有機與無機肥配施對冬小麥產量與氮肥利用率的影響

付永強，于洪波，鐘 軍，龍再俊，張永霞

（1.阿克蘇地區農業技術推廣中心，新疆 阿克蘇 843000；2.沙雅縣農業技術推廣站）

沙雅縣每年播種冬小麥1.33萬hm2左右，生產中主要使用化肥，長期施用化肥容易造成土壤板結，過多施用的氮肥超過土壤的保持能力時，就會形成農業面源污染，造成水體富營養化，破壞水環境。有機與無機肥配施在提升土壤肥力、增加農作物產量、提升肥料利用效率等方面效果都十分顯著[1-3]。在沙雅縣進行有機與無機肥配施試驗，研究不同有機與無機肥配比對冬小麥產量和氮肥利用率的影響，探索出適宜當地冬小麥生產的最佳施肥配比，可為該地區冬小麥生產施肥制度的建立提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地點位于阿克蘇地區沙雅縣古勒巴格鎮阿克村1組，海拔911 m，溫帶大陸性干旱氣候，年平均降水量47 mm。供試土壤肥力中等，試驗前0～20 cm 土層土壤pH 8.12、有機質含量12.23 g/kg，速效氮33 mg/kg，速效磷12.4 mg/kg，速效鉀186 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試冬小麥品種為新冬22號。

試驗用肥料為尿素（N ≥46%）、三料磷肥（P2O5≥46%）、硫酸鉀（K2O ≥50%）、格瑞龍商品有機肥（有機質≥40%）。

1.3 試驗設計

試驗共設6個處理，各處理施肥情況見表1。每個處理3 次重復，小區面積為36 m2，隨機區組排列。各處理磷肥和商品有機肥的全部、鉀肥的50%、氮肥的30% 做底肥，在小麥播種前結合犁地施入，鉀肥的50%和氮肥的70%在小麥拔節期追施。冬小麥于2019 年9 月28 日播種，播種量15 kg/667 m2，等行距（10 cm）條播。

表1 各處理施肥量 kg/667 m2

1.4 樣品采集與測定

1.4.1土壤樣品采集與測定

在試驗開始前于整個試驗地S 型選取5 個點，采集0～20 cm 土壤樣品，將樣品混合，密封帶回。自然風干后過0.25 mm 篩，用于土壤基礎肥力分析。土壤有機質含量釆用油浴加熱-重鉻酸鉀容量法測定，速效氮含量采用堿解擴散法測定，速效磷含量采用0.5 mol/L 碳酸氫鈉溶液浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用1 mol/L 乙酸銨溶液浸提-火焰光度法測定。

1.4.2植株樣品采集與測定

在2020年冬小麥收獲期采集植株樣品，在各小區隨機選取3個1 m×1 m代表性樣方調查穗數和穗粒數，測定千粒重。每個小區取3個1 m長的樣段，取小麥植株樣，按莖葉和穗分樣，烘干至恒重，稱干重。小麥植株干樣研磨過篩后經濃H2SO2-H2O2消煮，半微量凱氏定氮法測定莖葉和籽粒的全氮含量。

1.5 數據處理

試驗數據和圖表處理采用Excel 2013 和SPSS 22.0 進行統計分析，不同小寫字母表示在P ≥0.05水平上差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同處理對冬小麥生育性狀的影響

由表2 可知，不同施肥配比對小麥生育性狀有一定影響，施肥處理各生育性狀指標均高于不施肥處理。冬小麥株高隨尿素施用量的增加而增加，處理4株高最高，株高為77.43 cm，比不施肥處理（CK）株高增加了28.34%，比單施有機肥處理增加4.71%。有機與無機肥配施下，施氮量過低或過高均會影響小麥成穗數，小麥成穗數隨施氮量增加呈明顯的先增加后降低趨勢，施氮量15 kg/667 m2時，冬小麥穗數最多。與處理2 相比，處理4 穗數沒有明顯增加。單施有機肥穗粒數最多，穗長較短。施肥方式對穗行數的影響不顯著。

表2 不同施肥配比對冬小麥生育性狀的影響

2.2 不同處理對冬小麥產量的影響

由表3 可知，有機與無機肥配施可顯著增加冬小麥產量，相比不施肥處理平均增產59.58%，比單施有機肥平均增產41.89%。籽粒產量隨尿素施用量的增加呈先增加后降低趨勢，但變化幅度未達顯著水平，以處理3 籽粒產量最高，產量為467.17 kg/667 m2。施肥處理對小麥千粒重的影響顯著，有機與無機肥配施能顯著提高小麥千粒重，有機肥與尿素15 kg/667 m2配施時，千粒重最重。不同施肥配比對小麥秸稈產量的影響與籽粒產量相似。收獲指數反映了作物群體光合同化物轉化為經濟產品的能力，有機與無機肥配施能提高作物將干物質向籽粒分配的能力，有機肥與尿素10 kg/667 m2配施時，收獲指數最大。

表3 不同施肥配比對冬小麥產量的影響

2.3 不同處理對冬小麥氮素利用的影響

由表4 可知，處理4 籽粒吸氮量最高，比單施有機肥和對照處理分別高47.81%和77.18%。與對照處理相比，單施有機肥、有機與無機肥配施均能提高冬小麥籽粒和秸稈吸氮量，處理3 和處理4 提升效果更明顯。各有機與無機肥配施處理，氮肥利用率從高到低依次為處理2 ＞處理3 ＞處理4 ＞處理1，尿素的施用量大于10 kg/667 m2時，氮素利用率降低，與處理2 相比，處理3 和處理4 氮肥利用率分別降低了29.27%和35.18%。氮肥農學效率是單位尿素施用量所增加的作物經濟產量，氮肥農學效率從高到低依次為處理1 ＞處理2 ＞處理3 ＞處理4，說明隨著尿素施用量的增加，出現了氮素“奢侈吸收”。尿素施用量超過10 kg/667 m2，會降低單位氮素形成籽粒的效率。與對照處理相比，各施肥處理籽粒生產效率均有不同程度的變化，有機肥配施尿素5～15 kg/667 m2，籽粒生產效率平均增加了13.88%，有機肥配施尿素20 kg/667 m2，籽粒生產效率降低了8.82%。說明小麥對氮素的吸收受施氮量影響，施氮量過高會造成氮素損失。

表4 不同施肥配比對冬小麥氮素利用的影響

3 小結

（1）前人對有機與無機肥配施方面的大量研究表明，合理的有機與無機肥配施可以起到顯著的增產作用[4-6]。不同施氮量配施有機肥對小麥穗粒數和千粒重均無顯著影響，隨著施氮量的增加，小麥成穗數與產量均呈現先增加后降低的趨勢[1]。本試驗中，有機與無機肥配施可顯著增加冬小麥株高、穗數和穗長，對穗粒數和穗行數影響無顯著規律。有機與無機肥配施的各處理隨著施氮量的增加小麥穗數與產量均呈先增加后降低的趨勢，與前人研究一致。尿素15 kg/667 m2+商品有機肥100 kg/667 m2處理小麥穗數與產量最高，尿素20 kg/667 m2+商品有機肥100 kg/667 m2處理產量與之相較有所降低，其原因可能是因為施氮量過高，光合產物從源器官向庫器官轉運的能力下降。有機無機肥配施對千粒重的影響顯著，這與前人研究結果不同，產量構成三因素間的關系是從穗數到穗粒數再到粒重的單向制約關系，穗粒數不能制約穗數，粒重不能制約穗粒數與穗數[7]。因此，有機與無機肥配施條件下，氮肥的施用應適量，尿素15 kg/667 m2+商品有機肥100 kg/667m2小麥產量最高。（2）在保證小麥高產穩產的基礎上，如何減少化肥用量，高效利用氮肥，是近年來小麥施肥研究的新方向。研究表明，采取有效的氮肥施用方法，按照作物的需求動態調控施肥，就可減少氮素損失，提高氮肥利用率[8]。而有機與無機肥配合施用有利于作物氮肥利用率的提高，有利于氮素由營養器官向生殖器官的轉運[9]。本試驗中有機與無機肥配施提高了冬小麥氮肥利用率，以尿素10 kg/667 m2+商品有機肥100 kg/667 m2氮肥利用率最高，達到了37.07%。隨著施氮量增加，氮肥農學效率和籽粒生產效率降低，說明增加尿素用量不利于營養器官中的氮向籽粒轉移。（3）尿素15 kg/667 m2+商品有機肥100 kg/667 m2處理產量及產量構成因素為各處理最高，但與處理2相比，籽粒產量差異不顯著，產量僅增加3.89%，而氮肥利用率卻降低了10.85%。因此在施用有機肥100 kg/667 m2的基礎上，應根據當地土壤肥力及生態條件，尿素施用量以10～15 kg/667 m2為宜。