有機無機肥配施對小麥產量及土壤質量的影響

王偉 候麗麗 崔新菊 周大偉 劉凡 董世磊

摘 要：為研究化肥減量配施有機肥對小麥生長和土壤質量的影響，篩選適宜小麥品種新冬42號生長的有機肥和化肥配比，設置常規化肥減量25%配施有機肥（CF+M25）、常規化肥減量50%配施有機肥（CF+M50）、常規化肥減量75%配施有機肥（CF+M75）、常規化肥（CF）、空白對照（CK）等5個處理，進行田間小區試驗，分析有機無機肥配施對小麥產量和土壤質量的影響。結果表明，有機氮配施比例為50%時，能促進小麥增產且有效降低化肥施用量，冬小麥達到最大產量的最佳無機氮配比理論值為21.3%;M處理與CF、CK處理呈顯著性差異，比對照增加17.02%，比純化肥增加10.68%;堿解氮含量排序為CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75;CF處理有效磷積累量高于有機肥配施處理，比對照高出29.37%。與對照相比，施肥處理增加了小麥產量，改善了土壤質量，與單施化肥相比，有機無機肥配施可有效增加土壤有機質含量，穩定小麥產量。

關鍵詞：有機無機肥配施;小麥;產量;土壤質量

中圖分類號 S512.1;S311 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）01-0092-03

Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Wheat Yield and Soil Quality

WANG Wei1 ?HOU Lili2 ?CUI Xinju2 ?DONG Shilei2 ?ZHOU Dawei2 ?LIU Fan2

（1Agricultural Technology Service in Yining City， Yining 835000， China; 2Yili Institute of Agricultural Science， Yining 835000， China）

Abstract： In order to determine the effect of reducing chemical fertilizers and applying organic fertilizers on wheat growth and soil quality， the suitable ratio of organic fertilizer and chemical fertilizer for the growth of wheat variety Xindong 42 was selected. ， which under an 25% reduction in conventional chemical fertilizers and combined with organic fertilizers（CF+M25）、50% reduction of conventional fertilizers and organic fertilizer（CF+M50）、Conventional fertilizer reduction by 75% combined with organic fertilizer （CF+M75）、Conventional fertilizer（CF）、Blank control（CK） field trial of 5 treatments were applied，The effects of combined application of organic fertilizers on wheat yield and soil quality were analyzed. The results show， When the ratio of organic nitrogen is 50%， it can increase wheat yield and effectively reduce the amount of chemical fertilizer. The theoretical value of the best inorganic nitrogen ratio when winter wheat reaches the maximum yield is 21.3%; there is a significant difference between the M treatment and the CF and CK treatments. Compared with the control， it increased by 17.02% and compared with the purified fertilizer by 10.68%; the alkaline hydrolyzed nitrogen content was in the order of CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75; the effective phosphorus accumulation of the CF treatment was higher than that of the organic fertilizer treatment. The control was 29.37% higher. Compared with the control， the fertilization treatment increased the yield of wheat and improved the soil quality. Compared with the single application of chemical fertilizers， the combined application of organic and inorganic fertilizers could effectively increase the content of soil organic matter and stabilize the yield of wheat.

Key words： Organic-inorganic fertilization; Wheat; Grain yield; Soil quality

小麥是我國三大主要糧食作物之一，小麥持續穩產和增產在保障國家糧食安全方面有著非常重要的作用。生物有機肥作為一種新型高效安全的復合肥料，營養元素豐富，不僅可以為作物提供充足的養分，還能改善土壤理化性狀，增加土壤有機質含量，改善土壤質量[1-3]。采用有機無機肥料配施，是減施化學肥料穩定小麥產量的重要措施之一[4-5]。研究表明[6]，合理配施化肥與有機肥，可以維持小麥產量，降低化肥施用量，提高氮肥利用率。有研究表明[7]，有機肥替代20%化肥處理與農戶常規施肥處理，均能增加小麥產量、提高土壤速效、有機質含量，有機肥替代處理會在減少化肥施用的同時達到與農戶常規施化肥一樣的效果，且土壤各養分的增加效果隨種植年限的增加而極顯著增加。本研究通過長期定位田間試驗，比較不同有機無機肥料配施比例對小麥產量和土壤質量的影響，明確新疆伊犁地區小麥田與定量有機肥配合施用的最佳比例，以期為指導小麥合理平衡施肥，減施化肥，實現農業可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 定位試驗開始于2017年，試驗設在伊犁州農業科學研究所試驗田進行，位于伊寧市東郊（E081°23′，N43°56′）。屬中溫帶半干燥大陸性氣候，2020年平均氣溫10.1℃，降水量273.6mm，蒸發量957.1mm，日照時數2886.7h，無霜期213d。2017年初始年份土壤養分含量見表1。試驗地前茬為小麥。

1.2 試驗材料 供試材料為伊犁州農業科學研究所育成的冬小麥品種新冬42號。以尿素（N含量46.4%）和當地市場上出售的商品有機肥（N13%、P2O5 0%、K2O 2%、有機質>45%）作為氮肥來源，以重過磷酸鈣（P2O5 含量44%）和硫酸鉀（K2O含量52%）作為磷肥、鉀肥來源。

1.3 試驗設計 試驗采用完全隨機區組設計，以總氮含量相等為施肥原則，設置5個施肥處理：不施肥（CK）、常規化肥（CF）、有機肥替代25%氮肥（CF+M25）、有機肥替代50%氮肥（CF+M50）、有機肥替代75%氮肥（CF+M75）。小區面積225m2（15m×15m），重復3次。施肥方式：有機肥、磷肥120kg·hm-2、鉀肥30kg·hm-2作基肥一次性施入，尿素按試驗設計以4∶6分別于播種期、拔節期追施。播種量300kg·hm-2，行距20cm，播深3～4cm，設置保護行，按當地滴灌大田常規管理。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 冬小麥產量測定 每小區取10m2實打實收，計算產量。

1.4.2 土樣采集與測定 土壤樣品分別于試驗前和小麥收獲后采集，各處理小區按對角線取土樣，采用取土鉆采集0～20cm耕作層土壤，混合樣品風干、研磨、過篩后備用。

1.5 數據處理與分析 采用Excel 2010進行數據整理，用DPS 7.0、SPSS 23.0進行統計分析，用Orgin 2018作圖。

2 結果與分析

2.1 化肥減量配施有機肥對冬小麥產量的影響 化肥減量配施不同比例有機肥對冬小麥產量的影響見圖1，應用二次多項式對不同有機氮比例冬小麥產量數據進行擬合和分析，得到擬合方程y=-1938.2x2+825.49x+6230.8，R2為0.9638，模擬結果表明，冬小麥達到最大產量時的最佳無機氮配比為21.3%，產量達6318.8kg/hm2。本試驗結果中，有機氮比例為50%產量高于不施有機肥處理，最大產量達6296.5kg/hm2，但差異不顯著，說明配施有機肥能促進小麥增產且有效降低化肥施用量。

2.2 化肥減量配施有機肥對土壤有機質的影響 有機無機配施對土壤有機質含量的影響見圖2，由于有機無機配施等因素的影響，各處理間有機質含量存在差異，施用有機肥的處理有機質含量整體高于不施肥和純化肥處理，且隨著有機肥配施比例的增加而增加。其中，M處理與CF和CK處理呈顯著性差異，比對照增加17.02%，比純化肥增加10.68%，說明有機肥替代化肥可顯著增加土壤有機質含量。

2.3 化肥減量配施有機肥對土壤堿解氮的影響 不同處理對土壤堿解氮含量的測定結果（圖3）表明：土壤堿解氮作為氮素有效性指標，直接體現土壤中氮元素的供給狀況，通過施肥各處理堿解氮含量均有所增加，但處理間差異不明顯。堿解氮含量排序為CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75。由此可見，合理肥料配施可提高土壤堿解氮的供應能力。

2.4 化肥減量配施有機肥對土壤速效磷的影響 速效磷是能夠被小麥直接吸收利用的磷素形式，可直接作為磷素供給狀況的體現。由圖4可知，施肥對速效磷含量有影響，施肥處理均提高了小麥收獲后土壤速效磷的積累，CF處理有效磷積累量高于有機肥配施處理，比對照高出29.37%，但各處理間無顯著性差異。

3 結論與討論

化肥在我國糧食產量的增加中發揮了重要作用，但我國單位面積化肥施用量已遠超其他國家。化肥投入已進入邊際報酬遞減階段，持續增加化肥施用量無法實現糧食產量的增加，通過調整施肥方式，優化施肥結構等措施提高化肥利用效率，進一步發揮技術要素對糧食增產的作用[8]。本研究結果表明，有機氮配施比例為50%時，能促進小麥增產且有效降低化肥施用量，冬小麥達到最大產量的最佳無機氮配比理論值為21.3%。施肥增加作物產量的原因可能是維持了土壤肥力或培肥土壤，為植株生理活動提供養分來源，協調植株源庫關系[9]。說明有機肥部分替代化肥后，有機與無機養分能協調平衡供應，滿足作物對養分的需求，使作物產量保持穩產及高產，同時可以減少化肥用量[10]。這與李燕、丁維婷[11-12]等研究結果相似。

生物有機肥在提高土壤微生物碳和微生物氮方面有明顯作用，通過改善土壤團粒結構，增加土壤透氣性、孔隙度，降低土壤緊實度，促進植物根系的生長發育，提高作物產量。有機-無機肥配施不僅能為作物生長提供速效養分，還能有效增加肥料肥效，確保土壤養分持續供給[13-14]。本研究結果表明，純有機肥處理比純化肥處理有機質含量增加10.68%，顯著增加土壤有機質含量，施肥處理的堿解氮和速效磷含量高于無肥處理，合理有機無機配施在保持穩產和增產的條件下，提高了土壤有機質和養分含量，這與丁煥新[15-16]等的研究結果一致。說明在穩定小麥產量的基礎上，可通過有機無機配施方式改善伊犁地區小麥種植區域土壤質量，減輕土壤環境化肥面源污染，為農業高質量發展奠定基礎。

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（責編：張宏民）