不同作物生產體系施用有機肥對土壤養分、產量與品質影響研究

摘" " 要：增施有機肥是推動綠色種養循環農業的重要環節。為充分挖掘有機肥在不同作物體系中對土壤養分、作物產量、品質的影響，該研究在正常施用化肥的基礎上，通過增施有機肥作為對比處理，監測各項指標的變化，系統探討不同作物產量與品質變化。試驗結果表明：施用有機肥對提升地力效果明顯，其中土壤有機質、有效氮磷鉀分別增加48.26%、32.97%、74.67%、26.69%。增施有機肥后，不同作物產量均有所提高，其中果樹產量增加最多（11%），小麥、玉米、水稻分別增長2.22%、2.43%、2.64%。在果樹品質提高方面，施用有機肥處理對增加Vc含量效果明顯，水果中Vc含量比未施用有機肥高12.5%，可溶性固形物和滴定酸含量無明顯變化。該研究對不同作物體系有機肥合理施用具有較高的指導意義。

關鍵詞：不同作物；有機肥；土壤養分；產量；品質

中圖分類號：S512.1" " " " "文獻標識碼：A" " " " " "DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2024.03.013

Study on the Effects of Organic Fertilizer Application in Different Crop Systems on Soil Nutrients， Yield and Quality

WANG Yonggang

（The Agricultural Development Service Center of Jizhou District， Tianjin 301900， China）

Abstract：The application of additional organic fertilizer is a crucial link in promoting green cultivation and circular agriculture. To fully explore the effects of organic fertilizer on soil nutrients， crop yield， and quality in different crop systems， a comparative study was conducted by adding organic fertilizer on top of the normal application of chemical fertilizer. This involved monitoring the changes in various indicators and systematically discussing the yield and quality changes of different crops. The results showed that the application of organic fertilizer had a significant effect on improving soil fertility. Soil organic matter， as well as available nitrogen （N）， phosphorus （P）， and potassium （K）， increased by 48.26%， 32.97%， 74.67%， and 26.69%， respectively. Crop yields increased under the addition of organic fertilizer， with the largest increase observed in fruit trees， at 11%. Yields of wheat， maize， and rice increased by 2.22%， 2.43%， and 2.64%， respectively. In terms of improving fruit tree quality， the application of organic fertilizer significantly increased vitamin C （Vc） content， which was 12.5% higher in fruits than in those without organic fertilizer application. However， there were no significant changes in the content of soluble solids and titratable acidity. This study has high guiding significance for the rational application of organic fertilizer in different crop systems.

Key words： different crops; organic fertilizer; soil nutrients; yield; quality

有機肥的主要特點是養分全面，肥效穩而持久，具有養地、改善土壤理化性質等作用，是土壤微生物繁殖活動取得能量和養分的主要來源[1]。另外，有機肥在分解過程中還能產生多種有機酸，使難溶性土壤養分轉化為可溶性養分，從而提高土壤養分的有效性[2]。有機肥是農業生產必不可缺的關鍵因素，對農業增產豐收至關重要。現今，有機肥施用狀況不容樂觀，有機肥施用量越來越少，在很大程度上嚴重影響了土壤狀況和農業的可持續發展。

有機肥施用不足造成的影響主要體現：一方面影響植株的生長發育。如果土壤缺乏有機肥，植株可能會出現生長緩慢、矮小，發棵弱或不發棵，形成老弱苗，開花少、結果少、落花落果多，產量低、品質差，后期易過早出現衰退等問題[3]，另一方面惡化土壤環境。如果有機肥施用過少，原來土壤中的有機質會不斷消耗，土壤結構會變差，土壤板結的問題就會出現[4]。因此，在農業生產中應合理施用有機肥，以保證土壤的肥力和作物的健康生長。本研究在薊州區針對不同作物體系開展綠色種養循環農業試驗，在綠色種養循環農業方面進行了積極的探索和實踐。項目實施單位（天津市薊州區農業發展服務中心）在全區范圍建20個有機肥使用效果監測點，監測有機肥施用在增產增收、提質增效、化肥減量、地力培肥等方面的作用，為科學評價試點實施效果、探索綠色種養循環模式提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

薊州區位于天津市北部，地處京津冀交界處，土地總面積15.9萬hm2。2020年全區蔬菜播種面積為4 126.67 hm2，蔬菜總產量為32萬t。截至2019年底，全區存欄生豬195 218頭、奶牛1 171頭、肉牛49 997頭、羊83 353只，家禽3 957 790羽。全年主要畜禽產生的糞尿總量約為120萬t，為薊州區綠色種養循環農業試點項目提供了充足的糞污資源保障。

本研究確定了畜禽糞便的處理工藝及要求、蔬菜堆肥施肥量、化肥使用量、化肥替代比例、使用方式、時期等，并提出了注意事項及適宜的應用范圍等。監測點位土壤性狀如表1所示。

1.2 試驗方法

本研究采用當地收集的畜禽糞便，包括雞、牛、羊、豬糞便，同時混入部分發酵菌劑、鋸末、碎秸稈等，經過堆漚、翻堆等程序充分發酵后，最終將發酵充分的粉狀有機肥拋撒到監測點中。

試驗將20個監測點設置在10個不同鄉鎮，每鄉鎮2個。監測對象涉及小麥、玉米、水稻、梨樹、蘋果樹；每個監測點分別設置常規施肥與綠色種養循環技術模式（施用有機肥）2個處理；各處理除施用有機肥外，其他農事操作均相同；在小麥、玉米和水稻3種大田作物中，每個監測點面積在1 334 m2以上，取30 ～100 m2進行常規施肥（不施用有機肥），其他區域進行綠色種養循環技術模式（施用有機肥）；在果樹中，取連續的6～10棵同樹齡果樹進行常規施肥（不施用有機肥），其他區域進行綠色種養循環技術模式（施用有機肥）；在施用有機肥過程中，小麥、玉米、水稻采用撒肥機撒播到監測點旋耕后播種，果園采用人工拋灑后旋耕。不同試驗對象體系有機肥料施用性狀如表2所示。

1.3 田間管理與采樣

1.3.1 布置要求 作物要求。按當地主要作物品類布設監測點，每種作物布設2個監測點以上。

地塊要求。綜合考慮土壤類型、耕作制度、地力水平、環境狀況、管理水平等因素，將監測點設在有代表性的地塊上，確保監測點穩定性和監測數據的連續性。

周期要求。大田作物監測周期為整個生育期。果樹監測周期為當年收獲后到第二年收獲。

管理要求。監測點施肥區與未施肥區其他日常管理均同時進行，做好監測記錄，完成測產、土樣分析測試、品質分析測試等。

1.3.2 土壤樣品采集 小麥、玉米、水稻均采用五點取樣法，即所采集地塊以地塊中心為采集中心點，四周平均分布4點，每點取30 cm剖面土，將5點樣品混勻并作為1個樣品；果園地在連續5棵果樹同一直線果樹外檐下取剖面土40 cm，將5點樣品混勻并作為1個樣品。

1.3.3 產量測定 小麥測產按理論測產方法：在施用有機肥區與對照區分別采用5點取樣法進行測產。每個樣點隨機選取1 m單行調查平均有效穗數，并隨機取10個麥穗調查穗粒數，測量平均行距，稱千粒質量。

理論產量（kg·hm-2）=公頃穗數×穗粒數×千粒質量（克）×10-6×85%

玉米測產按理論測產方法：在施用有機肥區與對照區分別采用5點取樣法進行測產。每個樣點隨機選取20 m單行調查穗數，并隨機連續選取10穗調查穗粒數，測量平均行距，稱百粒質量。

理論產量（kg·hm-2）=公頃穗數×穗粒數×百粒質量（g）×10-5×85%

水稻測產按理論測產方法：在施用有機肥區與對照區分別采用5點取樣法進行測產。每個樣點隨機選取10 m單行調查穴穗數，并隨機連續選取10穴調查穗粒數，測量平均行距、穴距，稱千粒質量。

理論產量（kg·hm-2）=公頃穗數×穗粒數×千粒質量（g）×10-6×85%

果樹測產果樹產量以農戶實際收獲產量為準。施用有機肥區與對照區分別收獲計量。

根據監測作物的生長特性，本研究分別于2022年6月19日（小麥）、9月23日（紅香酥梨）、9月26日（雪花梨）、9月26—29日（玉米）、10月24日（蘋果）、10月25日（水稻）進行了收獲產量測定。

1.4 數據分析方法

試驗數據采用Excel 2019軟件進行處理，采用SPSS 22.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同種植體系不同處理土壤性狀分析

由表3、表4可知，不同作物生產體系監測點中施用有機肥區與未施用有機肥相比，土壤有機質增加48.26%、全氮增加29.96%、全磷增加49.06%、全鉀增加10.87%、堿解氮增加32.97%、有效磷增加74.67%、速效鉀增加26.69%、陽離子交換量增加59.46%；另外，施用有機肥處理土壤pH值增加3.62%、水溶鹽含量增加43.06%。

總體來看，試驗后施用有機肥土壤與試驗前土壤相比，土壤養分狀況與保肥能力得到提高，但試驗后施用有機肥土壤水溶性鹽含量略有增加，土壤pH值有所提高。

2.2 不同作物體系不同處理產量狀況

由表5可知，從不同作物試驗點的測試數據來看，在不同作物中施用有機肥與未施用有機肥相比，作物產量有所提高，其中小麥施用有機肥比未施用有機肥平均增長2.22%，玉米施用有機肥比未施用有機肥平均增長2.43%，水稻施用有機肥比未施用有機肥平均增長2.64%，但小麥、玉米和水稻的千粒質量變化不大；對于果樹來說，施用有機肥處理提高產量比較明顯，比未施用有機肥平均增產11%。

2.3 不同處理下水果品質狀況

由表6可知，經過對4個監測點水果鮮樣檢測發現，施用有機肥對增加Vc含量效果明顯。施用有機肥處理與未施用有機肥處理相比，水果中Vc含量分別高0.35、1.13、0.54、0.3 mg·100 g-1，Vc平均高0.58 mg·100 g-1（12.5%）；水果的可溶性固形物和滴定酸含量無明顯變化，亞硝酸鹽均未檢出。

3 討論與結論

3.1 討論

施用有機肥對土壤和作物生長有積極的影響，可以增加土壤的肥力，提高作物的產量及品質，尤其對果樹的產量及品質提升效果明顯。因此，本研究提出綠色種養循環試驗，研究結果顯示，小麥、玉米、水稻和果樹等作物，施用有機肥后，土壤有機質和有效氮磷鉀等地力指標均有提高，產量提高，尤其果樹的增產效果表現明顯，這與魏智博等[11]研究結果相一致。

有機肥施用應注意施肥方式和方法。一方面，要注意有機肥的腐熟程度，施用未經腐熟的有機肥可能會引發氨氣釋放，導致作物燒根、中毒，甚至滋生雜草和傳播病蟲害。因此，本研究采用當地收集的畜禽糞便，同時混入部分發酵菌劑、鋸末、碎秸稈等，經過堆漚、翻堆等程序充分發酵后再施用，充分體現了有機肥施用的規范性[5-8]。另一方面，長期過度使用不同肥源有機肥會導致土壤質量退化。本研究結果表明，施用有機肥處理，土壤pH值較未施用有機肥的處理增加了3.62%，土壤水溶性含鹽量增加了43.06%。這可能與養殖場牛糞、雞糞、豬糞處理中施加堿性殺菌劑有關。另外，養殖飼料中添加鹽分在一定程度上也增加了畜禽糞便中的鹽分，進而導致土壤鹽漬化現象。因此，在綠色種養循環研究中，有機肥源的質量需要加強監測，否則長期施用會導致作物產量、品質下降[9]。

3.2 結論

不同作物種植體系，綠色種養循環下有機肥料施用，土壤地力得到提高，其中土壤有機質、有效氮磷鉀分別增加48.26%、32.97%、74.67%、26.69%。增施有機肥下，不同作物產量均有所提高，其中果樹產量增加最大，為11%，小麥、玉米、水稻分別增長2.22%、2.43%、2.64%。施用有機肥處理對增加水果Vc含量效果明顯。筆者建議在實際生產中，應做到有機肥與化肥結合施用。

參考文獻：

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