生物有机肥用量和部分替代化肥对油菜产量的影响

王家宝 孙义祥 李虹颖 袁嫚嫚 邬刚 张祥明 胡润 胡承庚

摘要以商品生物有机肥为材料，研究生物有机肥用量和部分替代化肥对油菜生长、产量与产量构成因素的影响。结果表明，单施生物有机肥产量随施用量的增加而提高，当用量为4 548 kg/hm2时，产量为2 428 kg/hm2。在等养分条件下，生物有机肥料与化肥配合施用，可以促进油菜植株个体的生长，替代24%～34%化肥比单施化肥处理增产20.8%～31.2%。在施用有机肥1 500 kg/hm2的基础上，化肥减量24%，油菜产量达2 941.5 kg/hm2，较单施化肥提高了31.2%，替代化肥34%与替代化肥24%油菜产量差异不显著，主要原因是施用生物有机肥，可有效减轻油菜菌核病的发生，增加有效角果数，提高千粒重。在该试验条件下，单施商品生物有机肥4 548 kg/hm2，有机肥替代化肥的比例为20%～30%时，能有效减轻油菜菌核病的发生，改善油菜的产量结构，有利于产量的提高。

关键词油菜;商品生物有机肥;用量;有机替代比例;产量

中图分类号S634.3文献标识码A 文章编号0517-6611（2020）15-0173-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.050

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Bioorganic Fertilizer and Partial Substitution of Chemical Fertilizer on Rape Yield

WANG  Jiabao， SUN  Yixiang，LI  Hongying et al

（Institute of Soil and Fertilizer，  Anhui Academy  of  Agricultural  Sciences， Hefei， Anhui 230031）

AbstractThe effects of bioorganic fertilizer and partial substitution of chemical fertilizer on rape growth， yield and yield components were studied with commercial bioorganic fertilizer as material. The results showed that the yield of bioorganic fertilizer increased with the increasing of the application amount. When the application amount was 4 548 kg/hm2， the yield was 2 428 kg/hm2. Under the condition of equal nutrient， combined application bioorganic fertilizer and chemical fertilizer can promote the growth of rape plants， compared with single fertilizer ，replacing 24%-34% chemical fertilizer could increase the yield by 20.8% - 31.2%. On the basis of applying 1 500 kg/hm2 of organic fertilizer， the yield of rape was 2 941.5 kg/hm2， which was increased by 31.2% compared with that of chemical fertilizer alone. The main reason was that applying bioorganic fertilizer could effectively reduce the occurrence of Sclerotinia sclerotiorum disease， increase the number of effective pods and increase the weight of  1 000grain. Under the condition of this experiment， the commercial bioorganic fertilizer of 4 548 kg/hm2 and the ratio of organic fertilizer instead of chemical fertilizer of 20%-30% could effectively reduce the occurrence of Sclerotinia sclerotiorum， improve the yield structure of rape and improve the yield.

Key wordsRape;Commercial bioorganic fertilizer;Consumption;Organic substitution ratio;Yield

基金項目安徽省科技重大专项“中药渣与畜禽粪污肥料化集成技术研究与示范”（201903b06020006）;国家重点研发计划项目（2016YFD0200806）;安徽省重点研究和开发计划项目（1804h07020148）。

作者简介王家宝（1989—），男，安徽霍邱人，研究实习员，硕士，从事新型肥料与高效施肥研究。

*通信作者，副研究员，从事作物栽培和持续农业研究。

收稿日期2020-01-15;修回日期2020-02-20

合理施肥是保证作物高产稳产的重要措施，有机无机结合是作物稳产的保证[1-2]。研究表明化肥对我国粮食产量的贡献率约为40.8%[3]。但长期过量施用化肥和使用比例失调会导致土壤理化性质恶化，肥料利用率和作物产量下降，严重影响土壤综合经济效益的提升。近年来，提倡“化肥零增长”，在保障作物高产的同时，通过减少化肥使用量，来减轻对环境的负面影响。研究表明，有机肥中含有丰富的氮、磷、钾、有机质等多种植物必需的营养物质，是非常优质的土壤改良剂和肥料[4];对改善土壤结构、提高土壤肥力、提高作物产量具有重要作用。有机肥与化肥合理配施能改善土壤微生物群落、提高土壤养分供应强度，有利于土壤培肥和作物增产[5]。研究表明，不同土壤肥力一定施肥水平下具有最佳的有机肥替代率[6-7]。为了进一步验证生物有机肥对油菜生长的影响，笔者于2018—2019年在安徽贵池进行田间试验，探索其在油菜单施或有机肥替代的最佳效果，以期为实现有机养分可持续利用，改进施肥方式，提高肥料利用率，减少不合理投入，提高经济效益，为其更好地在油菜上推广使用，实现化肥零增长目标提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验地位于长江中下游南岸沿江圩区的池州市贵池区秋江街道梅里村，117°25′55″E，30°38′42″N，属亚热带季风性湿润气候区。土壤为水稻土，前茬作物为水稻。0～20 cm土壤基本性状：pH 5.74，有机质18.73 g/kg，全氮2.17 g/kg，碱解氮115.28 mg/kg，全磷0.48 g/kg，速效磷6.23 mg/kg，缓效钾332.6 mg/kg，速效钾116.2 mg/kg。

1.2试验设计

共设7个处理。T1对照（CK）：不施肥;T2推荐施肥（CF）：氮肥（N）用量180 kg/hm2，氮肥基肥∶穗肥为7∶3，磷肥（P2O5）用量75 kg/hm2，钾肥（K2O）用量90 kg/hm2;T3单施生物有机肥1 050 kg/hm2;T4单施生物有机肥1 500 kg/hm2;T5单施生物有机肥2 250 kg/hm2;T6有机肥替代化肥24%：化肥减施24%+750 kg/hm2生物有机肥（与处理T2等养分，分别扣除有机肥N、P、K含量后用尿素、过磷酸钙和氯化钾补齐）;T7有机肥替代化肥34%：化肥减施34%+1 500 kg/hm2生物有机肥（与处理T2等养分，分别扣除有机肥N、P、K含量后用尿素、过磷酸钙和氯化钾补齐）。生物有机肥和磷、钾肥作基肥一次性施入。供试生物有机肥为上海绿缘三元素生物科技有限公司生产，养分含量为N 448%、P2O51.39%、K2O 2.03%。供试油菜品种为浙油938。小区面积为21 m2（3.5 m×6.0 m），每处理2畦，移栽密度10.5×104株/hm2，株行距0.38 m×0.26 m，每小區240株。

1.3田间管理

2018年9月24日育苗，大田前茬为水稻，产量为9 750 kg/hm2，11月1—3日采用大型机械进行大田旋耕整地，畦宽1.5 m，沟宽0.5 m，用开沟机开沟。11月3日施肥，肥料按试验设计施用，11月4日移栽。2019年1月18日追肥。主要进行菌核病防治，第一次施药：2019年2月26日，1 hm2用菌核净750 g对水750 kg喷雾，第二次药：2019年3月15日，1 hm2用70%多菌灵可湿性粉剂1 500 g，对水750 kg喷雾。

1.4测定项目与方法

调查播种期、移栽期、初花期、终花期和成熟期。成熟期每个小区内选择有代表的植株5株，调查株高、主茎长度、一级分枝数、二级分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重（由收获小区中的样品来测定）。每小区单收单打，籽粒风干后称重、计产。

1.5数据分析应用 Excel 2010 和 SPSS 17.0 软件进行数据处理、绘制图表和统计分析。

2结果与分析

2.1不同施肥处理对油菜农艺性状的影响

2.1.1株高。

由表1可知，各施肥处理油菜株高均大于空白对照，且差异显著（P<0.05）。随着生物有机肥用量的增加，株高也随之增加，单施生物有机肥的各处理株高均小于推荐施肥处理T2，单施生物有机肥2 250 kg/hm2时，株高与推荐施肥处理差异不显著（P>0.05）;在化肥等养分施用情况下，用生物有机肥替代化肥，对油菜株高影响较小。处理T2与T5、T6、T7株高差异不显著（P>0.05），与T1、T3、T4差异显著（P<0.05）。表明在油菜肥料上，不能用生物有机肥完全替代化肥，必须在一定范围内，才能不影响油菜生长。

2.1.2分枝及单株有效角果数。

除T2、T6和T7处理外，其余处理均无二次分枝，T6处理分枝数和单株有效角果数最多，一次和二次分枝累计达15个，单株有效角果数达373.1个，分别比推荐施肥处理T2高4.9%和9.2%，但两者角果数差异不显著（P>0.05）。单施生物有机肥的各处理中，分枝数和单株有效角果数随着施肥量增加而增加。T5单株有效角果数比T3高36%，两者差异显著（P<0.05）（表1）。表明在油菜上用24%的生物有机肥替代化肥，可以增加油菜分枝及有效角果数。

2.1.3角粒数。

施用生物有机肥各处理角粒数均比空白及推荐施肥处理多，其中以处理T6角粒数最多，每角粒数为22.3粒，比处理T2增加1.2粒，比T1增加2.2粒，施用生物有机肥各处理角粒数差异均不显著（P>0.05），但处理T4、T5、T6、T7与T2差异显著（P<0.05）（表1）。说明施用生物有机肥能够有效提高油菜角粒数。

2.1.4千粒重。

由表1可知，各处理油菜千粒重为4.33～456 g，且随着生物有机肥用量的增加而增加，T6千粒重在各处理中最大，为4.56 g，与其余各处理差异显著（P<0.05），其变幅在0.12～0.23 g，经过新复极差分析可知，T6千粒重最高，与其他各处理差异显著，T2、T3、T4、T5、T7之间千粒重差异不显著（P>0.05）。

2.2不同施肥处理对油菜产量的影响

5月24日实收，晾晒去杂后实称折合产量见表1。由表1可知，T6处理最高，为2 941.5 kg/hm2，比T2处理高31.2%，且与其余各处理差异显著（P<0.05）。其次为T7处理，产量为2 709.0 kg/hm2，T3、T4与T2差异显著（P<0.05），但T3与T4处理之间产量差异不显著（P>0.05）。油菜产量有随生物有机肥施用量增加逐步提高的趋势，到达一定值之后，产量增产幅度减小。产量与施生物有机肥用量之间呈曲线相关关系，y=-5.0×10-5x2 + 0.454 8x + 1 394.1（R2 = 0.998 7**），当生物有机肥用量4 548 kg/hm2时，产量为2 428 kg/hm2。由此可知，生物有机肥最高用量为4 500 kg/hm2时，最为适宜。在等养分下，生物有机肥可替代24%～34%的化学肥料，对油菜植株农艺性状的影响不大。在替代化肥24%的情况下，可有效促进油菜生长，但完全用生物肥替代化肥时，对油菜农艺性状影响较大。产量与生物有机肥可替代比例之间呈曲線相关关系，y=-1.540 4x2+66.096x+2 242.5（R2 = 1**），当生物有机肥可替代比例21.5%，产量为2 952 kg/hm2。在替代比例上，通过施用有机肥适当降低化肥用量，可对油菜的产量提高和产量构成有所改善，且在有机肥替代20%化肥时较为适宜。

2.3不同施肥处理对油菜生育期的影响

由表2可知，使用生物有机肥替代化肥，可延长油菜生育期，比等量化肥延长2 d，但纯施生物有机肥处理与等量化肥处理生育期相同，比空白对照延长3 d。

2.4不同施肥处理对油菜抗病性的影响

油菜菌核病田间调查结果（表3）显示，推荐施肥处理T2油菜菌核病发生程度和发病率为最高，茎发病率达43.5%，病情指数为28.49，其次为T6施肥处理，而不施肥处理T1以及单施生物有机肥的处理T3、T4和T5油菜菌核病发生相对较轻。因此，从调查结果看，施用生物有机肥可有效减轻油菜菌核病的发生。

3结论与讨论

单施生物有机肥可促进油菜的生长，与不施肥对照相比，株高、分枝数、主花序长度、单株有效角果数、角粒数、千粒重都显著提高，且在该研究所设置的施肥梯度下，随生物有机肥用量的增加而增加。该研究结果表明，当生物有机肥用量为4 548 kg/hm2时，产量最高，为2 428 kg/hm2。

由于有机肥中养分与化肥养分的有效性有所差异，合理施用生物有机肥可以促进油菜植株个体的生长，有利于提高产量和改善产量结构，国内学者对有机肥的用量和有机养分的有效性及替代化肥比例进行了研究。在水稻生产中，减少化肥用量的25%，用有机肥等氮替换，水稻的产量较纯施无机肥增加1.6%[5];在油菜生产中，施有机肥，替代10%的化肥，油菜的产量达2 055 kg/hm2，显著高于其他处理[8]。该研究结果表明，在等养分下，生物有机肥料与化肥配合施用，可以促进油菜植株个体的生长，减量24%～34%化肥比单施化肥处理增产20.8%～31.2%。在施用生物有机肥1 500 kg/hm2的基础上，化肥减量24%，油菜产量达2 941.5 kg/hm2，较化肥提高了31.2%，减量34%与减量24%相比油菜产量差异不显著，主要原因是施用生物有机肥料，可有效减轻油菜菌核病的发生，增加有效角果数，提高千粒重。说明在油菜生产中，有机肥替代化肥的比例为20%～30%时，可有效减轻油菜菌核病的发生，改善油菜的产量结构，有利于产量的提高。

生物有机肥的施用充分利用农业废弃资源的循环再利用，有利于改善农业生态环境，实现农业的可持续发展，也符合国内外市场对无公害、绿色或有机农产品的要求，因此，商品生物有机肥具有良好的发展前景。该试验为一年的结果，有关长期施用商品生物有机肥对生态环境、土壤微生物菌群、土壤污染物的消长，以及作物的产量与品质效应、经济可行性尚待于继续研究[2，9-10]。

参考文献

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