不同肥料種類對(duì)小麥產(chǎn)量和土壤肥力的影響

呂麗華，姚海坡，申海平，梁雙波，賈秀領(lǐng)（農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所，河北石家莊050035）

不同肥料種類對(duì)小麥產(chǎn)量和土壤肥力的影響

呂麗華，姚海坡，申海平，梁雙波*，賈秀領(lǐng)
（農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所，河北石家莊050035）

土壤肥力低是限制河北省部分地區(qū)糧食產(chǎn)量提高的一個(gè)重要因子，因此，通過(guò)合理的栽培措施來(lái)快速培肥地力非常重要。作者以單施復(fù)合肥為對(duì)照，研究了玉米秸稈還田基礎(chǔ)上底施復(fù)合肥、復(fù)合肥垣有機(jī)肥、復(fù)合肥垣菌肥、復(fù)合肥垣有機(jī)肥垣菌肥垣微肥等不同的肥料種類對(duì)小麥產(chǎn)量和土壤肥力的影響。結(jié)果表明：在秸稈還田并施用復(fù)合肥的基礎(chǔ)上，雞糞與牛糞混合施用或施入菌肥均可明顯提高土壤養(yǎng)分含量；施入雞糞和牛糞均可明顯促進(jìn)冬前小麥植株生長(zhǎng)，還可增加穗長(zhǎng)和莖粗，且施用牛糞或施入低量菌肥均能明顯提高小麥產(chǎn)量。在秸稈還田并施用復(fù)合肥的基礎(chǔ)上，雞糞與牛糞混合施用或施入菌肥均能夠顯著提高中低產(chǎn)田的土壤肥力和小麥產(chǎn)量。

肥料種類；小麥；產(chǎn)量；土壤肥力

耕地質(zhì)量是作物生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。近些年河北省大力推廣秸稈還田、增加農(nóng)田有機(jī)肥投入，提高了土壤基礎(chǔ)肥力和生產(chǎn)能力[1]，但是，耕地面積占全省耕地面積39.8%的低平原區(qū)，土壤有機(jī)質(zhì)含量屬低肥力水平（0.6%耀1%）的土壤面積仍高達(dá)61.3%，即使土壤肥力較高的山前平原區(qū)也有33.0%的土壤有機(jī)質(zhì)含量屬低肥力水平[2]?？梢姡寥婪柿Φ褪窍拗坪颖笔〖Z食產(chǎn)量進(jìn)一步提高的主要因子之一。因此，對(duì)中低產(chǎn)田快速培肥地力是一個(gè)持續(xù)研究的重點(diǎn)。

當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較多的肥料種類有化肥、有機(jī)肥和生物菌肥。土壤有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤肥力的重要標(biāo)準(zhǔn)，其中增施有機(jī)肥料是土壤培肥的核心，施用有機(jī)肥能夠疏松土壤結(jié)構(gòu)、提高作物的抗旱蓄水能力，通過(guò)培肥地力而提高糧食單產(chǎn)水平[3，4]。研究表明，綜合運(yùn)用化肥與有機(jī)肥料對(duì)培肥土壤地力十分有益。與單獨(dú)使用化肥相比，有機(jī)肥料與化肥混合施用可促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量明顯提高，對(duì)土壤健康產(chǎn)生積極影響[5]。生物菌肥的核心是微生物，其施入土壤后，通過(guò)微生物的生命活動(dòng)可以非常有效地溶解土壤養(yǎng)分，為植物提供更多的營(yíng)養(yǎng)元素，有利于作物生長(zhǎng)，同時(shí)促進(jìn)作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用，提高作物產(chǎn)量[6，7]。通過(guò)微生物的分解作用，作物可以直接從土壤中獲取所需的一些營(yíng)養(yǎng)素，從而能夠降低化肥的施用量。因此，合理的肥料混施可以將不同類型肥料的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到最佳的養(yǎng)分平衡管理，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[9]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)小麥-玉米輪作的養(yǎng)分管理技術(shù)研究較多，但多側(cè)重于單項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用[10耀22]，而對(duì)多項(xiàng)技術(shù)的集成應(yīng)用研究較少。研究不同肥料種類綜合施用對(duì)小麥產(chǎn)量和土壤地力的影響，明確小麥季哪種肥料配合方式對(duì)土壤肥力水平和產(chǎn)量的調(diào)控效應(yīng)最優(yōu)，旨為提高河北地區(qū)土壤肥力提供技術(shù)支撐。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2012耀2014年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所藁城堤上試驗(yàn)站進(jìn)行。該區(qū)地理位置東經(jīng)116毅85憶、北緯38毅41憶，屬華北太行山山前平原區(qū)，年平均降雨量484 mm。試驗(yàn)地0耀20 cm耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)1.55%、全氮0.097%、全磷0.22%、堿解氮72.7 mg/kg、有效磷19.5 mg/kg、有效鉀81.0 mg/kg。

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)小麥品種為冀麥585；肥料種類有史丹利復(fù)合肥（簡(jiǎn)稱“復(fù)合肥”，N、P2O5、K2O含量分別為20豫、26豫、8豫）、尿素（N含量46%）、秸稈催腐鉀（腐植酸鉀含量逸40%、秸稈催腐菌含量2億個(gè)/g）、干雞糞、干牛糞、菌肥（有效活菌數(shù)逸5億個(gè)/g、有機(jī)質(zhì)含量逸80%，濱州雁來(lái)紅生物工程有限公司）、硫酸鋅（ZnSO4·7H2O含量99.5豫）和硼砂（Na2B4O7·10H2O含量99.5豫）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)小麥播種前整地時(shí)施入底肥，試驗(yàn)設(shè)9個(gè)不同的底肥處理（表1），其中，T1（CK）處理玉米收獲后將秸稈全部移出田間，其他處理均玉米秸稈全部還田。小區(qū)長(zhǎng)13.5 m、寬4.2 m，完全隨機(jī)區(qū)組排列，4次重復(fù)。小麥10月5日播種，行距15 cm，基本苗數(shù)量300萬(wàn)株/hm2；拔節(jié)期和開花期各灌水1次，灌水量均約70 mm/次，其中拔節(jié)期結(jié)合灌水追施尿素225 kg/hm2；翌年6月7耀10日收獲；其他管理措施同大田常規(guī)。

1.3.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

表1　不同處理的肥料種類及其施用量Table1　Fertilizer types and their application rates in different treatments

1.3.2.1土壤養(yǎng)分含量。小麥?zhǔn)斋@后，每小區(qū)均采用“S”型5點(diǎn)取樣法，取0耀20 cm耕層土壤樣品，測(cè)定堿解氮、有效磷和有效鉀含量。其中，堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法（LY-T 1229—1999），有效磷含量測(cè)定采用Olsen方法（0.5 mol/L NaHCO3溶液作為浸提劑），有效鉀含量測(cè)定采用火焰光度法（1mol/LNH4OAc浸提）。

1.3.2.2小麥主要性狀。

（1）冬前植株生長(zhǎng)性狀。在小麥越冬前（12月2耀10日），每小區(qū)隨機(jī)選取有代表性且麥苗長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的麥田樣方0.15 m2（2行伊行距0.15 m伊行長(zhǎng)0.5 m），統(tǒng)計(jì)總株數(shù)、總分蘗數(shù)和總次生根條數(shù)，計(jì)算單株分蘗數(shù)和單株次生根條數(shù)；挑選長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株20株，用直尺測(cè)量葉長(zhǎng)和葉寬。根據(jù)公式，計(jì)算葉面積指數(shù)：

LAI越單株葉面積伊單位土地面積內(nèi)株數(shù)/單位土地面積

（2）成熟期植株性狀、穗部性狀和收獲指數(shù)。在小麥成熟期，每小區(qū)選定麥田樣方0.333 m2，拔取所有植株，統(tǒng)計(jì)10粒以下小穗數(shù)；隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的單莖30個(gè)，測(cè)量穗長(zhǎng)、莖粗和株高，并統(tǒng)計(jì)不孕小穗數(shù)?？挤N后將樣株風(fēng)干，稱量生物產(chǎn)量，脫粒后稱量籽粒重，計(jì)算收獲指數(shù)（豫，籽粒產(chǎn)量/生物產(chǎn)量伊100）。

（3）產(chǎn)量。小麥?zhǔn)斋@時(shí)，去掉邊行，在小區(qū)中間選取8行，利用小區(qū)聯(lián)合收割機(jī)（CLASSIC）收獲，籽粒風(fēng)干后稱重，折算為含水量13%的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量。

圖1　不同肥料種類對(duì)0～20 cm耕層土壤堿解氮含量的影響Fig.1Effects of different kinds of fertilizer on alkali-hydrolyzable nitrogen content of 0-20 cm soil

圖2　不同肥料種類對(duì)0～20 cm耕層土壤有效磷含量的影響Fig.2Effects of different kinds of fertilizer on available phosphorus content of 0-20 cm soil

圖3　不同肥料種類對(duì)0～20 cm耕層土壤有效鉀含量的影響Fig.2Effects of different kinds of fertilizer on available potassium content of 0-20 cm soil

2　結(jié)果與分析

2.1不同肥料種類對(duì)土壤肥力的影響

不同底肥處理的土壤堿解氮、有效磷和有效鉀含量與CK差異均達(dá)到了顯著水平（圖1~3），表明不同的肥料種類對(duì)土壤肥力水平有明顯影響。

2013年所有處理的土壤堿解氮含量均躍2012年，其中，T7處理含量最高，顯著躍CK和其他處理，其中較2012年指標(biāo)值提高了37.6%；其他處理的堿解氮含量均與2012年大致相當(dāng)。2014年所有處理的土壤堿解氮含量均躍2013年，且除T2處理外其他處理的堿解氮含量均顯著躍CK，其中，T7處理含量最高且顯著躍其他處理，其中較2012年指標(biāo)值提高了68.9%。

2013年T6和T9處理的土壤有效磷含量較高，二者差異不顯著，但均顯著躍CK和其他處理，較2012年指標(biāo)值分別提高了69.7%和81.1%；其次是T2和T8處理，二者差異不顯著，但均顯著躍CK以及T3、T4、T5和T7處理，其中較2012年指標(biāo)值分別提高了47.7%和30.7%；其他處理的有效磷含量與2012年大致相當(dāng)。2014年T6處理的土壤有效磷含量最高，與T7處理差異不顯著，但顯著躍CK和其他處理，其中較2012年指標(biāo)值提高了78.3%~95.1%；其次是T9、T8和T4處理，三者差異不顯著，但均顯著躍CK以及T2、T3和T5處理，其中較2012年指標(biāo)值提高了45.3%耀66.3%；其他處理的有效磷含量與2012年大致相當(dāng)。

2013年T8處理的土壤有效鉀含量最高，顯著躍CK和其他處理，其中較2012年指標(biāo)值提高了20.2%；T2和T3處理含量較低，二者差異不顯著，且與CK差異也均不顯著；其他處理的有效鉀含量與2012年大致相當(dāng)，且均顯著躍CK。2014年除T8處理外，其他處理的土壤有效鉀含量均躍2013年，且秸稈還田處理的有效鉀含量均顯著躍CK，其中，T6、T7和T8處理含量較高，三者差異不顯著，但均顯著躍除T3和T4處理外的其他處理，其中較2012年指標(biāo)值提高了18.0%耀20.7%。

綜上分析可以看出，在秸稈還田并施用復(fù)合肥的基礎(chǔ)上，雞糞與牛糞混施或施入菌肥均可明顯提高0耀20 cm耕層土壤肥力水平。

2.2不同肥料種類對(duì)小麥主要性狀的影響

2.2.1對(duì)小麥冬前生長(zhǎng)的影響不同底肥處理的小麥單株分蘗數(shù)、單株次生根條數(shù)和LAI與CK差異均達(dá)到了顯著水平（圖4耀6），表明不同的肥料種類對(duì)冬前小麥生長(zhǎng)有明顯影響。

圖4　不同肥料種類對(duì)冬前小麥單株分蘗數(shù)的影響Fig.4Effects of different kinds of fertilizer on number of tillers of wheat before winter

圖5　不同肥料種類對(duì)冬前小麥單株次生根條數(shù)的影響Fig.5Effects of different kinds of fertilizer on number of secondary roots of wheat before winter

圖6　不同肥料種類對(duì)冬前小麥葉面積指數(shù)的影響Fig.6Effects of different kinds of fertilizer on leaf area index of wheat before winter

表2　不同肥料種類對(duì)小麥穗部性狀和植株性狀的影響Table2　Effects of different kinds of fertilizer on spike and plant traits of wheat

小麥單株分蘗數(shù)以T5處理最多，顯著躍CK和其他處理，其中較CK多37.6豫；T3和T7處理明顯較少，顯著約CK和其他處理，二者差異不顯著，均較CK低18豫左右；其他處理與CK差異均不顯著。小麥單株次生根條數(shù)以T5處理最多，顯著躍CK和其他處理，其中較CK多24.6豫；其他處理與CK差異均不顯著，其中T2和T7處理的指標(biāo)值略低。小麥LAI僅T7和T9處理與CK差異不顯著；其他處理均顯著躍CK，其中，T3、T4和T6處理的指標(biāo)值較高，較CK高40.5豫耀51.9豫，三者差異不顯著，且與T5和T8處理（分別較CK高34.3豫和25.1豫）差異也均不顯著，但顯著躍T2處理。綜上分析可以看出，在秸稈還田的基礎(chǔ)上，施入雞糞和牛糞均可明顯促進(jìn)冬前小麥植株生長(zhǎng)。

2.2.2對(duì)小麥植株性狀和穗部性狀的影響秸稈還田處理的小麥莖粗和株高差異均不顯著，但莖粗均顯著躍CK，而株高與CK差異均不顯著（表2）。表明實(shí)施秸稈還田能夠明顯提高小麥的抗倒伏性，但秸稈還田條件下不同的肥料種類對(duì)小麥植株性狀的影響效果差異不大。

不同底肥處理的小麥10粒以下小穗數(shù)、單穗不孕小穗數(shù)和穗長(zhǎng)與CK差異均達(dá)到了顯著水平，表明不同的肥料種類對(duì)小麥穗部性狀有明顯影響。秸稈還田處理的小麥10粒以下小穗數(shù)均顯著躍CK，其中，T3、T4和T5處理的10粒以下小穗數(shù)相對(duì)較少，三者差異不顯著，但均顯著約其他處理；其次是T6和T9處理，二者差異不顯著，但均顯著約T2處理，且與T7和T8處理差異也均不顯著。小麥單穗不孕小穗數(shù)以T3、T4和T8處理較多，顯著躍CK和其他處理；而其他處理與CK差異均不顯著，其中，T6和T7處理的單穗不孕小穗數(shù)略少。小麥穗長(zhǎng)除T7處理約CK但差異不顯著外，其他處理均逸CK，其中，T5、T6和T8處理的穗長(zhǎng)較大，三者差異不顯著，但均顯著躍除T2、T4和T9處理外的其他處理?？梢钥闯?，實(shí)施秸稈還田會(huì)導(dǎo)致小麥10粒以下小穗數(shù)明顯增多，其中單施復(fù)合肥（T2處理）時(shí)10粒以下小穗數(shù)最多。

綜上分析認(rèn)為，T5和T6處理效果較好，不僅可相對(duì)降低10粒以下小穗數(shù)和單穗不孕小穗數(shù)，還可明顯促進(jìn)穗長(zhǎng)增大，且莖稈較對(duì)照變粗，提高植株的抗倒伏能力，為形成較高產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。

2.2.3對(duì)小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響不同底肥處理的小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)與CK差異均達(dá)到了顯著水平（圖7和8），表明不同的肥料種類對(duì)小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)均有明顯影響。

圖7　不同肥料種類對(duì)小麥產(chǎn)量的影響Fig.7Effects of different kinds of fertilizer on grain yield of wheat

圖8　不同肥料種類對(duì)小麥?zhǔn)斋@指數(shù)的影響Fig.8Effects of different kinds of fertilizer on harvest index of wheat

2014年試驗(yàn)結(jié)果顯示，秸稈還田處理的小麥產(chǎn)量，除T2和T4處理約CK但差異不顯著外，其他處理均躍CK，其中，T5和T6處理產(chǎn)量較高，分別較CK增產(chǎn)8.6%和9.5%，二者差異不顯著，但均顯著躍除T8和T9處理（較CK增產(chǎn)率分別為6.6%和6.8%）外的其他處理，而T8與T9處理差異不顯著但均顯著躍T2處理。綜合分析不同底肥處理的肥料種類和施用量，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，認(rèn)為秸稈還田條件下，復(fù)合肥合理配施菌肥（T8和T9處理）能夠促進(jìn)小麥增產(chǎn)，復(fù)合肥合理配施有機(jī)肥（T5和T6處理）能夠明顯促進(jìn)小麥增產(chǎn)。

秸稈還田處理的小麥?zhǔn)斋@指數(shù)以T3處理最高，與CK差異不顯著，但顯著躍其他處理；而其他處理的指標(biāo)值差異均不顯著，但均顯著約CK。

3　結(jié)論與討論

在農(nóng)田生產(chǎn)條件下，肥料投入對(duì)于作物增產(chǎn)起著不可替代的基礎(chǔ)性作用。有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施，可培肥地力，提高作物產(chǎn)量[23耀25]。王宏庭等[18，21]研究了秸稈還田與化肥配合施用對(duì)作物產(chǎn)量的影響，揭示出在保證高產(chǎn)水平的條件下，通過(guò)優(yōu)化施肥結(jié)合秸稈還田和生物菌劑可以達(dá)到明顯增產(chǎn)的目的。作者以單施復(fù)合肥為對(duì)照（CK），研究了玉米秸稈還田基礎(chǔ)上底施復(fù)合肥、復(fù)合肥垣有機(jī)肥、秸稈還田垣復(fù)合肥垣菌肥、秸稈還田垣復(fù)合肥垣有機(jī)肥垣菌肥垣微肥等不同的肥料種類對(duì)小麥產(chǎn)量和植株性狀的影響，結(jié)果表明，小麥產(chǎn)量的提高是通過(guò)在施用復(fù)合肥的基礎(chǔ)上再施用有機(jī)肥（牛糞、牛糞垣雞糞）或菌肥實(shí)現(xiàn)的，該肥料條件下土壤堿解氮、有效磷和有效鉀含量明顯增加，小麥莖粗和穗長(zhǎng)等植株性狀變優(yōu)，而單施復(fù)合肥不能達(dá)到有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用的效果。試驗(yàn)結(jié)果還顯示，肥料種類最多的T9處理產(chǎn)量并非最高。因此，應(yīng)根據(jù)化肥、有機(jī)肥和生物肥料的性質(zhì)及其養(yǎng)分釋放特性的不同，綜合施用復(fù)合肥、有機(jī)肥和生物肥料，并制定合理的配施比例，以達(dá)到理想的作物產(chǎn)量，該方向可作為今后研究的重點(diǎn)。

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［20］趙萍萍，王宏庭，郭軍玲，李麗.氮肥用量對(duì)夏玉米產(chǎn)量、收益、農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（11）：43-46，80.

［21］勞秀榮，孫偉紅，王真，郝艷如，張昌愛.秸稈還田與化肥配合施用對(duì)土壤肥力的影響［J］.土壤學(xué)報(bào)，2003，40（4）：618-623.

［22］馬志遠(yuǎn)，趙萍萍，王宏庭.冬小麥氮養(yǎng)分高效利用技術(shù)集成研究［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（9）：959-962.

［23］蘭曉泉，郭賢仕.旱地長(zhǎng)期施肥對(duì)土地生產(chǎn)力和肥力的影響［J］.土壤通報(bào)，2001，32（3）：102-105，144.

［24］劉杏蘭，高宗，劉存壽，司立征.有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施的增產(chǎn)效應(yīng)及對(duì)土壤肥力影響的定位研究［J］.土壤學(xué)報(bào)，1996，33（2）：138-147.

［25］葛昌斌，秦素研，沈向磊，黃全民，曹燕燕，郭春強(qiáng)，廖平安.增施有機(jī)肥對(duì)砂姜黑土地小麥生育特性及產(chǎn)量的影響［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（7）：1498-1501.

Effects of Different Kinds of Fertilizer on Wheat Yield and Soil Fertility

LV Li-hua，YAO Hai-po，SHEN Hai-ping，LIANG Shuang-bo*，JIA Xiu-ling
（Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in North China，Ministry of Agriculture P. R.China，InstituteofCereal andOilCropsofHebeiAcademyofAgricultureandForestrySciences，Shijiazhuang 050035，China）

Low soil fertility is an important limiting factor for gaining high grain yield in Hebei Province，therefore，it is very important through the reasonable cultivation measures to improve soil fertility.The single application of compound fertilizer as control，we studied the effects of compound fertilizer，com原pound fertilizer+organic fertilizer，compound fertilizer+bacterial fertilizer，compound fertilizer+organic fertilizer+bacterial fertilizer+trace elements of different kinds of fertilizers on wheat yield and soil fer原tility on the basis of maize straw returning to field.The results showed that the content of soil nutrient could be increased when the mixture of chicken and cow dung was applied or bacterial manure was ap原plied on the basis of straw returning and application of compound fertilizer.The plant growth of wheat before winter was promoted，and spike length and stem diameter could be increased when chicken and cow manure was applied.Grain yield could be increased when cow dung or less bacterial manure was ap原plied.So in middle and low yield fields，soil fertility and wheat yield could be significantly improved when chicken and cow dung was mixed application or bacterial manure was applied on the basis of straw returning and application of compound fertilizer.

Fertilizer type；Wheat；Grain yield；Soil fertility

S512.1垣1

A

1008-1631（2016）02-0034-06

2015-03-26

農(nóng)業(yè)部行業(yè)科研專項(xiàng)（201203100）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAD29B01）

呂麗華（1977-），女，河北景縣人，助理研究員，博士，主要從事小麥和玉米的微灌節(jié)水高產(chǎn)、水肥一體化技術(shù)研究。Tel：0311-87670620；E-mail：nkyllh@163.com。

梁雙波（1961-），男，河北大名人，研究員，主要從事作物農(nóng)機(jī)農(nóng)藝一體化技術(shù)研究。Tel：0311-87670601；E-mail：liangshuangbo@21cn.com。