减氮条件下施用蚓粪对土壤性质及小麦生长的影响

周星 徐年龙 周娜娜 徐梦彬 王升

摘要：为达到减肥及改善土壤性质的目的，选用环保型蚓粪有机肥进行研究。通过开展田间小区试验，设置8个处理，包括在2个减氮水平下（10%、15%），施用3种用量的蚓粪（3 000、4 500、6 000 kg/hm2），在小麦季取样測定作物的性状及土壤理化性质，来探究在减氮条件下施用蚓粪对土壤性质及小麦生长的影响。结果表明，与常规对照相比，短期施用蚓粪对土壤的全氮含量、有机质含量及pH值的改善效果不大，但在减氮15%条件下施用蚓粪对土壤有机质含量有一定的提升作用，且用量在4 500 kg/hm2时，土壤的速效养分（碱解氮、速效磷钾）含量都处于较高水平，同时对土壤盐分积累的影响不大;施用蚓粪延长了小麦的光合作用，从而促进了地上部的生长;在减氮10%的条件下，施用蚓粪引起了小麦无效分蘖的增多导致后期有效穗数的降低，减氮量增大加上蚓粪中养分释放缓慢都引起了小麦产量的降低，而产量在减氮15%条件下蚓粪用量为4 500 kg/hm2时降幅较小。综上，在减氮15%条件下施用 4 500 kg/hm2 蚓粪，不仅对土壤的改良效果较好，还促进了小麦地上部的生长且对其产量影响不大，而蚓粪长期的改良效果及对作物生长的影响有待于今后大尺度系统地研究。

关键词：蚓粪;减氮;不同用量;土壤性质;作物生长;小麦

中图分类号： S147.3  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）15-0083-04

收稿日期：2020-12-11

基金项目：江苏省重点研发计划（编号：BE2019343）。

作者简介：周 星（1992—），女，江苏泗洪人，硕士，农业技术员，从事土壤施肥和作物高产栽培技术研究。E-mail：zhouxingxuesheng@163.com。

随着人们生活水平的提高，人们对粮食的需求日益增加。而在农业生产中大量施用化肥虽然对产量有提升作用，但对土壤及周边环境造成了很大的污染[1-2]。长此以往，土壤容易出现板结、养分含量降低、微生物活性下降等多种问题，进而会影响作物的生长及产量[3-4]。多项研究表明，有机肥中含有丰富的养分，肥效持久且来源广，将其与化肥配施能够很好地发挥肥料的作用来改善土壤性质，对作物的生长也起到了一定的促进作用[5-6]。

蚓粪是一种优良的有机改良剂，它是通过蚯蚓和微生物的联合作用对有机废弃物进行生化降解和腐殖化等，产生的一种细碎的类似泥炭状，含有较好的孔隙度、通气性、持水能力极高的微生物活性物质[7-8]。国内外已有大量研究表明，施用蚯蚓粪不仅有利于改善土壤性质[9-11]，还能不同程度地提高作物的发芽率、促进其生长，提高产量及改善品质等[12-14]。目前蚓粪与化肥配施的研究主要集中于温室大棚作物[15-17]，大田试验作物主要集中在西瓜[18]、玉米[19]等，而对旱田作物小麦的研究较少。本试验主要是通过在2种减氮水平下（10%、15%），施用不同用量的蚓粪来探究其对土壤理化性质及小麦生长的影响，旨在为当地减肥及小麦的优质高效生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验设在江苏省盐城农垦农业科学研究所1#田（120°15′50″E、33°40′30″N），壤性潮盐土，前茬作物为水稻，土壤肥力中等。有机质含量24.3 g/kg，全氮含量1.81 g/kg，碱解氮含量118 mg/kg，速效磷含量18.6 mg/kg，速效钾含量95 mg/kg，pH值7.9。蚓粪来自南京肥甘农业科技有限公司，全氮含量13.53 g/kg，全磷含量8.65 g/kg，全钾含量 7.36 g/kg，有机质含量520.58 g/kg，含水量70%。

1.2 试验材料

供试品种为扬麦23，于2019年10月29日播种，11月6日出苗，2020年6月1日收割测产。供试肥料为润垦尿素（总氮含量≥46.4%），由江苏双多化工有限公司生产;润垦磷酸二铵（含N 18%，含P2O5 46%，总养分含量≥64%），由瓮福（集团）有限责任公司生产;复合肥（N、P2O5、K2O含量均为15%，总养分含量≥45%），由苏州上研化肥科技发展有限公司生产。蚓粪来自南京肥甘农业科技有限公司。试验于2019年10月28日人工撒施基肥（蚓粪一次性施入），11月29日人工撒施分蘖肥，2020年2月20日施用拔节孕穗肥，3月13日撒施穗肥。

1.3 试验设计

本试验共设置8个处理，其中包括常规对照、空白、2种减氮条件下施用3种用量的蚓粪，依据磷钾养分一致原则（具体用量见表1）。每个小区面积为200 m2（南北长28. 6 m，东西长7 m-包沟0.3 m），水浆管理与病虫害防治同其他大田。

1.4 测定项目

土壤性质：全氮含量、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、pH值、总盐含量、电导率。

作物性状：高峰苗、叶绿素含量、地上部干质量、有效穗数、实粒数、千粒质量、产量（割方测产）。

1.5 数据处理及分析

采用Excel 2010软件处理数据及制表绘图。

2 结果与分析

2.1 不同肥料处理对土壤理化性质的影响

由表2可得，与对照相比，其余处理对土壤全氮含量的提升作用较小;减氮10%施用蚓粪后土壤有机质含量都低于常规对照，而减氮15%施用蚓粪后土壤有机质含量都提高，且在V7处理下达到最高;在2种减氮条件下，碱解氮含量都在蚓粪施用量为4 500 kg/hm2时处于较高水平;有效磷含量也在V7处理下达到最高，与对照比提高30%;而速效钾含量在不施肥的处理下较高;pH值改善效果不明显且变化无规律;除V3处理外，其余施用蚓粪的处理都提高了土壤的总盐含量和电导率，且在V7处理下，土壤的总盐含量和电导率处于中等水平。说明在减氮15%条件下施用4 500 kg/hm2蚓粪对土壤性质的综合改善效果较好。

2.2 不同肥料处理对小麦高峰苗的影响

由图1可知，在减氮10%的条件下施用蚓粪，小麦的高峰苗都高于常规对照（V2），而减氮15%的条件下只有施用6 000 kg/hm2的蚓粪后才增加了小麦的高峰苗。说明减氮10%后施用蚓粪能增加小麦的分蘖数，但减氮量增加时，只有增加蚓粪

的用量才能维持小麦的分蘖数不减少。

2.3 不同肥料处理对小麦叶绿素含量的影响

由图2可知，从第1次测定（4月30日）起，除第2次测定的（减氮15%施用蚓粪的处理）3个处理高于第1次测定外，其余时期的叶绿素含量都低于第1次含量;除第1次测定外，V7处理的叶绿素含量都处于最高。总体趋势是各时期中叶绿素含量在施蚓粪后下降较缓慢，说明施用蚓粪能延长叶片的光合作用能力。

2.4 不同肥料处理对小麦地上部干质量的影响

由图3可知，不施肥的小麦地上部干质量都处于最低。在分蘖期时，施用4 500 kg/hm2的蚓粪后小麦的地上部干质量都高于常规对照。从拔节期至成熟期时，在减氮10%的条件下，随着蚓粪用量的增加，小麦地上部的干质量都呈先升高后降低的趋势且在4 500 kg/hm2时达到最大;在减氮15%的条件下，随着蚓粪用量的增加，小麦地上部的干質量呈逐渐升高的趋势，且在6 000 kg/hm2时达到最大并高于其他处理。说明在减氮15%条件下施用 6 000 kg/hm2 蚓粪能够增强根系对养分的吸收能力，从而促进小麦地上部的生长。

2.5 不同肥料处理对小麦产量的影响

由表3可知，与对照相比，在V6和V7处理下的有效穗数高于对照，其余蚓粪处理下的有效穗都低于对照;实粒数和结实率在V5处理下都处于最高;但千粒质量在蚓粪的处理下都低于常规对照;不施肥的小麦产量最低，施用蚓粪后小麦的产量都低于对照，且在V3和V7处理下减产幅度较小。说明前期高峰苗较多会导致无效分蘖过多，从而引起有效穗数减少，V5处理下的实粒数、结实率及千粒质量都处于较高水平，但产量较低，可能与其有效穗数偏低有关，V7处理下小麦的减产较少，这可能与实粒数及结实率较高有关。

3 讨论与结论

本试验中施用蚓粪后对土壤的全氮、有机质及pH值改善效果不大，但在减氮15%的条件下施用蚓粪对有机质有提升作用，且用量为4 500 kg/hm2时，一些速效养分（碱解氮、有效磷和速效钾）的提升效果较好且对土壤盐分积累的影响不大。部分研究表明，蚓粪用量较高时，对土壤有机质的提升效果较好[20-21]。由于该地块属于盐碱土，本身pH值较高，该田间试验中蚓粪用量偏少且持续时间较短，加上蚓粪的肥效释放是一个缓慢的过程，因此对土壤有机质、pH值等的改善效果不明显。蚓粪本身是一种有机质含量及养分活性高的物质，将其施入后给土壤带入了大量的活性物质及养分，从而增强了土壤的供肥能力，同时使土壤盐分含量保持在较低水平，达到不增加土壤盐分的目的。综上，在减氮15%的条件下施用4 500 kg/hm2蚓粪的处理对土壤的综合改善效果较好。

在减氮10%的条件下施用蚓粪增强了小麦的分蘖能力;在减氮15%的条件下，施用4 500～6 000 kg/hm2 的蚓粪提高了小麦生长后期的叶绿素含量，增强小麦的光合作用能力，同时促进了小麦地上部的生长，这与以往研究结果[22-23]相似。这些可能是因为施用蚓粪后改善了土壤性质，提高其速效养分含量从而促进作物生长及养分吸收[24-25]，但小麦的产量在施用蚓粪后呈现不同程度的降低，且在减氮15%-4 500 kg/hm2处理下减产幅度较小（减产2.4%）。一方面可能是前期产生了较多的无效分蘖导致后期有效穗数整体偏低;另一方面作物的产量与尿素中氮的作用密切相关，化肥施入后尿素被直接吸收利用，而蚓粪中的养分释放较缓慢，在减氮过多的情况下会导致小麦在生长后期所需养分得不到及时有效的补充，从而使小麦灌浆不充分引起千粒质量的降低而导致小麦减产。

综上所述，从减肥、土壤性质的改善及其供肥能力的长期性、作物产量及肥料成本等多方面考虑时，在减氮15%的条件下施用4 500 kg/hm2的蚓粪后，土壤的有机质及速效养分含量都处于较高水平，且对该盐碱地区的土壤盐分积累影响较小，同时能延长小麦的光合作用来促进地上部的生长，可为小麦的高效生产打下扎实的基础。由于该试验持续时间较短，仅在小麦季开展，为了能深入探究蚓粪的肥效及其对土壤性质的长期改良效果，未来可开展长期定位试验来深入系统地了解蚓粪的综合效果，进而为作物的优质高效生产提供更加完善的理论依据。

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