有机无机肥配施对小麦产量及土壤质量的影响

2022-02-05王伟候丽丽崔新菊周大伟刘凡董世磊

安徽农学通报 2022年1期

王伟候丽丽崔新菊周大伟刘凡董世磊

摘要：為研究化肥减量配施有机肥对小麦生长和土壤质量的影响，筛选适宜小麦品种新冬42号生长的有机肥和化肥配比，设置常规化肥减量25%配施有机肥（CF+M25）、常规化肥减量50%配施有机肥（CF+M50）、常规化肥减量75%配施有机肥（CF+M75）、常规化肥（CF）、空白对照（CK）等5个处理，进行田间小区试验，分析有机无机肥配施对小麦产量和土壤质量的影响。结果表明，有机氮配施比例为50%时，能促进小麦增产且有效降低化肥施用量，冬小麦达到最大产量的最佳无机氮配比理论值为21.3%;M处理与CF、CK处理呈显著性差异，比对照增加17.02%，比纯化肥增加10.68%;碱解氮含量排序为CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75;CF处理有效磷积累量高于有机肥配施处理，比对照高出29.37%。与对照相比，施肥处理增加了小麦产量，改善了土壤质量，与单施化肥相比，有机无机肥配施可有效增加土壤有机质含量，稳定小麦产量。

关键词：有机无机肥配施;小麦;产量;土壤质量

中图分类号 S512.1;S311 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）01-0092-03

Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Wheat Yield and Soil Quality

WANG Wei1 HOU Lili2 CUI Xinju2 DONG Shilei2 ZHOU Dawei2 LIU Fan2

（1Agricultural Technology Service in Yining City， Yining 835000， China; 2Yili Institute of Agricultural Science， Yining 835000， China）

Abstract： In order to determine the effect of reducing chemical fertilizers and applying organic fertilizers on wheat growth and soil quality， the suitable ratio of organic fertilizer and chemical fertilizer for the growth of wheat variety Xindong 42 was selected. ， which under an 25% reduction in conventional chemical fertilizers and combined with organic fertilizers（CF+M25）、50% reduction of conventional fertilizers and organic fertilizer（CF+M50）、Conventional fertilizer reduction by 75% combined with organic fertilizer （CF+M75）、Conventional fertilizer（CF）、Blank control（CK） field trial of 5 treatments were applied，The effects of combined application of organic fertilizers on wheat yield and soil quality were analyzed. The results show， When the ratio of organic nitrogen is 50%， it can increase wheat yield and effectively reduce the amount of chemical fertilizer. The theoretical value of the best inorganic nitrogen ratio when winter wheat reaches the maximum yield is 21.3%; there is a significant difference between the M treatment and the CF and CK treatments. Compared with the control， it increased by 17.02% and compared with the purified fertilizer by 10.68%; the alkaline hydrolyzed nitrogen content was in the order of CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75; the effective phosphorus accumulation of the CF treatment was higher than that of the organic fertilizer treatment. The control was 29.37% higher. Compared with the control， the fertilization treatment increased the yield of wheat and improved the soil quality. Compared with the single application of chemical fertilizers， the combined application of organic and inorganic fertilizers could effectively increase the content of soil organic matter and stabilize the yield of wheat.

Key words： Organic-inorganic fertilization; Wheat; Grain yield; Soil quality

小麦是我国三大主要粮食作物之一，小麦持续稳产和增产在保障国家粮食安全方面有着非常重要的作用。生物有机肥作为一种新型高效安全的复合肥料，营养元素丰富，不仅可以为作物提供充足的养分，还能改善土壤理化性状，增加土壤有机质含量，改善土壤质量[1-3]。采用有机无机肥料配施，是减施化学肥料稳定小麦产量的重要措施之一[4-5]。研究表明[6]，合理配施化肥与有机肥，可以维持小麦产量，降低化肥施用量，提高氮肥利用率。有研究表明[7]，有机肥替代20%化肥处理与农户常规施肥处理，均能增加小麦产量、提高土壤速效、有机质含量，有机肥替代处理会在减少化肥施用的同时达到与农户常规施化肥一样的效果，且土壤各养分的增加效果随种植年限的增加而极显著增加。本研究通过长期定位田间试验，比较不同有机无机肥料配施比例对小麦产量和土壤质量的影响，明确新疆伊犁地区小麦田与定量有机肥配合施用的最佳比例，以期为指导小麦合理平衡施肥，减施化肥，实现农业可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况定位试验开始于2017年，试验设在伊犁州农业科学研究所试验田进行，位于伊宁市东郊（E081°23′，N43°56′）。属中温带半干燥大陆性气候，2020年平均气温10.1℃，降水量273.6mm，蒸发量957.1mm，日照时数2886.7h，无霜期213d。2017年初始年份土壤养分含量见表1。试验地前茬为小麦。

1.2 试验材料供试材料为伊犁州农业科学研究所育成的冬小麦品种新冬42号。以尿素（N含量46.4%）和当地市场上出售的商品有机肥（N13%、P2O5 0%、K2O 2%、有机质>45%）作为氮肥来源，以重过磷酸钙（P2O5 含量44%）和硫酸钾（K2O含量52%）作为磷肥、钾肥来源。

1.3 试验设计试验采用完全随机区组设计，以总氮含量相等为施肥原则，设置5个施肥处理：不施肥（CK）、常规化肥（CF）、有机肥替代25%氮肥（CF+M25）、有机肥替代50%氮肥（CF+M50）、有机肥替代75%氮肥（CF+M75）。小区面积225m2（15m×15m），重复3次。施肥方式：有机肥、磷肥120kg·hm-2、钾肥30kg·hm-2作基肥一次性施入，尿素按试验设计以4∶6分别于播种期、拔节期追施。播种量300kg·hm-2，行距20cm，播深3～4cm，设置保护行，按当地滴灌大田常规管理。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 冬小麦产量测定每小区取10m2实打实收，计算产量。

1.4.2 土样采集与测定土壤样品分别于试验前和小麦收获后采集，各处理小区按对角线取土样，采用取土钻采集0～20cm耕作层土壤，混合样品风干、研磨、过筛后备用。

1.5 数据处理与分析采用Excel 2010进行数据整理，用DPS 7.0、SPSS 23.0进行统计分析，用Orgin 2018作图。

2 结果与分析

2.1 化肥减量配施有机肥对冬小麦产量的影响化肥减量配施不同比例有机肥对冬小麦产量的影响见图1，应用二次多项式对不同有机氮比例冬小麦产量数据进行拟合和分析，得到拟合方程y=-1938.2x2+825.49x+6230.8，R2为0.9638，模拟结果表明，冬小麦达到最大产量时的最佳无机氮配比为21.3%，产量达6318.8kg/hm2。本试验结果中，有机氮比例为50%产量高于不施有机肥处理，最大产量达6296.5kg/hm2，但差异不显著，说明配施有机肥能促进小麦增产且有效降低化肥施用量。

2.2 化肥减量配施有机肥对土壤有机质的影响有机无机配施对土壤有机质含量的影响见图2，由于有机无机配施等因素的影响，各处理间有机质含量存在差异，施用有机肥的处理有机质含量整体高于不施肥和纯化肥处理，且随着有机肥配施比例的增加而增加。其中，M处理与CF和CK处理呈显著性差异，比对照增加17.02%，比纯化肥增加10.68%，说明有机肥替代化肥可显著增加土壤有机质含量。

2.3 化肥减量配施有机肥对土壤碱解氮的影响不同处理对土壤碱解氮含量的测定结果（图3）表明：土壤碱解氮作为氮素有效性指标，直接体现土壤中氮元素的供给状况，通过施肥各处理碱解氮含量均有所增加，但处理间差异不明显。碱解氮含量排序为CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75。由此可见，合理肥料配施可提高土壤碱解氮的供应能力。

2.4 化肥减量配施有机肥对土壤速效磷的影响速效磷是能够被小麦直接吸收利用的磷素形式，可直接作为磷素供给状况的体现。由图4可知，施肥对速效磷含量有影响，施肥处理均提高了小麦收获后土壤速效磷的积累，CF处理有效磷积累量高于有机肥配施处理，比对照高出29.37%，但各处理间无显著性差异。

3 结论与讨论

化肥在我国粮食产量的增加中发挥了重要作用，但我国单位面积化肥施用量已远超其他国家。化肥投入已进入边际报酬递减阶段，持续增加化肥施用量无法实现粮食产量的增加，通過调整施肥方式，优化施肥结构等措施提高化肥利用效率，进一步发挥技术要素对粮食增产的作用[8]。本研究结果表明，有机氮配施比例为50%时，能促进小麦增产且有效降低化肥施用量，冬小麦达到最大产量的最佳无机氮配比理论值为21.3%。施肥增加作物产量的原因可能是维持了土壤肥力或培肥土壤，为植株生理活动提供养分来源，协调植株源库关系[9]。说明有机肥部分替代化肥后，有机与无机养分能协调平衡供应，满足作物对养分的需求，使作物产量保持稳产及高产，同时可以减少化肥用量[10]。这与李燕、丁维婷[11-12]等研究结果相似。

生物有机肥在提高土壤微生物碳和微生物氮方面有明显作用，通过改善土壤团粒结构，增加土壤透气性、孔隙度，降低土壤紧实度，促进植物根系的生长发育，提高作物产量。有机-无机肥配施不仅能为作物生长提供速效养分，还能有效增加肥料肥效，确保土壤养分持续供给[13-14]。本研究结果表明，纯有机肥处理比纯化肥处理有机质含量增加10.68%，显著增加土壤有机质含量，施肥处理的碱解氮和速效磷含量高于无肥处理，合理有机无机配施在保持稳产和增产的条件下，提高了土壤有机质和养分含量，这与丁焕新[15-16]等的研究结果一致。说明在稳定小麦产量的基础上，可通过有机无机配施方式改善伊犁地区小麦种植区域土壤质量，减轻土壤环境化肥面源污染，为农业高质量发展奠定基础。

参考文献

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