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第 16卷 第 5期
1 9 9 6年 1 0月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SIN1CA
Vo1．1 6，No．5
0ct．． 1996
优化肥料结构促进稻田土壤
生态良性循环 ’
任祖淦 陈玉水z 唐福钦 王东海 张逸清 多4- 三
|福建省 肥所， 3500131。福建 莆口市农科所，莆日，3514)5 r ／
摘要 1985~1992年 在福州、莆 田两地，2攻进行 8年 19十稻作年敞定位试验 结果表 明，屎素分别与
红萍 、绿肥、厩肥、稻草配合施用，对稻田土壤物理性状、碳氯平衡、做生物区系、酶活性 、供肥能力等生
态 良性循环有积极的影响I稻谷平均每公顷年产量比等氯量尿素为对照的，增 产分剐为 10．7 、11．4 、
9 6 、6 5 。取得显著的经济效益和土壤生态效益。
关麓调 ·，肥料结构 ，水稻，；土壤生态一良性循环一生产力。
-
— — — 一 — — ’ — — — 一 — — 一 — 一
THE IM PRoVEM ENT oF ECoLoGICAL RECYCLE
IN SoIL BY oPTIM IZING FERTILIZER
CoM BINATIoN IN PADDY ECoSYsTEM
Ren Zugan Chen Yushui Tang Fuqin
W ang Donghai Zhang Yiqing
( soil Fertillr~erIn~tltute—FujianAc~ ony of，AgriculturalSciences．Fuzhou．350019，
尸¨曲h AgrioAt~alInstitute，Pu2ian)
Abstract Two—period location experiments on soil fertility were conducted respectively in
Fuzhou and Putian in continous 1 6 cropping seasons from 1985 to 1 992．The results show that
the combining applications of urea with Azolia，green manure，barnyard，manure and rice
straw separately provided an active effect on physical character，carbon／nitrogen balance，m -
croflora，enzymatic activity and nutrition—providing apacity of soil．The averaged annual grain
yield per hm 。of above combinations wastlO．7 ，u ．4 ，9．6 and 6，5 higher than that
in check plot where only equivalent nitrogen was applied ． The combining application of inor-
ganlc fertilizer with organic manure achieved significant benefits in economy and soil ecological
recycle．
Key words： fertilizer combination，rice，soil ecology，weU—recycling system ，prnd uctivi一
· 本研究内容为作者与国际水稻研究所协作的 INSFFER课题，在刘中柱研究员指导下完成
收稿 日期：1994·12·30，修改稿收到日期 ：1995—08·11
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引胡 任祖淦等 ：优化肥料结构促进稻田土壤生态良性循环
单纯施用化肥，导致地力衰退，土壤沙化．作物产量和品质下降，这已被国内外农业
生产大量事实所证实 ，但是缺乏微观长期的试验数据和资料。1985～1 992年，作者与
国际水稻研究所协作 ，进行 8年计 l6个稻作年次试验 ，以评价优化肥料结构对土壤生态良
性循环和水稻生产力的影响。
1 内容与方法
试验内容包括尿素分别与红萍、绿肥、厩肥、稻草配合，施 N量为 87 kg／hm ，无机 N
与有机肥的 N 素配 比为 l：1，以等 N量的尿素和无肥区、无 N医为对照 ，设计 7个处理
(1985～1987年实施 0、1、2、3、6五个处理，1988-1 992年实施 0、1、2、3、4、5六个处理)。施
肥方法以 4／6氮素作基肥 ，2／6氦素做幼穗分化肥，有机肥和每公顷施 P。O 、K O各 40 kg
作基肥(表 1)。每小区净面积4mX 4 rfl为 l 6 rfl ，4个重复，随机排列。试验在同一块稻田
上定位进行多年稻作试验 ，每年种两季稻，冬季休闲。供试水稻品种为当地当家种；供试
土壤福卅I为灰泥田，莆田为灰埭 田。评价肥料结构对土壤生态良性循环影响的材料取 自福
州试验点 ，对水稻生产力影响的材料取 自福州、莆田两个试验点的平均值。
衰 1 试验处理
Table 1 Experimental treatment
T
n 理 窖
Kind of fen】li北r
code
N襄水平
N rate
(kglhm )
注：1．无肥区，为不施肥 }无 N区．为不施 N肥；除无
肥区外 t各处理施 P2Os、K2O 40 kg／hm 作摹肥}表中
施肥水平为一季施肥量
2 各处理后括号中 6、10、10、6，表示试验的季次：
Note}1．No fertilizer plot is without applying any ferti[i~
e }N㈣ t 。窑en山 tis~phed∞ P an K} ~xeept no
fertiliser treatment，there are 40 kg P2O 5／hm aad 40 kg
O／hm。to applied The level of application in the
mbte is the amoMn~applied in。ne cropping 0ns．
2． The numbers in the bracket behin~treatments show耐
the num bers of experimental cropping s曲son．
2 结果与分析
2、l 对稻田土壤生态良性循环的影响
2、l_1 对稻 田土壤物理性状的影响 通
过定位试验 5 al0季的土壤物理性状测定
表明(表 2)，无肥区、无 N区和尿素处理 ，
比试前土壤的，物理性粘粒下降 0．37 ～
1_02 ，结构系数下降 0．38 ～0．91 ；
对土壤容重、比重影响不大。而尿素与有
机肥配合诸处理，物理性粘粒增加0．22
～ 2．49 ， 结 构 系 数 增 加 L 4 ～
2．10 ；容重下降 0．035～0．040 g／cm ，
比重下降 0．004 g／cm 。可见尿素与有机
肥料配合施用，对土壤增多微团聚体，形
成团粒结构，增加孔隙，改善土壤耕性等
物理性状具有不同程度的效果。
2．1．2 对稻 田土壤碳氮平衡的影响 依
据试前土壤耕层基础有机质储量“：、以各
季生产投入有机质总量和土壤耕层有机质
残 留量来计 算土 壤中有机质平衡。结 果
(表 3)所示，经过 3年 6季和 5年 lO季定
位试验 ，无肥区(6、10)、无 N区(6、10)及
尿素(6、lO)处理 ，每公顷土壤有机质分别
减少 2025．0和 2655、0 kg，1800．0和 1890．0 kg及 1350．0和 l 642．5 kg；而尿素+红萍(6、
10)、尿素+绿肥 (10)、尿素+厩肥(10)及尿素+稻草 (6)处理 ，每公顷土壤有机质分别增
加 3600．0和 5760．0 kg、5400．0 kg、562L 0 kg及 4050．0 kg。
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生 态 ．学 报 16卷
衰 2 肥料结构对稻田土壤物理性状的影响(1988-1992年)
Table 2 Efe~ of different fertilizer and m ntlrl~~omb~atioas on physical characteristics of paddy soil
衰3 肥料结构对稻田土壤有机质平衡的影响 (kg／hm )
Table 3 Ef~t of different fertilizer and m ntlre com blnetioas∞ 0 ga matter bal~ ce in paddy soft
依据试前土壤耕层基础全N储量 ，以各季生产投入 N素总量、各季产出的N素总
量和土壤耕层残留 N量来计算土壤中的N 素平衡 ，结果(表 4)所示 ，经 3 a6季和 5 al0季
定位试验，无肥区(6、10)、无 N区(6、l 0)及尿素(6、10)处理，每公顷 N 素减少分别 为
95．25和 797．7 kg、21．6和 583．35 kg及 310．35和 1]43．0 kg}而尿素+红萍(6、10)、尿
素+绿肥(1 0)、尿素+厩肥(10)及尿素+稻草(6)处理，每公顷N素增加分别为 981．45和
1 202．85 kg、1001．85 kg、1038．9 kg及 936．75 kg。
近年窦森等人 研究表明每年向土壤中旋用一定数量未腐解有机肥料，会降低腐殖质
的腐化度和胡敏酸的综合度，从而更新和活化土壤中的腐殖质 ，改善了土壤肥力状况 。又
据黄东迈等人[ 报道 ，在等氯量的条件下，凡旋用柽麻绿肥为基肥的，种 l季水稻以后土
壤含氮量增加 71．5土48．5 g／盆；以硫铵为基肥的仅亏缺 51．75士58．4 mg／盆；二者混
旋，从而提高有机氮的肥效，减少氮肥损失，保持氮素对作物的均衡供应 以及延长无机氮
肥肥效 。
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5期 任祖淦等 ：优化肥料结构促进稻 田土壤生态良性循环 551
衰 4 肥料结构对稻田土壤 N素平衡的髟响 (kg／hm )
Table 4 Effect of dLt~erent fertilizer and in ure coml~natlons蛆 nitrogen balance in paddy soft
1985～l987年 l988～ 1992年
处理号 试前土壤耕 投^ ～
Treat 层基础储量 素总量
merit ic ock of s0a Tota1
code plough layer before added
expernnent nLrOgen
产出 土壤 N素 N紊 试前土壤耕层 投^ N 产 出N 土壤 N素 N素
素总量 残留量 南 基础储量 紊总量 素总量 残留量 平衡
Toral Residuat (+ 一 )Basic stock of sod Total Toral Residuat (+ ．一 )
output N in BalarIce p~ugh hver be_ added output N m B山 n雌
mtrogen soll of N fore experminem n~trogen nitrogen soil of N
定位试验结果还表明，稻田土壤长期单施尿素，会导致土壤有机质和氮素趋降；而尿
素与有机肥配合施用，使有机质回归土壤，土壤有机质和氮素累积大于分解和作物吸收，
因而促使土壤有机质和氮素趋增。
2．1．3 对稻田土壤微生物区系的影响 经过定位试验 5年 10季后土壤微生物 5区系培养
检测结果表明(表 5)，无肥区和无 N区处理 ，比试前土壤的细菌、真菌和放线菌数量均有 。
下降趋势；但对自生固氮菌和脲酶产生菌的影响变化不大。尿素处理比试前细菌数量略有
下降趋势外，其它 4类微生物含量则略有微升趋势。尿素与有机肥配合诸处理，微生物数
量均比试前剧增，其中以配加厩肥的 ，菌数增加为最大。 ．
衰 5 肥料结构对稻 田土壤微生物区系的髟响 (1988~1 992年 )
Table 5 Effect of different fertfltz~ and manure comhhmfl~ oⅡmlcrofl~a In paddy翮札
处理号
Treatme呲
细菌‘ 真苗
(1 oa)FurIg L
放线菌‘M 自生同氮蕾 屎酵产 菌 u砷m
Bacteria Aetirmmycem Am tobacter —producing bacteria
含 量 增 减 含 量
，
增 减 含 量
，
增 减
工nc a or lncre．a~：or n1c愀 or
c t
d∞ tease
c t
o-ecr~
cOm m
deⅡease a髓 a 唧
增 减
b1c
6 59
4．O0
4 98
5．57
12．1l
ll_O2
l2．84
— 0 58
— 0 2l
4 72
5 68
6．19
6 68
l 23
2．20
4．O0
l4．06
l4．69
15．32
— 2．40
一 1．43
0．38
10．43
l1．06
ll_69
0．54
O 86
l_68
9．64
9．53
ll_25
— 0．43 —
0．14 0．42 — 0．0l
0．46 0．68 O．25
1．28 l_95 1．52
9．24 7．85 7 42
9．13 7．6l 7．18
lO 85 9．68 9．25
前人研究0：，将细菌在土壤溶液中的状态称为是土壤中“活”的胶体 ，在土壤溶液和土
i } 0 3 7 l O O 5
● ● ， ■ ● ● l O l 6 7 7 S
；
5 6 O 2 3 5
一 ． i — i _ _ _一 一 j 6
一～一。 。
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生 态 学 报 1 6卷
壤表面都可以表现出一般微粒的物理和化学特性。而另一方面，细菌又是一种活体，通过
它们的活动，可以促进有机物的分解、养分暂时的固定，提高养分的有效性和利用率。因
此可以认为，土壤微生物区系数量趋增，意味着土壤“活”胶体的增加。
2 1．4 对稻田土壤酶活性的影响 经过 5年 10季定位试验土壤的过氧化氢酶和脲酶测试
(表 6)所示 ，无肥区处理土壤酶活性比试前含量有下降趋势；无 N区的持平或略减 ；尿素
处理有微增趋势。而尿素与有机肥配合诸处理，土壤酶活性含量有较大幅度增加，分别比
尿素处理增 2～2．7倍和 O．6～1．2倍。有机肥料具有较强的酶活性 ]，且因种类不同，酶
活性存在明显的差异 。土壤酶活性反映了土壤中进行各种生化过程的方 向和强度。有机肥
料与 N、P化肥混施，比单施有机物料能更好地增强土壤酶活性。它是影响土壤有效氪、磷
变化的重要因子 ，在一定情况下可以表征土壤肥力水平的高低。
本文对过氧化氢酶和脲酶的检测结果，也与他们的研究报道一致。进而表明尿素与有
机肥料配合施用，对土壤酶活性增加和土壤供肥能力的提高具有明显促进作用。
表 6 肥料结构对稻田土壤酶活性的影响 (1988~ 992年)
Table 6 Effect of d埘 盯en1 fertilizer衄 nlanu~ com binations On ~~zymatic activl~les in p~ddy soil
试前土壤
S 】befo吨 experiment
2．40
2 28
2 54
2．58
3．07
2 94
2．99
— 0 12
0 14
O．18
O 67
0．54
0．59
2 48
1．10
2 30
3．85
5．48
5．51
4．69
— 1 38
— 0 18
1．37
3．O0
3．03
2．2l
2．1．s 对稻田土壤供肥能力的影响 黄东迈等研究表明口。” ，土壤供肥能力的大小在一
定意义上是反映土壤物理、化学、生物、生化等特性的变化。本文经过定位试验土壤供肥
能力测试结果表明(表 7)，无肥医、无N区和尿素处理，比试前土壤水解性 N基本持平、
略减的趋势；速效磷降低比较明显，其中无肥区(6．10)降低幅度最大，分别为 23．2 和
34．6％；速效钾和缓效钾降低很明显 ，其中无肥 区(6、1O)降低分别为 21．1 ～3O．o 和
13．9～24．O ，无 N区(6、1O)降低分别为 1 5．4 ～25．O 和 12．8 ～20．7 ，尿素处理
(6、10)降低分别为 13．5 ～1 6．0 和 12．5 ～1 5．7 。而尿素与有机肥配合诸处理 ，比试
前土壤供肥能力均有较大幅度提高，其中水解性 N提高一般在 10 左右 ；速效磷 ，以尿素
+红萍(6、10)和尿素+绿肥(1O)处理增幅最大，分别为 13．9 ～55．6 和 46．6 ，尿素+
厩肥(10)处理为 20．5 ，尿素+稻草(63处理为 7．9 ；速效钾和缓效钾的提高以尿素+稻
草(6)处理为最佳 ，分别为 26．9％和 31．4 ，尿素与其它 3种有机肥配合的，一般增幅速
效钾在 20 左右 ，缓效钾在 1o 左右。上述结果表明了，无机肥与有机肥料配合施用，无
机肥料提高了有机肥料的矿化率，有机肥料提高了无机肥料的生物固定率 ，而这部分新 固
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鼍
5期 任祖淦等 ：优化肥料结构促进稻田土壤生态良性循环
定的养分有效性较土壤中原有的有机肥有效性要明显提高。
表 7 肥料结构对稻 田土壤供肥能力的影响 (rag·kg )
Tabie 7 Efect of different fertilizer mnd manure cOmbilIa¨ Ons on nutrition prob ing capacity in paddy sOU
注：(A)-试前耕层基础储量，(B)：试后耕层供量，(c)：土壤平衡
Notel(A)l Basic stock of plough layer before experiment．(B)：Produced fertifty of plau窖b l~yer dter ex!~iment．(c)：Ba1．
ance in soil．
定位试验结果表明，长期单纯施用化肥尿素，将会导致稻田土壤供肥能力下降，降幅
为速效钾>缓效钾>速效磷>水解性 N。而尿素与有机肥配合施用，可以明显提高稻田土
壤供肥能力，提高幅度为速效磷、速效钾>水解性 N>缓效钾 。但是各项供肥能力提高幅
度，也固有机肥料种类不同而异 。
2 2 对稻谷生产力的影响
1985~1992年在福州、莆田两地定位试验结果表明，在等N量情况下，以尿素处理为
对照各年次平均公顷年产量分别为 9357．0 kg(16)、9868．5 kg(1O)、8505．0 kg(6)；尿素+
绿肥 (1O)处理为 10996．5 ， 增幅 u．4 ； 尿素+红萍(16)处理为 10362．0 kg，增幅
10．7 ；尿素+厩肥 (10)处理为 10816．5 kg，增幅 9．6 ；尿素+稻草(6)处理为 9057．0
kg，增幅6．5 。经方差分析．尿素与有机肥配合诸处理比尿素为对照的．增产效果均达到
极显著水平。从经济产量构成因子剖析 ，增产主要表现成穗率提高 2．32％～4．73 ，穗粒
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数增加 1．82～3．45粒，结实率提高0．33 ～2．95 ，干粒重增 0．10～0．50 g。
1992年作者在福建省永安、莆田、光泽、将乐 4个县(市)的不同土壤、不同稻作类型
中试 6340 hm ，经验收，尿素+绿肥、尿素__红萍 尿素+厩肥和尿素+稻草处理，平均
公顷产量分别比对照尿素增产 10．7 、8．3 、7．9 和 3．8 。
1 992~1 993年在福建省 7个县(市)推广 12．2793万 hm ，其增产趋势与定位试验田和
中试田的结论基本吻合 。
3 讨论
3．1 通过定位试验表明，尿素与有机肥配台施用比单施化肥尿素可以明显改善稻田土壤
物理性状i使土壤有机质和氮素积累大于分解和作物吸收；对土壤微生物区系呈剧增趋
势；土壤酶活性含量有较大幅度增加；土壤供肥能力有较大幅度提高。可见·，尿素与有机
肥配合施用是使稻田土壤肥力能持续并不断提高的有效可行措施。
3．2 尿素与有机肥配施能较大幅度提高稻田土壤速效磷、速效钾供量，对当前缓解我国
化肥少磷缺钾具有现实意义。
3．3 尿素与有机肥配施比单施尿素的增产效果，随着施用时间延长，增产幅度越大，如本
定位试验第 1年增幅为 3．7 ～7．2％．3～5年后增幅达到 1 6．9 ～18．6 。这对确保水
稻生产力的持续增长具有长远意义。
3．4 厩肥、稻草、绿肥和红萍是福建省大宗有机肥源，资源丰富 ，可广为开发利用。
参 考 文 献
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2 金维续．重视有机肥料发挥 我国农业特长．土壤肥料，1982 (2)：19～20
3 任祖洼 ．唐福钦等．评价有机、无机肥料结合对水稻生产力和土壤地力建设的影响．福建省农科院学报．1993．8
(2)：23~ 29
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s 黄表冱 ，高家骅等．有机、无机肥料氮在水稻一土壤系娩中转化与分配．土壤学报．1981．18(2)；lo7～119
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9 关橙荫．土壤酵活性影响因子的研究．土壤学报 ，1989．(1)：72～76
lo 任粗泣，王东海等．试论肥料结构对水稻 田生产力和土壤生态循环的影嘀．化肥工业 ，1991．(5)：5o～56
I
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