化肥減量配施有機肥對土壤質量、百合植株養分吸收及產量的影響

關鍵詞：百合；化肥減量配施有機肥；土壤質量；王壤 CO₂ 排放；養分吸收；產量中圖分類號：S644.1 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2025）06-0087-08

AbstractThis study was conducted with Lillium cv. Sorbonne in the Qicai Lily Garden of Yushan Town，Linshu County，Linyi City，Shandong Province in two consecutive years from 2021 to 2O22.Four treatments were set as no fertilizer（CK），single chemical fertilizer application（NPK），chemical fertilizer reduction of 20% in combination with organic fertilizer （MNPK），and chemical fertilizer reduction of 20% in combination with biorganic fertilizer（BNPK）.The fects of combined application of organic and chemical fertilizers on lily plant nutrient uptake and yield， soil fertility and CO₂ emission characteristics were studied. The results showed that MNPK and BNPK treatments were beneficial to increasing soil nutrient content，soil enzyme activity and microbial abundance compared with CK and NPK treatments. The soil CO₂ emission rate showed a trend of first increasing and then decreasing under diffrent treatments with the advancement of growth period， and the highest rate occurred in July. The cumulative soil CO₂ emission showed BNPK gt; MNPKgt; NPK gt; CK，and that of MNPK and BNPK treatments increased by 18.47% and 22.57% ，respectively compared with NPK treatment. The organ N，P and K contents under NPK，MNPK and BNPK treatments were generally higher than those of CK treatment.In the two yearsof the experiment，the yield of lily treated with MNPK and BNPK increased significantly by 26.60% and 21.96% ， 36.02% and 30.05% compared to those treated with NPK. Compared to NPK treatment，the contribution rate of fertilizer under MNPK and BNPK treatments increased significantly by 50.50% and 63.64% in 2021，and 37.08% and 47.58% in 2022，respectively. In addition，the yield and fertilizer contribution rate of BNPK treatment were higher than that of MNPK treatment， but the diffrence was not significant. In summary，organic fertilizer had the potential to replace some chemical fertilizer in improving soil quality， increasing soil CO₂ emission，and increasing nutrient uptake and yield of lily plants.These results could provide scientific references for chemical fertilizer reduction，quality and efficiency improvement and sustainable development of lily industry.

KeywordsLily； Chemical fertilizer reduction combined with organic fertilizer application；Soil quality： Soil CO₂ emission; Nutrient uptake；Yield

化肥作為農業生產的重要投人品，對植物生長發育及作物產量、品質具有關鍵調控作用[]據聯合國糧農組織統計，當前全球化肥年消費量已達約190億噸，其中我國占比高達 25% ，居全球首位[2]。然而，我國單位面積化肥施用量達393.2kg?hm^-2 ，顯著超出國際環境安全閾值（225kg?hm^-2. ），分別是美國和歐盟的3.05倍與2.54倍[3]。更為嚴峻的是，我國氮肥、磷肥、鉀肥利用率普遍偏低，分別為 35%～40%.8%～46%.35%～ 50% ，與發達國家相比存在明顯差距[4]。長期過量施用化肥不僅導致土壤板結、酸化等理化性質退化，還會引發作物產量和品質下降、農業面源污染加劇等問題，同時造成資源浪費與經濟負擔，削弱農產品國際市場競爭力。

相較于化肥，有機肥在改良土壤結構、增強養分保蓄能力、提升作物品質及生態風險調控能力等方面具有顯著優勢[5]。但受限于其養分濃度低（通常不足 5% ）、釋放速率緩慢等特性，難以獨立滿足作物關鍵生育期營養需求[6]。近年來的研究表明，通過“化肥減量配施有機肥”模式，既能保障作物生長所需速效養分，又能持續培肥地力，在維持高產穩產的同時降低環境負荷。該模式已通過多區域田間試驗驗證，其增產幅度達8%～15% ，土壤有機質提升 0.2～0.5g?kg^-1 ，展現出顯著的生態經濟效益[7-13] 。

與單施化肥相比，化肥與有機肥配合施用可改善土壤條件，促進植物生長和產量提升。馬榮輝等[7]研究表明，化肥減量配施有機肥可以增加設施番茄產量、改善設施番茄品質和提升土壤肥力，因此化肥減量配施有機肥是提高設施番茄產量、品質及土壤肥力的有效措施，其中有機肥替代30% 化肥的效果最好。張春蘭等8研究表明，70% 復合肥 +30% 有機肥能更好地促進糯高粱植株的生長，改善穗結構，增加產量，提升品質。袁潔等[9]研究表明，化肥配施豬糞或秸稈能提高土壤非交換性鉀、交換性鉀和水溶性鉀含量;長期單施化肥不能提高土壤鉀的生物有效性，缺鉀條件下化肥配施豬糞土壤鉀的生物有效性最高，鉀充足條件下化肥配施豬糞與配施秸稈的土壤鉀的生物有效性沒有明顯差異，但均高于化肥單施。肖占文等1°研究了化肥減量下有機肥配施土壤調理劑和生物菌肥對玉米連作土壤的生態修復效應，結果表明， 70% 化肥 + 有機肥 + 土壤調理劑 + 生物菌肥對玉米制種田連作土壤生態修復和增產效果最佳。疏再發等[1]研究表明， 30% 有機肥替代部分化肥處理能夠在提高茶葉產量的同時提升茶葉品質。王成己等[12]研究發現，化肥減量 20% 配施 2400kg?kg^-2 煙稈炭基有機肥可作為福建省清香型烤煙翠碧1號的推薦施肥措施。任立軍等[13]研究表明，生物有機肥替代化肥更有利于提高土壤養分含量、大團聚體數量及團聚體穩定性

百合（Liliumspp.）作為兼具觀賞、食用和藥用價值的多年生球根草本植物，具有較高的經濟價值。當前百合施肥技術研究主要集中于單一鉀肥施用[14]、氮磷鉀配比優化[15-17]以及鉀肥與有機肥協同施用[18]等領域，但對化肥減量背景下有機肥替代對百合植株養分吸收、產量形成及土壤肥力調控的系統性研究仍存在不足。基于此，本試驗選取東方百合品種‘索邦’為材料，研究有機無機肥配施模式對百合土壤理化性質、產量構成及肥料利用率的影響，以期為優化百合栽培化肥減施技術體系及產業綠色發展提供理論支撐

材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021—2022 年連續2年在省臨沂市臨沐縣玉山鎮“七彩百合園”進行。試驗區地處北緯 34^°99^′ 、東經 118^°63^′ ，海拔 300m ，屬于暖溫帶季風區半濕潤大陸性氣候，寒暑交替，四季分明，年平均氣溫 13°C ，年均降水量 852mm ，年平均日照時數 2558.3h ，平均相對濕度為 70% 。試驗地土壤 pH 值為6.03、有機質含量為8.34g?kg^-1 全氮 0.65g?kg^-1 、全磷 0.73g?kg^-1 、全鉀12.55g?kg^-1 、堿解氮 42.43mg?kg^-1 、有效磷12.45mg?kg^-1 、速效鉀 132.63mg?kg^-1 。

1.2 試驗設計

試驗設不施肥（CK）、單施化肥（NPK）、化肥減量 20% 配施有機肥（ 80% 化肥 + 有機肥3000kg?hm^-2 ，MNPK）、化肥減量 20% 配施生物有機肥（ 80% 化肥 + 生物有機肥 3000kg?hm^-2 ，BNPK）共4個處理。隨機區組排列，重復3次，小區面積為24m² 。供試百合品種為東方百合‘索邦’，種植密度為124 500 株·hm^-2 ，行距 40cm ，株距 20cm 。NPK處理的氮肥用量（純N）為 120kg?hm^-2 （尿素， N46% ），磷肥（ Γ_P2（Γ₅） 用量為 120kg?hm^-2 （過磷酸鈣， P₂O₅12% ，鉀肥（ K₂（0） 用量為 300kg ：hm^-2 （硫酸鉀， K₂O 52% ）。MNPK和BNPK處理的化肥用量均在NPK處理的基礎上減少 20% ，基肥與追肥均減量。化肥、有機肥和生物有機肥均購置于沃土源化肥有限公司。

1.3 測定指標及方法

1.3.1土壤 pH 值及氮磷鉀養分含量百合成熟期，每小區按五點采樣法采集 0～20cm 土層的混合土壤，采用四分法收集約 2kg 新鮮土壤，自然風干后去除碎片、殘根等雜質后過 2mm 和0.5mm篩，用于測定土壤理化性質指標等。其中土壤 pH 值采用電位法測定，有機質含量采用重鉻酸鉀氧化法測定，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用火焰光度計法測定[19] O

1.3.2土壤酶活性及微生物數量 2022 年在百合苗期、開花期和成熟期，每小區采用“S”型取樣法選取5個點采集 0～20cm 土層的混合土壤，采用四分法收集約 2kg 新鮮土壤，帶回實驗室置于 4^°C 冰箱內保存備用。土壤微生物群落數采用平板計數法測定，細菌用牛肉膏蛋白陳培養基培養 24h 后計數，真菌用馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）培養基培養計數，放線菌用高氏1號合成培養基培養計數。土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性參照《土壤酶及其研究法》[20]中的方法進行測定。1.3.3土壤 CO₂ 排放量采用LI-8100A土壤碳通量自動測量儀（Li-Cor，Lincon，NE，USA）及其自帶呼吸室測定2022年百合生長季土壤 CO₂ 排放速率，并計算土壤 CO₂ 累積排放量[21] O

1.3.4百合植株各器官養分含量成熟期每小區隨機采集5株百合，將其分離成根、莖、葉、果實四部分，帶回實驗室，處理干凈后置于 80^°C 烘箱烘干后分別稱重。用粉碎機將烘干樣品粉碎研磨過篩，用連續流動分析儀測定消解液中的氮和磷含量，火焰光度計法測定消解液中的鉀含量[22]1.3.5百合鱗莖產量收獲期每小區選擇長勢一致的百合30株，采收后將根剪除并清理掉鱗莖表皮土后，用電子天平（精度為 1/1 000 稱量鱗莖鮮重，人工開鱗莖鱗片，置于干燥箱， 105^°C 殺青 20min，70^°C 烘干至恒重，最終折算成每公頃產量。

1.4 數據處理與分析

肥料貢獻率的計算公式如下：

肥料貢獻率 （%）= （施肥區產量-無肥區產量）/施肥區產量 ×100 （204號

采用SPSS22.0軟件進行單因素方差分析和顯著性檢驗，采用Origion2021軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 有機無機肥配施對百合土壤養分含量及pH值的影響

如表1所示，不同施肥處理對土壤養分含量及 pH 值影響顯著。與CK相比，施肥處理均能顯著提高土壤有機質（2021年除外）、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。兩個試驗年份中，MNPK和BNPK處理的土壤養分含量均較NPK處理分別顯著增加。其中，MNPK處理的土壤 pH 值、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量在2021年較NPK處理分別顯著增加 3.75%，11.12%，35.22% 35.26% 和 20.80% ，2022年分別顯著增加 6.74% ！12.18%.35.28%.37.77% 和 27.85% ；而BNPK處理的土壤 pH 值、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量在2021年較NPK處理分別顯著增加4.60%，11.04%，36.34%，37.69% 和 22.50% ，2022年分別顯著增加 6.39%，12.51%，36.67% ： 36.55% 和

29.16% 。此外，BNPK處理的土壤養分含量總體上高于MNPK處理，但差異不顯著。可見，BNPK處理在提升土壤養分含量方面優勢較為明顯

2.2 有機無機肥配施對百合土壤微生物數量及酶活性的影響

如圖1所示，不同施肥處理對土壤微生物群落數和酶活性的影響有差異。與CK相比，化肥減量配施不同有機肥均能顯著提高土壤微生物數量和酶活性。土壤微生物數量以百合開花期最高，苗期和成熟期表現較低，且不同施肥處理間大多表現為 BNPKgt;MNPKgt;NPKgt;CK 。其中，開花期MNPK和BNPK處理的土壤細菌數量較NPK處理顯著提高 63.91% ） 68.62% ，放線菌數量顯著提高 53.37% 、 58.91% 。此外，與NPK處理相比，MNPK和BNPK處理的土壤真菌數量在開花期分別顯著升高 40.82% 和 24.70% ，而在成熟期則無顯著差異。開花期，MNPK處理的土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性較NPK處理分別顯著提高40.45% 、 122.00% 和 24.68% ，而BNPK處理較NPK處理分別顯著提高 43.84%.129.11% 和22.95% 。總體上，BNPK處理的土壤微生物數量優于MNPK處理。可見，有機無機肥配施可顯著提高土壤酶活性和微生物數量，特別是BNPK處理效果更為明顯。

2.3 有機無機肥配施對百合土壤 CO₂ 排放速率的影響

如圖2所示，不同處理的土壤 CO₂ 排放速率隨百合生育時期的推進呈現先升高后降低趨勢，以7月份最高。與CK相比，各施肥處理均能顯著提高土壤 CO₂ 排放速率，且不同處理間總體表現為 BNPKgt;MNPKgt;NPKgt;CK 。其中，7月份MN-PK和BNPK處理的土壤 CO₂ 排放速率較NPK處理分別顯著提高 43.18%.47.73% 。總體上，BN-PK處理的土壤 CO₂ 排放速率優于MNPK處理。可見，有機無機肥配施可顯著提高土壤 CO₂ 排放速率，特別是BNPK處理效果更為明顯。

同月份線段上不同小寫字母表示處理間差異顯著（ Plt;0.05） 。

2.4 有機無機肥配施對百合土壤 CO₂ 累積排放量的影響

如圖3所示，不同施肥處理對土壤 CO₂ 累積排放量產生顯著影響。其中，BNPK處理土壤CO₂ 累積排放量最高，較CK顯著提高 57.68% ，其次是MNPK、NPK處理，較CK分別顯著提高52.40% 和 28.64% ，BNPK處理的土壤 CO₂ 累積排放量與MNPK處理無顯著差異。與NPK處理相比，MNPK和BNPK處理土壤 CO₂ 累積排放量分別顯著增加 18.47% 和 22.57% 。由此可知，有機無機肥配施可顯著增加土攘 CO₂ 累積排放量，且BNPK處理效果優于MNPK處理

如表2所示，不同施肥處理對百合植株各器官中 _N，P，K 養分含量的影響有差異。兩個試驗年份，MNPK、BNPK處理的莖稈、葉片、花瓣和鱗莖中的 _N，P，K 含量均高于CK和NPK處理。

與CK相比，MNPK、BNPK處理的莖稈N含量2021年和2022年分別顯著提高 9.52% ！10.12% 和 11.34%，11.67% ，莖稈P含量分別顯著提高 12.90% 、 13.98% 和 14.29%，15.48% ，而各處理間的莖稈K含量無顯著差異，但均以BNPK處理最高。與CK相比，NPK、MNPK和BNPK處理的葉片N含量2021年和2022年分別顯著提高13.39%，13.77%，14.21% 和 9.53%. 10. 00% 、10.72% ，但各施肥處理間均無顯著差異；各處理間的葉片P含量無顯著差異，但均以BNPK處理最高；BNPK處理的葉片K含量較NPK處理分別顯著提高 10.81%，12.56% 。與NPK處理相比，兩年份MNPK、BNPK處理的花瓣 _N，P，K 含量均顯著升高（2022年K含量除外），2022年，MNPK、BNPK處理的花瓣N和 P 含量較NPK處理分別顯著提高 4.53%.6.63% 和 8.28%.9.47% 。兩年份BNPK處理的鱗莖 P 和K含量均顯著高于

NPK處理，分別高出 23.08% 、 8.09% 和 17.07% ！5.15% 。BNPK處理的鱗莖養分含量高于MNPK處理，但均無顯著差異（2021年K含量除外）。因此，有機無機肥配施有利于促進百合各器官對養分的吸收，BNPK處理效果更為明顯

2.6 有機無機肥配施對百合產量及肥料貢獻率的影響

如圖4所示，不同施肥處理對百合產量和肥料貢獻率影響顯著。與CK相比，2021年和2022年施肥處理均顯著提高百合產量，增幅分別為41.61%～92.61% 和 48.56%～93.20% 。兩個試驗年份中，MNPK和BNPK處理的百合產量和肥料貢獻率較NPK處理均顯著增加。其中，MNPK處理百合產量在2021年和2022年分別增加 26.60% 和 21.96% ，BNPK處理分別增加 36.02% 和30.05% ;與NPK相比，2021年MNPK和BNPK處理的肥料貢獻率分別顯著增加 50.50% 和 63.64% ，2022年分別顯著增加 37.08% 和 47.58% 。此外，BNPK處理的產量和肥料貢獻率總體上高于MN-PK處理，但差異不顯著

3討論與結論

化肥與有機肥配施不僅有利于改善土壤性質和環境，而且還可以提高作物產量和品質[7-13] O本研究中，兩個試驗年份MNPK和BNPK處理的土壤速效氮磷鉀養分含量均高于CK和NPK處理，這與以往的研究結果[23-25]相似。原因主要是有機肥中含有腐植酸、氨基酸、微生物等多種活性物質，能促進土壤團聚體的形成，使土壤更加松弛透氣，在一定程度上增強了保熵保肥能力。土壤微生物群落在土壤生態系統中發揮著重要作用，不僅承擔著分解者的職責，而且還能促進根系對養分的吸收，常被用作評價土壤質量的指標[26] O本研究中，MNPK和BNPK處理的土壤細菌、真菌和放線菌數量均高于CK和NPK處理，說明化肥減量配施有機肥改善土壤微生物群落結構的原因與有機質、腐植酸和氨基酸有關，可以提高土壤微生物活性，這也與前人的研究結果[26-27]一致。此外，土壤酶作為土壤生態系統的重要成員，對土壤環境變化反應敏感，反映土壤肥力變化，在有機物質的礦化和分解中起著重要作用[27]。趙娜等[28]研究表明，相對于CK和NP處理，有機肥替代氮肥均提高了土壤酶活性，1/2（NPM）處理的土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性較 NP 處理分別顯著提高 21.89%.8.24%.34.91% 和18.78% 。本研究中，MNPK和BNPK處理的土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均高于CK 和NPK處理，且以BNPK處理效果最好，主要是由于化肥減量 20% 配施生物有機肥能改善土壤結構，促進更多土壤微粒的團聚，土壤酶能與土壤中的團粒和有機質形成穩定的復合物，從而增加了土壤酶活性[29]；另一方面是其含有大量有機質，能為產酶微生物提供充足的碳源，促進土壤的生化過程[13]，同時有機肥含有較高的C/N，使土壤C/N被控制在適宜的范圍，有利于提高土壤微生物的活性和生物量，而土壤微生物數量增加會使包括酶在內的分泌物增加。不同的施肥措施對土壤生態環境有一定的影響。本研究中，MNPK和BNPK處理土壤 CO₂ 排放速率高于CK和NPK處理，各處理的土壤 CO₂ 排放速率在7月份最大，3月份最低。這可能是因為施用有機肥在促進土攘速效氮素積累的同時為微生物提供了碳源，有利于增加微生物活性，從而增加土壤 CO₂ 的排放，這與前人的研究結果[30]相似。

研究表明，有機肥、堆肥、秸稈等有機物的施入可以增加作物器官的養分含量[31-32]。本研究中，MNPK和BNPK處理的百合鱗莖、莖稈和花瓣中 _N，P，K 含量均高于CK和NPK處理，說明化肥減量配施有機肥促進了百合植株養分的吸收和分配，這可能是由于有機肥改善了土壤的理化性質，增強了根系對養分的吸收和運輸能力。作物產量受作物內在和栽培條件等外在因素的影響，其中施肥是影響作物產量的關鍵因素之一。本研究發現，MNPK和BNPK處理的百合產量和肥料貢獻率均顯著高于NPK處理，這與前人關于番茄[7]高梁[8]和茶[11]的研究結果基本一致，主要是由于施用生物有機肥可調控土壤環境，有效補充連作土壤中缺失的有機質和養分含量[33]，同時有益微生物的繁殖能夠降低其對作物生長發育的限制，進而提高作物產量。此外，BNPK處理的百合植株各器官養分含量、土壤性質、土壤微生物活性等參數總體上優于MNPK處理，這可能是因為生物有機肥中含有豐富的活性物質，如微生物、氨基酸、腐植酸等，有利于根系生長、水分和養分吸收以及光合作用等。因此，化肥減量配施有機肥有利于促進百合植株各器官的養分吸收，改善土壤理化性質，提高產量，從而滿足綠色生態發展的要求。

綜上表明，化肥減量 20% 配施有機肥有利于改善土壤理化性質和微生物活性，增加土壤 CO₂ 排放速率及累積排放量，促進植株吸收氮磷鉀養分，從而提高百合產量。特別是化肥減量 20% 與生物有機肥配施處理可以獲得較高的產量，并保證良好的土壤環境

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