有机替代对长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响

来源：《农业资源与环境学报》2022 年 04 期

作者：任科宇¹，陆东明²，邹洪琴¹，王慧颖³，许发辉^3*，卢昌艾¹，段英华^1*

单位：1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室；2. 苏州环优检测有限公司；3. 农业农村部耕地质量监测保护中心

摘   要

为探明有机替代对我国长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响，本研究通过搜集已发表的文献，建立了207 组包含不施肥（CK）、单施化肥（NPK）和有机肥替代部分化学氮肥（NPKM）处理下水稻产量和籽粒含氮量的数据库。采用整合分析的方法，定量计算了有机替代在不同施肥措施、土壤性质和气候因素下对长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响；采用随机森林模型明确了影响有机替代效果的主控因素。

结果表明：施肥能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量，NPK处理下产量和籽粒含氮量较CK 处理分别提高了2.3 t∙hm⁻² 和1.2 g∙kg⁻¹。与NPK 相比，NPKM 处理下水稻的产量和籽粒含氮量分别显著提升了3.7%和1.9%。NPKM 处理对产量和籽粒含氮量的影响存在区域差异。NPKM 处理在总施氮量低于250 kg∙hm⁻²、替代比例30%~60%时能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量。NPKM 处理在土壤养分含量较高的条件下有利于水稻产量的提升，在土壤养分含量较低的条件下有利于籽粒含氮量的提升。在年均降雨量≤1 200 mm、年日照时数>1 800 h、年均温>15 ℃ 条件下，NPKM 处理能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量。

影响NPKM 处理水稻产量的主要因素是替代比例、土壤pH 和年均降雨量，而影响籽粒含氮量的主要因素是土壤有效磷、全氮含量以及土壤pH。

综上所述，有机肥替代部分化学氮肥能够显著提高我国长江流域水稻的产量和籽粒含氮量，在中游地区提升效果更佳，有机替代总氮施用量应低于250 kg∙hm⁻²，替代比例以30%~60%为宜。

结  论：

（1）总体来说，相对于单施化肥，有机替代能够显著提高长江流域水稻的产量（3.7%）和籽粒含氮量（1.9%），但区域间存在差异，有机替代对水稻产量和籽粒含氮量的提升效果表现为中游地区>上游地区>下游地区。

（2）在进行有机替代时，总的氮肥投入量应低于250 kg∙hm⁻²，替代比例控制在30%~60%，更有利于实现水稻的增产提质。

（3）有机替代在不同土壤和气候条件下对水稻产量和籽粒含氮量的影响不同，应综合考虑本地区的土壤和气候条件进行有机替代，在养分含量较低、高光温条件的地区，可通过有机替代实现水稻的高质量生产。

责任编辑：郑庆祥

校对 | 审核：潘淑君  王农