张 琳，吕玉虎，李亚光，郭晓彦，张丽霞，聂良鹏，丁 丽，史鹏飞，凌敬伟，潘兹亮，朱德焰，李 杰*

(1.信阳市农业科学院，河南信阳 464000；2.河南兴发昊利达肥业有限公司，河南新乡 453000；3.信阳农林学院，河南信阳 464399)

水稻作为豫南地区的主要粮食作物，年种植面积43万hm，占全省水稻总面积的83.4%。水稻的优质高产对保证豫南地区粮食供应和社会稳定具有重要意义。近年来盲目施肥现象在水稻生产中普遍存在，化肥特别是氮肥的施用量逐年增加，虽然在一定程度上提高了农作物产量，但也带来了一系列生态环境问题，如土壤肥力退化、农产品质量下降、环境污染等负面影响，直接威胁到农业生产安全。随着国家减肥增效行动的推进，有机肥替代部分化肥被认为是减少化肥用量、提高肥料资源利用效率的有效措施。研究表明，农田施用畜禽粪便可有效增加土壤中氮、磷、钾等有效养分含量，从而提高玉米产量和籽粒中蛋白质含量。添加鸡粪可有效改善土壤理化性质和养分状况，为作物提供适宜的生长环境。有机肥与化肥配合施用，不仅减少了畜禽粪便和有机废弃物对环境的污染，而且有效增加了土壤有机质含量，还可以增加土壤养分和土壤有益微生物的数量，提高土壤酶活性。畜禽粪便作有机肥时，以基施为主，但不能完全代替化肥。鸡粪和化肥按一定比例施用，可以增加土壤有机质含量，但完全用鸡粪代替化肥则会对产量产生负面影响。因此，合理研究畜禽粪便与化肥的配合施用显得尤为重要。笔者探讨了在化肥用量减少10%和20%的情况下，配施不同量鸡粪对土壤肥力以及水稻产量的影响，旨在为豫南稻区化肥的合理利用提供技术支撑。

1 材料与方法

于2017年3月至2018年10月在信阳市农业科学院试验园区(114°05'E，32°07'N)进行。该地属亚热带向暖温带过渡区，日照充足，年均1 900～2 100 h；年平均气温15.1～15.3 ℃；降水丰沛，年均降水量900～1 400 mm，空气湿润，相对湿度年均77%。供试土壤为水稻土(耕层土壤质地为黏壤土)，试验前土壤pH 6.7，有机质25.4 g/kg，碱解氮81.5 mg/kg，有效磷10.5 mg/kg，速效钾58.2 mg/kg。试验田栽培管理同一般高产田。

供试氮肥为尿素(含纯N 46%)，磷肥为普钙(含PO11%)，钾肥为氯化钾(含KO 60%)。鸡粪的养分含量为有机质215.8 g/kg，全氮含量14.1 g/kg，全磷含量9.0 g/kg，全钾含量7.8 g/kg。供试水稻品种为Y两优689。

根据鸡粪和化肥施用量，设置7个处理，包括对照和6个不同类型的配施处理，随机区组设计，3次重复。处理分别为100%HF(X)、90%HF+PE1500(X)、90%HF+PE2250(X)、90%HF+PE3000(X)、80%HF+ PE1500(X)、80%HF+ PE2250(X)、80%HF+ PE3000(X)。其中，100% HF指当地常规施肥量，全部施用化肥，施肥量为N 150 kg/hm、PO75 kg/hm、KO 105 kg/hm；90%HF、80%HF分别为施用90%、80%的常规施肥量；PE指的是施用鸡粪，数字表示施肥量，单位kg/hm。氮肥按照基肥∶分蘖肥∶孕穗肥=5∶3∶2分次施入，磷肥全部基施，钾肥按基肥和穗肥各50%施用。

水稻于2018年5月14日划行移栽，小区栽插密度16.7 cm×20.0 cm，每穴 2～3棵基本苗。移栽后灌浅水使秧苗返青，分蘖肥在移栽后7 d施用，孕穗肥在晒田复水后施用。每小区长3.3 m，宽2.0 m。小区间筑0.3 m宽的埂，并覆塑料薄膜防止串水串肥，区组间留0.5 m宽的沟，便于进排水。

水稻叶片叶绿素SPAD。施肥第7天测定水稻叶片叶绿素SPAD，对每个小区中5株水稻的倒一叶至倒四叶进行SPAD测定，最终由同一小区、同一叶位5个SPAD的平均值代表该小区该叶位的叶色情况。

产量及其构成因素。成熟期于每个处理取具有代表性植株10穴，测定株高和有效穗、穗粒数、穗实粒数，风干后测定千粒重。各小区单打单收，风干后，测定籽粒产量。

土壤性状。水稻收获后在小区内采集耕层混合土样(0～20 cm)，风干过筛后测定。土壤pH用pH计测定，碱解氮采用碱解扩散法测定，速效磷采用Olsen法测定，速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定，土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定。

采用 Excel 2007软件进行数据整理，用SAS 9.2 进行统计分析。

2 结果与分析

不同处理水稻农艺性状见表1。从表1可以看出，90%HF和80%HF处理中，配施不同量的鸡粪处理对水稻的有效穗无显著影响，但对株高、穗粒数、实粒数、结实率和千粒重有不同程度的影响。在90%HF的3个处理(X、X、X)中，X表现效果最好，与X相比株高、穗粒数、实粒数和千粒重均显著增加，增幅分别为7.35%、19.35%、25.47%、4.24%。在80%HF的3个处理(X、X、X)中，X表现效果最好，与X相比株高、穗粒数、实粒数、结实率和千粒重均显著增加，增幅分别为5.91%、20.16%、27.36%、6.05%、3.65%。这说明配施鸡粪有助于改善水稻的农艺性状，但鸡粪的施用量不是越高越好。

决定水稻产量的主要因素是有效穗数、穗实粒数、千粒重。由表1可知，化肥减量20%配施3 000 kg/hm(X、X)的2个处理，其株高、穗粒数、穗实粒数、千粒重均显著高于X。其原因可能是单施化肥在水稻生长前期供肥过旺、后期供肥不足，而鸡粪在水稻全生育期都有充足的养分供应，有利于水稻后期籽粒生长。

表1 不同处理水稻农艺性状及产量

不同处理水稻产量见表2。从表2可以看出，与对照X相比，鸡粪各处理水稻产量均升高。各处理产量比对照X增加0.06%～12.94%。90%HF的3个处理水稻平均产量为9 606.5 kg/hm，80%HF的3个处理水稻平均产量为9 217.3 kg/hm，均高于X，表现为90%HF>80%HF>100%HF。其中X处理水稻产量显著高于X。

不同处理的水稻叶片叶绿素SPAD见表3。从表3可以看出，在施入底肥7 d后(5月28日，分蘖期)，鸡粪处理的叶绿素SPAD与单施化肥处理(X)相比差异不显著，但配施鸡粪的稍高；在施入分蘖肥7 d后(6月6日，孕穗期)，各处理叶绿素SPAD与单施化肥处理(X)相比差异不显著；在施入孕穗肥7 d后(7月16日，齐穗期)，X的叶绿素含量与全施化肥处理(X)相比差异显著；在成熟期，单施化肥处理(X)的叶片叶绿素含量显著低于鸡粪处理，且在同一化肥施用量的情况下，随着鸡粪施用量的增加，叶绿素含量呈先降低后增加的趋势。

表2 不同处理水稻产量

表3 不同处理水稻叶片叶绿素SPAD

从表4可以看出，与X对照相比，除X处理外，化肥配施鸡粪处理的耕层土壤碱解氮含量均显著提高，各处理土壤碱解氮含量提高25.32%～131.54%。当化肥施用量为80%HF时，将鸡粪由1 500 kg/hm提高至2 250 kg/hm时，能显著提高土壤碱解氮含量，但当鸡粪施用量为2 250 kg/hm时，再增加鸡粪施用量也难以提高土壤碱解氮含量。

与X对照相比，各处理耕层土壤速效磷含量无显著差异，在等量鸡粪处理下，90%HF处理较80%HF处理土壤速效磷含量高，增幅为4.32%～99.33%。

土壤速效钾含量表现趋势与土壤碱解氮含量表现趋势相似。化肥配施鸡粪各处理土壤速效钾含量与X间差异不显著，但在施用鸡粪1 500 kg/hm时，X土壤速效钾含量显著高于X。

与X对照相比，各处理耕层土壤有机质含量无显著差异。在化肥施用量一定时，90%HF和80%HF的3个处理均表现为有机质含量随着鸡粪施用量的增加而增加的趋势。由此可知，土壤有机质含量的增加幅度与鸡粪施入量呈正相关关系。

表4 不同处理对水稻成熟期土壤肥力的影响

90%HF的3个处理(X、X、X)间土壤pH差异不显著，但鸡粪的施用有升高土壤pH的趋势。当化肥施用量为80%HF时，将鸡粪由1 500 kg/hm提高至2 250 kg/hm时，土壤pH显著提高。

3 讨论

作为光合速率的关键因素，叶绿素含量对作物的生长发育具有重要意义。水稻各生长阶段叶绿素SPAD反映了施用鸡粪后水稻整个生育期的氮素供应情况。该研究结果表明，鸡粪与化肥配施可提高水稻叶片叶绿素SPAD，叶片叶绿素含量的提高，不仅可以延缓叶片衰老，还可以为水稻增产奠定基础。化肥具有肥效快、易被作物吸收的特点，而有机肥肥效缓慢，不能及时满足作物关键生育期的养分需求。用有机肥部分代替化肥，可以满足作物生长需求而获得高产。该研究中，与单施化肥相比，鸡粪配施减量化肥处理提高了产量，在90%HF+PE2250时差异显著。说明有机肥部分替代化肥后，有机无机养分可以协调、平衡供给，满足作物对养分的需求，保持作物稳产高产，同时减少化肥用量。研究结果与杨晓梅等研究结果一致。化肥中的速效养分可以在短期内满足作物对养分的需求，而鸡粪中含有一定量的缓效养分，在自然条件、土壤微生物、酶等方面的作用下经过矿化作用转换为速效养分，同时矿化作用产生的有机酸，又可以溶解土壤中的一些难溶性养分，使土壤中的速效养分含量升高。在水稻成熟期，90%HF+PE3000处理的土壤碱解氮和有机质含量最高，90%HF+PE1500处理的有效磷、钾含量最高。因此，鸡粪与化肥配合施用，可以适当减少化肥的使用量，从而减少化肥对土壤面源污染的影响，也可使有机肥得到合理利用。土壤有机质是土壤固相的重要组成部分，其含量是反映土壤肥力水平的重要标准。研究表明，在相同化肥施用量条件下，土壤有机质含量随着鸡粪施用量的增加而增加。这与陈乃祥等和唐继伟等的研究结果一致。土壤pH可以直观反映土壤的酸碱度，对土壤养分的有效性和作物生长发育有明显影响。该研究发现，鸡粪与化肥同时施用可提高成熟期土壤pH，且鸡粪的施用量与土壤pH呈显著正相关。这主要是因为鸡粪作为有机肥可以促进土壤腐殖质的分解，提高土壤的缓冲性能，具有调节土壤pH的作用。通过化肥与鸡粪配施可提高土壤有效养分含量和水稻产量，如果完全采用有机肥作为水稻生长的养分来源，是否能减少更多的化肥用量或者在短期内不施用化肥，仍需要开展研究进行探讨。

4 结论

该试验条件下，鸡粪能显著提高成熟期叶片的叶绿素含量，不仅可以延缓叶片衰老，还可以为水稻增产奠定基础。施用鸡粪2 250 kg/hm时不仅可以减少10%的化肥量且能增加水稻产量。

在水稻成熟期，以90%HF+PE3000处理的土壤碱解氮和有机质含量最高，速效磷和速效钾含量以90%HF+PE1500处理最高。综合考虑水稻产量和土壤成熟期养分指标，90%HF+PE2250是较为推荐的施肥处理。

鸡粪与化肥同时施用可提高成熟期土壤pH，可考虑作为酸性土壤进行改良的方法。鸡粪含有丰富的养分，施入土壤后使得根际有机质提高，但植物对有机质的耐受性有限，当土壤中有机质超过植物耐受性时，会造成植物根际腐烂，导致农作物减产。因此，在鸡粪还田时，还应注重水稻对有机质耐受性的研究。