有機無機養分配施研究進展*

武 良， 高璐陽

(1.新洋豐農業科技股份有限公司 湖北荊門 448000；2.農業農村部作物專用肥料重點實驗室 北京 100193；3.山東新洋豐肥業有限公司 山東菏澤 274000)

我國是農業大國，人們在長期農業生產過程中，已經認識到化肥和有機肥在提高作物產量和保持土壤肥力方面的重要作用[1-2]。化肥可以迅速提高土壤養分含量，滿足作物生長需求；有機肥則可以培肥土壤，改善作物生長所需的土壤環境[3-4]。目前農業種植中存在化肥過量施用、盲目施用，重化肥、輕有機肥等問題，導致農業生產成本增加和環境污染加重，造成耕地板結、土壤酸化等，亟需通過改進施肥方式、減少不合理投入等措施，提高肥料利用率，促進農業可持續發展。有機無機養分配施結合了有機肥與無機肥的優點，既能培肥土壤、改善土壤微環境，又能持續供給作物營養、確保作物高質高產[5]。

原農業部在《到2020年化肥使用量零增長行動方案》中指出，我國施肥結構不平衡，重化肥、輕有機肥，通過合理利用有機養分資源，用有機肥替代部分化肥，實現有機無機相結合；提升耕地基礎地力，用耕地內在養分替代外來化肥養分投入。相對于單施化肥或有機肥，有機無機養分配施在作物增產提質、培肥土壤方面的優勢已有很多報道[6-9]，但在實際應用中有機無機養分配施受到多種因素限制。本文綜述了有機無機養分配施的特點及對作物產量、土壤環境、肥料利用率、作物品質等方面影響的研究進展，以期為我國有機無機養分配施以及有機無機復混肥料產業發展提供理論依據。

1 有機無機養分配施的特點

有機無機復混肥料是以人及畜禽糞便、動植物殘體、農產品加工下腳料等有機物料為原料，經過發酵、無害化處理后，添加無機肥料制成[10]，其大量元素氮、磷、鉀及有機質等指標必須符合國家標準《有機無機復混肥料》(GB/T 18877—2020)的要求。該類肥料既含有有機質，又含無機養分，兼有無機肥料的作用和有機肥料的特點；肥料中的無機養分直接供應作物，是作物最主要的養分來源；有機養分數量有限，供應速率緩慢，具有分散多孔的結構并含有較多的活性官能團，可以通過影響化肥的釋放、轉化等調節化肥的養分供應，起到優化化肥養分利用的效果[11]。

2 有機無機養分配施對作物產量的影響

有機無機養分配施能明顯改善作物生長環境，提高作物產量。大量長期定位試驗結果表明，不同施肥處理小麥產量較不施肥(對照)增加了6.93%～111.03%，其中以有機肥配施中量化肥處理的增產效果較好[8]。魏文良等[12]通過Date Mining方法研究了有機無機養分配施對糧食產量的影響，73組試驗數據表明，對照、單施化肥、單施有機肥及有機無機肥配施處理的作物平均產量分別為4 778、7 000 、6 009 、7 422 kg/hm2，有機無機肥配施處理的作物產量顯著高于其他處理的。鄭福麗等[13]對辣椒的研究表明，等化肥用量條件下，辣椒產量隨有機肥用量的增加而增加，綜合產量、經濟效益和土壤培肥等因素，2 422.5～2 850.0 kg/hm2化肥和45 562.5 kg/hm2有機肥配合施用為較優的施肥模式。

3 有機無機養分配施對土壤環境的影響

土壤環境直接影響作物的生長發育，是作物穩產高產的保障。有機養分能降低土壤容重，維持并提高土壤肥力，加速土壤中碳、氮、磷的積累[1,14-16]。張然等[17]的研究表明，有機無機肥配施較單施化肥能顯著降低0～10 cm、20～40 cm土壤容重，降低0～10 cm土層土壤飽和導水率。國內外許多長期定位試驗結果表明[18-24]：有機無機養分配施能夠增加土壤水穩性以及非水穩性團聚體的數量，提高土壤團聚體的穩定性，促進土壤團粒結構的形成；降低土壤容重，增加孔隙度，調節土壤通氣性，建立良好的耕層結構；提高土壤緩沖能力，調節土壤酸堿度，較好地改善作物根際環境。

土壤微生物對土壤養分轉化、供應和作物生長均具有明顯的影響。有機無機養分配施對土壤微生物的影響較為復雜，多數學者認為有機無機養分配施能夠為土壤微生物提供充足的有機碳、氮源，可以提高土壤中細菌、真菌和放線菌數量，豐富土壤微生物種群結構[1,3,5,8,25-26]。唐海明等[27]研究了不同施肥處理對雙季稻田水稻根際土壤微生物功能多樣性的影響，結果表明有機無機肥長期配施有利于維持稻田根際土壤微生物群落的多樣性。Plaza等[28]的研究結果表明，有機肥的施用可有效提高土壤酶活性及土壤微生物中碳、氮含量，且與有機肥用量呈正相關關系。卜洪震等[29]的研究表明，長期施用化肥、秸稈還田和有機無機肥配施，有利于增加土壤微生物量碳含量，并豐富土壤微生物群落結構，增強土壤微生物的多樣性。

4 有機無機養分配施對肥料利用率的影響

有機無機養分配施不僅提高了作物產量，而且可提高肥料的利用率，改善土壤供氮特性，培肥地力。周建斌[30]的研究表明，與施用相同量的氮肥相比，有機肥與化肥長期配施處理的氮肥利用率高、損失量低。科研人員在研究冬小麥/夏玉米輪作體系時發現，有機無機養分配施隨著有機肥施入比例的增加，氮肥利用效率總體上呈現出先增加后降低的趨勢，其中75%有機肥替代化肥處理的氮肥利用效率最高[31]。魏文良等[12]綜合分析多組數據，在等氮量條件下，額外配施有機肥的處理顯著提高了小麥、玉米、水稻的產量，對氮肥偏生產力影響不顯著。歐楊虹等[32]的研究表明，有機無機養分配合施用顯著提高了土壤礦質氮含量，改善了土壤供氮特性，減少了氮素流失，提高了氮肥利用率。張奇茹等[33]的研究表明，有機肥、生物有機肥替代化肥可以提高小麥籽粒對氮、磷、鉀的吸收，促進花后植株氮、磷養分吸收，提高肥料的利用效率，顯著降低土壤中硝態氮的殘留量，提高了土壤供肥能力。

5 有機無機養分配施對溫室氣體排放的影響

農業溫室氣體減排具有較大的潛力，有機無機肥配合施用是農業減排的主要措施之一。國內外多位學者的研究表明，有機肥、有機無機養分配施、秸稈還田等措施均能有效減少溫室氣體CO2、N2O和CH4的排放。卜容燕等[34]的研究表明，在早稻、晚稻和周年輪作條件下，施氮量相同時，有機無機養分配施處理的N2O排放量分別下降了31.4%、5.0%和18.8%。高洪軍[35]對東北玉米的研究表明，秸稈還田與不施肥相比凈綜合溫室效應降低了13.2%，尤其是有機無機養分配施處理的凈綜合溫室效應為負值，即凈碳匯。翟振等[36]采用靜態箱-氣相色譜法和生物地球化學模型(DNDC)相結合的方法研究了華北旱地春玉米農田N2O周年排放規律、影響因素及其凈溫室效應，結果表明有機無機養分配施與單施化肥相比，凈溫室效應減少了33.5%，達到了減排、固碳協同效果。湯桂容等[37]對萵苣的研究表明，不同有機無機養分配施相比于化學肥料處理，土壤中N2O的累積排放量減少25.75%～48.30%，減排效果顯著。

6 有機無機養分配施對作物品質的影響

作物品質的形成不僅與品種有關，還受后期生產環境、施肥技術等因素的影響，有機無機配施能顯著提升作物品質。邱嶺軍等[38]的研究表明，有機肥氮替代50%化肥氮處理的烤后煙葉化學品質指標更均衡，中上等煙葉比例提升了9.99%。丁維婷等[8]通過41年長期定位施肥試驗研究發現，有機肥配施中量化肥處理的春小麥蛋白質含量、籽粒容重、出粉率、面粉品質等指標均高于單施化肥處理的；胡小璇等[39]對海南芒果的研究表明，化肥配施有機肥處理的芒果果實綜合品質高于對照處理的，與對照相比，施有機肥處理的芒果中可溶性固形物、維生素C質量分數分別增加11.46%～33.15%、12.53%～13.01%。孫海高等[40]對葡萄的研究表明，有機無機養分配施顯著提高了果實的可溶性固形物及維生素C含量，但不同來源的有機質有所差異，其中羊糞與化肥配施處理的果實綜合品質較佳。Wu等[41]在滴灌施肥條件下，研究了有機無機養分配施對番茄品質的影響，結果表明有機無機養分配施大大提高了番茄果實中可溶性固形物、維生素C和番茄紅素的含量，較大程度提高了番茄的商品性和附加值。

7 有機無機養分配施存在的問題

(1)農民傳統的施肥觀念是重視化肥、輕視有機肥。20世紀以前，我國農業用肥以有機肥為主；隨著工業革命的興起，化肥逐漸替代了有機肥，支撐了近、現代農業的快速發展[30]?；实倪B續大量施用在提高作物產量的同時，也導致了土壤退化、有機質含量下降、連作障礙等一系列問題。農民種植習慣固化，認為化肥是支撐作物生長及產量提高的保障，忽略了有機營養，造成在農業生產過程中重化肥、輕有機肥。若將二者以某種方式進行結合，有機肥替代部分化肥，產品應用后在為作物提供營養的同時，也可以解決過量施用化肥產生的一系列問題，進而達到“1+1>2”的效果。

(2)有機物料來源復雜。目前有機物料來源大致可以分為植物源和動物源，植物源有機物料主要為秸稈、菌渣等農業廢棄物資源，動物源有機物料主要為畜禽糞便、屠宰下腳料等。植物源有機物料施用前需要進行發酵處理，充分腐熟后施用；動物源有機物料由于養殖過程中飼料添加、防疫注射等問題，常會帶入重金屬和抗生素。畜禽糞便可與植物源有機物料混配發酵，降低重金屬含量后使用；抗生素含量較高的有機物料需徹底發酵后使用。

(3)產品市場規范化。有機無機養分配施肥生產企業差別較大,在執行有機無機復混肥國家標準、控制有害元素含量及衛生要求等方面不統一，加入有機物質品種多樣，對農作物及人體存在潛在威脅；一些規模較小的企業，技術人員少，生產設備簡陋，工藝落后，檢測手段不全，不合格產品時有出現；另外，有機物料水分含量高，也時常影響有機無機肥料產品的質量。隨著國家標準《有機無機復混肥料》(GB/T 18877—2020)的出臺，有助于進一步規范市場，提升產品質量。

8 有機無機養分配施發展建議

有機無機養分配施既可實現作物增產增收，又可以提升土壤肥力，實現土壤-作物-環境的協同發展。近年來，國家支持有機農業發展，相繼出臺了《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》《到2020年化肥使用量零增長行動方案》《土壤污染防治行動計劃》(土十條)等系列政策。針對該行業目前的發展狀況，提出以下3點建議。

(1)加強頂層設計，政策配套要到位。建議從國家層面出臺相關政策，加大對秸稈綜合利用、畜禽糞便綜合治理、菌渣資源化利用等技術的支持力度，進而加快有機無機養分配施新產品的研發與應用推廣。

(2)創新技術研發，形成不同系列的新產品?？蒲袉挝患跋嚓P生產企業應加大技術創新投入，研發適合不同區域土壤特點的作物專用有機無機養分配施系列產品；同時針對產品特征和農民施用方式，研發出粒狀、粉狀、液體等不同劑型產品，豐富產品類型，便于農民在不同耕作環境下選用。

(3)加大示范推廣，提高產品市場影響力。加強與國家、省市級農業技術推廣部門合作，借助國家技術推廣優勢，通過小面積的示范，達到大范圍產品推廣的效果。另外，相關生產企業應建立自己的農化服務團隊，與當地經銷商密切合作，借助地方經銷商優勢做好產品推廣。