用量和運籌對氮素利用率起著重要作用，隨著氮肥用量和氮素基肥用量的降低，氮肥農(nóng)學(xué)效率、 吸收利用率和偏生產(chǎn)力呈升高趨勢［14-18］。 本試驗研究表明，在減氮10%、15%基礎(chǔ)上，配施有機肥，顯著提高了氮素吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率， 其中氮素吸收利用率高達47.18%，這與前人研究結(jié)果一致。 在減氮的情況下，有機肥與化肥配施能夠提高氮肥利用率，有機肥富含微生物， 不僅能活化土壤中難以被水稻直接利用的氮素，還將一部分氮素儲藏于體內(nèi)，在氮素相對缺乏時釋放出來供水稻生長， 延長了氮素在稻田內(nèi)的循環(huán)時間，提高了利用率。

表4 各處理較常規(guī)施肥產(chǎn)出效益分析

3.2 減氮配施有機肥對水稻產(chǎn)量效益的影響

王道中[19]等研究證實減氮10%～30%，并不會造成水稻減產(chǎn)。 趙鐵錚、顧慧芬、蔣剛［20-22］等人認(rèn)為增施有機肥可以促進水稻分蘗， 增加穗粒數(shù)和有效穗數(shù)。 也有大量研究表明［23，24］，有機肥配施化肥使水稻增產(chǎn)，提高單位面積總穗數(shù)和穗粒數(shù)，在減氮的同時配合有機肥的施用，能提高作物產(chǎn)量。與本試驗研究結(jié)果一致， 其中減氮10%、15%、20%的產(chǎn)量要高于對照，產(chǎn)量達9.69 t·hm-2、9.44 t·hm-2、9.35 t·hm-2，但是減氮10%配施有機肥，不僅能夠保證足夠單位面積穗數(shù)， 并有效提高結(jié)實率和千粒重， 較對照增加的純效益達到最大，為256.1 元·hm-2。