高强度颗粒有机肥对小麦产量和土壤理化性质的影响

李天娇 陈铁成 王武 于洋 徐俊玲 郝梦宇 张丽英

摘要：随着现代农业的发展及化学肥料减量使用政策的推广，有机肥用量逐年增加。目前常用有机肥类型有粉剂和颗粒状肥料。其中高强度颗粒有机肥相较于粉剂来说颗粒强度高、不易崩解，有利于机器撒播，可减少人工施肥成本。尽管高强度颗粒有以上优点，然而其田间试验效果尚未得到验证。为探究高强度颗粒有机肥对作物产量的影响，本试验在小麦种植期间施加高强度颗粒有机肥后对小麦产量、土壤理化性质进行测定，其结果如下：施加颗粒有机肥后，小麦产量提高14.7%，土壤有机质含量由0.97%增加到1.46%，土壤容重下降0.3 g/ cm3，可在提高作物产量的基础上改良土壤理化性质。

关键词：有机肥；颗粒肥料；小麦；土壤理化性质

随着全球农业的快速发展，提高农作物产量和土壤质量已成为关注的重点。使用化肥是农业增产的主要手段之一[1]，但长期使用传统化肥会导致土壤板结、土壤有机质下降等一系列问题。有机肥的大量施用能够改良土壤结构、增强土壤肥力，减少由化肥使用带来的各类问题[2]。为了寻求可持续的农业发展途径，行业内开始探索新型肥料，其中高强度颗粒有机肥作为一种环保、高效的肥料受到了广泛关注。近年来，国内外学者对高强度颗粒有机肥的研究日益深入。大量研究表明，高强度颗粒有机肥不仅含有丰富的有机质和营养元素，可以为农作物提供全面的营养，而且还可以改善土壤结构，提高土壤的通气性和保水性，有利于土壤微生物的生长和繁殖，从而提高土壤的肥力。高强度颗粒有机肥中的微生物和微量元素对作物生长具有促进作用，可以提高作物的抗逆性和产量。高强度颗粒有机肥已经在许多领域取得了显著的成果。例如，高强度颗粒有机肥可以用于蔬菜、水果等经济作物的种植，提高其产量和品质[3]。

小麦是我国主要粮食作物之一，其稳定高产种植对我国粮食安全具有重要意义[4]。据联合国粮农组织数据，我国小麦亩产量与欧盟平均亩产量接近，我国化肥用量为欧盟的2.5～2.6倍，超过国际公认安全线2倍左右，当季化肥利用率远低于发达国家[5]。施用化学肥料为我国作物增产起到了重要作用，但过量施用不仅不会带来持续性增产，还会造成土壤板结、土壤养分利用率降低、地下水污染等。研究表明，施用有机肥可以改善土壤理化性质，缓解过量施用化肥导致的土壤养分流失和养分利用率低等问题。但有机肥养分释放缓慢，单独施用不能满足当季作物的高产需求，因此研究高效利用有机肥，充分在当季释放有机肥的养分十分重要[6]。小麦生长所需的氮、磷、钾等营养元素都来源于土壤中，因此，研究高强度颗粒有机肥对小麦产量和土壤理化性质的影响具有重要的理论和实践意义。

本文旨在探讨高强度颗粒有机肥对小麦产量和土壤理化性质的影响，我们将选取的高强度颗粒有机肥与复合肥进行对比实验，比较其对小麦产量和土壤理化性质的影响，探讨高强度颗粒有机肥对小麦产量和土壤理化性质的影响机制。最后，提出相应的建议和对策，为农业可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2022年3—6月在丰润区姜家营试验地开展，土壤类型为壤土。供试小麦品种为春小麦‘津强8号。供试化肥为小麦专用肥16-16-6（N、P、K 含量38%），建议小麦用量为60 kg/667 m2；供试有机肥为沣田宝科技有限公司生产的高强度科技有机肥（有机质30%、大量元素含量≥4%、水分8%），建议小麦用量300 kg/667 m2。

1.2 试验设计

试验中化肥用量以厂家建议小麦季用量40 kg/hm2、

有机肥以厂家建议小麦季用量80 kg/667 m2进行计算。试验设置2个处理，分别是100%化肥（T1）、50%化肥+50%有机肥配施（T2），小区间和重复间均设保护区和走道，常规大田管理。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 小麦产量性状

小麦收获期，每小区均选择2个2.5 m2的样方，将样方内的小麦全部收获，测定单位面积穗数、穗粒数、千粒重和产量。

1.3.2 土壤养分含量

每年小麦收获后，各小区均采用随机五点法取样，每个样点均采集0～20 cm土层的混合土样约500 g，置于通风阴凉处风干后粉碎、过筛（孔径2.5 mm）备用，测定土壤养分含量。其中，碱解氮含量测定采用碱解扩散法；速效磷含量测定采用碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法；速效钾含量测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法；有机质含量测定采用重铬酸钾容量法。

1.3.3 数据处理与分析

指标值均取试验年度的平均值。利用Prism和SPSS 19.0软件进行数据处理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 颗粒有机肥替代化肥对小麦生物学性状的影响

合理的密度群体，辅以较大的叶面积系数，是保证农作物高产的关键。在试验示范中，通过对春小麦全生育期田间调查发现，在两种试验处理下叶面积指数（LAI）呈先增高后降低趋势，以开花期数值最高，颗粒有机肥替代化肥具有增大叶面积系数、改善光合作用、提高小麦抗病性、促进植株稳健生长的作用。各生育时期不同施肥处理的小麦叶面积见表1。

2.2 颗粒有机肥替代化肥对小麦产量性状的影响

由表2可见，对照田的穗数为38.6/667 m2，示范田的穗数为41.6/667 m2；对照田的穗粒数为27.9，示范田的穗粒数为29.7；对照田的株高为67.7 cm，示范田的株高为73.3 cm；对照田的理论产量为350.6 kg/667 m2，示范田的理论产量为402.2 kg/667 m2。综上调查数据分析，示范田较对照田增产51.6 kg/667 m2，增幅14.7%。结果表明颗粒有机肥替代化肥较单施化肥可提高小麦产量，能够有效提高单位面积穗数和千粒重，增产显著。

2.3 颗粒有机肥对土壤养分含量的影响

颗粒有机肥施用前及施用后的土壤养分含量及土壤容重见图1。土壤有机质是土壤水肥、微生物的载体，可促进土壤团粒结构的形成；容重是土壤肥沃程度和耕作质量的重要指标，增施有机肥是最直接快速地增加有机质和改变容重的方法。在高强度颗粒有机肥施用前以及小麦收获后，分别测定土壤养分含量、有机质含量以及土壤容重，试验结果表明，施用后土壤速效氮含量提高了17.47%、速效磷含量提高了21.72%、速效钾含量提高了23.54%，有机质含量增加39%，土壤容重降低了13.92%。表明施用高强度有机肥后，土壤养分含量升高，有机质含量增加，容重降低，土壤形成良好的团粒结构，为提高作物产量及品质提供有力保障。

3 讨论

通过施用高强度颗粒有机肥，在提高农业生产综合经济效益的前提下，小麦产量平均10%以上；本试验条件下，有机肥替代50%化肥处理的小麦单位面积穗数和千粒重显著高于普通施肥，说明有机肥与化肥合理配施可以通过增加单位面积穗数和千粒重，从而实现小麦增产，这与张晶等[7]的研究结果一致。

同时本试验表明，施加高强度颗粒有机肥可以有效改善土壤结构，提高土壤肥力，活化地力，调整养分供给，为我国农用肥料功能化、多样化、减量化施肥提供了有力保障。这与李伟欣[8]研究结果一致。高强度颗粒有机肥为提高我国肥料行业整体技术水平具有创新性贡献，社会效益巨大，符合我国节能降碳的产业政策。高强度颗粒有机肥具有缓释、长效等特点，减少了因淋溶和蒸发对土壤、地下水和大气造成的环境污染，因而具有显著的生态效益，对保护环境、实现农业的可持续发展具有重大意义。

参考文献

[1] 王祖力，肖海峰.化肥施用对粮食产量增长的作用分析[J].农业经济问题，2008，29（8）：65-68.

[2] 黄尚书，孙永明，江新凤，等.有机肥全量替代化肥对茶叶产量和品质、土壤养分 及氨素利用的影响[J].华北农学报，2021，36（4）：163-171.

[3] 刘宇，吴云成，赵家印，等.施用猪粪有机肥对土壤特性及有机蔬菜品质的影响[J].江西农业学报，2023，35（3）：76-83.

[4] 杜建斌.旱灾对我国粮食主产省粮食产量的影响及抗旱对策研究[D].北京：中国农业科学院，2020.

[5] Fixen P E，Johnston Am.World fertilizer nutrient re-serves：A view to the future[J].Joumal of the Scienceof Food and Agriculture，2012，92（5）：1001-1005.

[6] 鲁伟丹，李俊华，罗彤，等.连续三年不同有机肥替代率对小麦产量及土壤养分的影响[J].植物营养与肥料学报，2021，27（8）：1330-1338.

[7] 张晶，张定一，王丽，等.不同有机肥和氮磷组合对旱地小麦的增产机理研究[J].植物营养与肥料学报，2017，23（1）：238-243.

[8] 李伟欣，黄鲲，柴同海，等.生物有机肥替代化肥对小麦产量和品质以及土壤质量的影响[J].河北农业科学，2023，27（3）：60-65.