有機肥替代部分化肥在小麥生產上的應用效果研究

王校輝

(河南省平頂山市土壤肥料工作站，河南 平頂山 467000)

施用化肥是農業生產上提高產量的重要措施之一，但在實際生產中普遍存在為追求產量而大量施用化肥的現象，導致了土壤理化性狀變差、環境安全受到影響、農產品品質降低等諸多問題的出現[1～4]，嚴重制約著農業生產的可持續發展，為此，減量施用化肥對保障農業可持續發展具有十分重要的意義。有機肥替代部分化肥是減量施用化肥的重要手段，近年來，不同研究者就有機肥替代部分化肥進行了大量的研究，但這些研究在經濟作物上的較多[5～9]，在小麥上的較少[10～12]，且主要集中在小麥產量、土壤理化性狀等方面的研究，在小麥品質等方面的研究鮮有報道。農業可持續發展，不僅要考慮產量、土壤狀況，更應該關注質量等因素。因此，有機肥替代部分化肥對小麥品質等的影響十分值得進一步研究。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2018年10月19日至2019年6月3日在河南省平頂山市湛河區肖莊村國家級耕地質量監測點(編號：410040)內進行，該監測點設置不施肥、施用配方肥、有機肥替代10%化肥、有機肥替代30%化肥、有機肥替代100%化肥5個小區(其中，不施肥區于2016年小麥播種期投入使用，其它小區于2017年小麥播種期投入使用)，小區面積100 m2，各小區四周用水泥板及塑料薄膜隔離，防止肥、水滲透。

試驗區域地勢平坦，排灌方便。供試土壤為潮土，基本理化性狀為：pH值5.2，土壤有機質24.0 g·kg-1，總氮1.45 g·kg-1，有效磷26.8 mg·kg-1，速效鉀147.0 mg·kg-1。供試小麥品種為濟麥4號，播種量187.5 kg·hm-2，人工開溝條播，前茬作物為玉米。供試有機肥為商品有機肥，平頂山市豫稼軒農業科技股份有限公司提供，符合NY525-2012相關要求，每袋40 kg，經具有資質的第三方檢測，有機質、N、P2O5、K2O含量分別為：47%、3.18%、4.06%、2.55%；供試化肥分別為尿素(N含量：46%)、過磷酸鈣(P2O5含量：12%)、氯化鉀(K2O含量：60%)。

結合耕地質量監測點小區，試驗設以下處理：T1(不施肥)；T2(施用配方肥)；T3(有機肥替代10%化肥)；T4(有機肥替代30%化肥)；T5(有機肥替代100%化肥)，各處理面積100 m2，不設重復。其中，T2處理施用N、P2O5、K2O用量分別為150 kg·hm-2、97.5 kg·hm-2、60 kg·hm-2；T3、T4處理N、P2O5、K2O用量與T2處理一致，有機肥用量按照該處理中N總用量乘以替代化肥比例再除以有機肥N含量確定，并根據施用有機肥量折算出有機肥提供的P2O5、K2O量，剩余N、P2O5、K2O不足的部分分別由尿素、過磷酸鈣、氯化鉀折算補充；T5處理有機肥用量確定參照T3、T4處理，由于有機肥提供的P2O5、K2O量已超過T2處理，不再用過磷酸鈣、氯化鉀折算補充。各處理有機肥、尿素、過磷酸鈣、氯化鉀具體用量見表1。各處理肥料充分混合后，于播種前一次性底施。田間管理同當地常規。

1.2 測定項目

1.2.1 產量構成因素指標測定 于小麥收獲前1 d在田間測定穗粒數及穗數，并于小麥籽粒收獲晾干后測定千粒重。

1.2.2 產量測定 各處理實打實收測定產量并折算。

1.2.3 品質指標測定 由第三方檢測單位分別參照GB5009.6-2016、GB/T5506.1-2008、GB/T5515-2008、GB5009.5-2016方法測定粗脂肪、面筋質、粗纖維、粗蛋白。

1.2.4 經濟效益計算 與T2(施用配方肥)相比，T3(有機肥替代10%化肥)、T4(有機肥替代30%化肥)、T5(有機肥替代100%化肥)處理經濟效益情況，主要由小麥增產效益與化肥節本效益構成，其中，小麥價格以每千克2.1元計，有機肥、尿素、過磷酸鈣、氯化鉀分別以每噸1 200元、1 900元、700元、2 500元計。

表1 各處理肥料用量 (kg·hm-2)

2 結果與分析

2.1 不同處理對小麥產量構成因素及產量的影響

表2顯示，T1(不施肥)處理穗數、產量最低，千粒重最大；T3(有機肥替代10%化肥)處理穗數、穗粒數、產量最大；T4(有機肥替代30%化肥)處理千粒重最低；T5(有機肥替代100%化肥)處理穗粒數最低。

對比T1(不施肥)處理，T2(施用配方肥)、T3(有機肥替代10%化肥)、T4(有機肥替代30%化肥)、T5(有機肥替代100%化肥)處理穗數、穗粒數(T5除外)及產量總體上均有所提高，而千粒重均有所降低。

對比T2(施用配方肥)處理，T3(有機肥替代10%化肥)、T4(有機肥替代30%化肥)、T5(有機肥替代100%化肥)處理穗數、穗粒數、千粒重及產量表現不盡一致。

表2還顯示，T3(有機肥替代10%化肥)、T4(有機肥替代30%化肥)、T5(有機肥替代100%化肥)處理穗粒數及產量總體呈下降趨勢，而穗數及千粒重則呈先降后升趨勢。

表2 不同處理對小麥產量構成因素及產量的影響

2.2 不同處理對小麥品質的影響

表3顯示，T1(不施肥)處理粗脂肪、面筋質、粗蛋白含量最低,T3(有機肥替代10%化肥)處理面筋質含量最高,T4(有機肥替代30%化肥)處理粗纖維、粗蛋白含量最高,T5(有機肥替代100%化肥)處理粗脂肪含量最高，粗纖維含量最低。

對比T1(不施肥)處理，T2(施用配方肥)、T3(有機肥替代10%化肥)、T4(有機肥替代30%化肥)、T5(有機肥替代100%化肥)處理粗脂肪、面筋質及粗蛋白含量總體上均有所提高，而粗纖維含量變化不大。

對比T2(施用配方肥)處理，T3(有機肥替代10%化肥)、T4(有機肥替代30%化肥)、T5(有機肥替代100%化肥)處理粗脂肪、面筋質、粗纖維及粗蛋白含量表現不盡相同。

表3還顯示，T3(有機肥替代10%化肥)、T4(有機肥替代30%化肥)、T5(有機肥替代100%化肥)處理粗脂肪含量呈逐步上升趨勢，面筋質含量呈逐步下降趨勢，而粗纖維及粗蛋白含量差別不大。

表3 不同處理對小麥品質的影響

2.3 不同處理經濟效益情況

表4顯示，對比T2(施用配方肥)處理，T3(有機肥替代10%化肥)處理有機肥投入以及尿素、過磷酸鈣、氯化鉀節支最低，增產效益最高；T5(有機肥替代100%化肥)處理有機肥投入以及尿素、過磷酸鈣、氯化鉀節支最高，增產效益最低。表4還顯示，T3(有機肥替代10%化肥)處理經濟效益最高，達1 464.5元·hm-2。

表4 不同處理經濟效益情況 (元·hm-2)

3 結論與討論

試驗結果顯示，施肥對小麥穗數、穗粒數、千粒重及產量均有較明顯的影響；與僅僅施用化肥(配方肥)相比，有機肥替代部分化肥對小麥穗數、穗粒數、千粒重及產量的影響不同；提高有機肥施用量不利于小麥穗粒數及產量的形成。該試驗中T3(有機肥替代10%化肥)處理產量最高，分別較T1(不施肥)、T2(施用配方肥)提高58.8%、12.9%，這可能與該處理穗數、穗粒數最大有關。T1(不施肥)處理于2016年小麥播種期投入使用，產量最低，但仍達到了4 732.4 kg·hm-2，這可能去該區域總體基礎地力水平較高有關，也可能是與該處理穗數最低，穗粒數較低有關；同時該處理千粒重卻是最大，這可能與該處理長期不施氮肥有關，周順利[13]等的研究結果也證實千粒重一般隨氮肥用量的增加而降低。

試驗結果顯示，施肥可提高小麥粗脂肪、面筋質、粗蛋白含量，但對小麥粗纖維含量的影響不大；與僅僅施用化肥(配方肥)相比，有機肥替代部分化肥對小麥脂肪、面筋質、粗蛋白及粗纖維含量的影響不同；提高有機肥替代化肥比例可提高小麥粗脂肪含量，降低面筋質含量，這與有機肥替代部分化肥之后，有機質用量得以提高，化肥氮用量有所降低有直接關系，辛勵[14]等的研究也證實以提高蛋白質含量為生產目的時，應多施氮并提高化肥氮所占比例，而以粗脂肪為目的時，應提高有機肥所占比例；南雄雄[15]等的研究也顯示了有機肥中含量大量的碳源和其他微量元素，能促進脂肪的合成，提高粗脂肪含量。

實驗結果還顯示，有機肥替代部分化肥對小麥經濟效益有明顯的影響，但有機肥替代100%化肥后，經濟效益較施用化肥(配方肥)低，這與有機肥用量大投入高，以及產量增加效益降低有直接關系。

綜合以上，有機肥替代部分化肥對小麥產質量及經濟效益的效果優于僅僅施用化肥(配方肥)，有機肥替代10%化肥小麥穗數、穗粒數、產量及面筋質含量最高，粗脂肪、粗纖維含量較高，總體產質量及經濟效益最優。