有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量和植株生理特征及土壤性質(zhì)的影響

劉 星，張 影，靳亞果，郜慶爐，李東方

(河南科技學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量和植株生理特征及土壤性質(zhì)的影響

劉 星，張 影，靳亞果，郜慶爐，李東方

(河南科技學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

為探討強(qiáng)筋小麥高效營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施，以鄭麥366為試材，通過田間試驗(yàn)研究有機(jī)無機(jī)肥料配施對(duì)冬小麥籽粒產(chǎn)量和植株生理特征以及土壤理化和生化性質(zhì)的影響。田間試驗(yàn)共計(jì)4個(gè)處理：不施肥(CK)、單施化肥(CF)、雞糞和化肥配施(CF+CM)、豆秸和化肥配施(CF+SS)。結(jié)果表明，施肥處理較不施肥籽粒產(chǎn)量顯著增加20.90%～28.36%，有機(jī)無機(jī)肥配施處理較單施化肥相比籽粒產(chǎn)量無顯著差異。在產(chǎn)量構(gòu)成要素上，有機(jī)無機(jī)肥配施處理較單施化肥處理均無顯著變化。有機(jī)無機(jī)肥配施處理較單施化肥處理灌漿期旗葉葉綠素含量顯著增加8.19%～10.86%，但在凈光合速率上無顯著差異。同不施肥和單施化肥處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施處理下土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量以及碳氮比均無顯著變化，但土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量均有顯著增加。此外，有機(jī)無機(jī)肥配施處理較不施肥和單施化肥處理相比，土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量和細(xì)菌/真菌顯著增加。整體來看，有機(jī)無機(jī)肥配施能夠改善冬小麥植株生長(zhǎng)發(fā)育，增加土壤養(yǎng)分供應(yīng)，也能夠顯著改善土壤微生物區(qū)系特征，對(duì)于豫北地區(qū)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥生產(chǎn)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

強(qiáng)筋小麥；有機(jī)無機(jī)肥配施；籽粒產(chǎn)量；生理特征；土壤性質(zhì)

河南省是我國(guó)小麥的最適生態(tài)區(qū)，其小麥播種面積和產(chǎn)量均居全國(guó)首位[1-2]。豫北平原是傳統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)小麥種植區(qū)，所產(chǎn)小麥具有千粒質(zhì)量高，容重、蛋白質(zhì)含量較高，濕面筋含量和沉淀值較低，以及面團(tuán)穩(wěn)定性高的特點(diǎn)[3]。隨著優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的走高和城鎮(zhèn)居民消費(fèi)需求的提升，豫北平原優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥的種植面積逐步擴(kuò)大，已成為我國(guó)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥的重要產(chǎn)地。然而，由于連續(xù)種植和長(zhǎng)期的不合理施用化肥，忽視有機(jī)肥的施用，缺乏有機(jī)肥投入，導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量下降，肥料利用率低，土壤理化性質(zhì)惡化，地力衰竭等一系列問題。因此，通過合理有效的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施在保證穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，改善植株生長(zhǎng)發(fā)育，提升地力是豫北平原優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥生產(chǎn)過程中需要解決的重要問題。

優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥的生產(chǎn)除受到基因型控制外，也受多種人為調(diào)控措施的影響，而施肥是其中的關(guān)鍵因子[4]。國(guó)內(nèi)的學(xué)者們?cè)缜胺謩e從氮磷鉀配施[4-6]、氮肥運(yùn)籌[7-16]、水肥耦合[17-18]和中微量元素施肥[19-23]等角度進(jìn)行了大量的研究，然而關(guān)于有機(jī)(類)肥料對(duì)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥生產(chǎn)的調(diào)控效應(yīng)卻鮮有報(bào)道。施用有機(jī)肥料是作物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控的重要組成部分，有機(jī)無機(jī)肥配施也一直是我國(guó)農(nóng)業(yè)施肥的指導(dǎo)方針[24-26]。可持續(xù)性的作物生產(chǎn)體系并不能簡(jiǎn)單的依賴于化學(xué)肥料的施用，而更應(yīng)該注重有機(jī)無機(jī)肥料的協(xié)同增效[27-28]。Jiang等[29]基于長(zhǎng)期定位試驗(yàn)研究顯示，有機(jī)無機(jī)肥料配施條件下冬小麥籽粒產(chǎn)量有顯著增加，且產(chǎn)量的年際波動(dòng)幅度遠(yuǎn)小于單施化肥處理。Sigua等[30]指出，生物炭和化肥配施較單獨(dú)化肥施用相比能夠顯著提高冬小麥植株生產(chǎn)力。相似的研究也表明[31-32]，施用堆肥不僅大幅度地增加冬小麥籽粒產(chǎn)量，同時(shí)也能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的含量，使地力得到有效維持。此外，有機(jī)無機(jī)肥料配施較單施化肥能顯著改善冬小麥的生長(zhǎng)發(fā)育并增強(qiáng)植株的養(yǎng)分吸收，提高凈光合速率，促進(jìn)籽粒灌漿[33-34]。但是，近年來化學(xué)肥料的使用量逐年增加，已遠(yuǎn)超糧食產(chǎn)量增幅，與之對(duì)應(yīng)的是有機(jī)肥施用量的急劇下降。隨著農(nóng)業(yè)部提出2020年化肥零增長(zhǎng)戰(zhàn)略，有機(jī)(類)肥料在優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥生產(chǎn)過程中扮演的角色也愈發(fā)突出，闡明其對(duì)優(yōu)質(zhì)小麥的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控作用也將會(huì)為合理施肥體系構(gòu)建提供幫助。有鑒于此，本試驗(yàn)以豫北平原主栽的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋冬小麥品種鄭麥366為試材，選擇試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)較為常見的2種有機(jī)材料(雞糞和豆秸)作為有機(jī)肥源，通過大田試驗(yàn)來明確有機(jī)無機(jī)肥料配施對(duì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量、植株生長(zhǎng)發(fā)育和生理特征以及土壤理化和生化性質(zhì)的影響，以期為小麥優(yōu)質(zhì)高效栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

田間試驗(yàn)于2011-2012年在地處豫北平原的河南省新鄉(xiāng)市紅旗區(qū)洪門鎮(zhèn)進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)有充足水源和良好的農(nóng)業(yè)灌溉條件。地理坐標(biāo)東經(jīng)113°54′，北緯35°18′，平均海拔為67.5 m，地處中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。四季分明，冬寒夏熱，秋涼春早，年平均氣溫14 ℃。降雨集中在夏季，約占全年降水量的59.5%，年平均降雨量573.4 mm。年蒸發(fā)量為1 748.4 mm，年平均日照時(shí)數(shù)約2 400 h，無霜期220 d。全年≥0 ℃的天數(shù)303 d，≥10 ℃的天數(shù)218 d，活動(dòng)積溫5 163.2 ℃。該地區(qū)主要種植小麥、玉米、大豆等作物。供試土壤為壤質(zhì)潮土，前茬作物為玉米。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

選擇地勢(shì)平坦整齊且土壤肥力均勻的地塊進(jìn)行田間試驗(yàn)，小麥播種前采集混合土樣測(cè)定耕層土壤基本理化性狀，有機(jī)質(zhì)15.2 g/kg，全氮1.15 g/kg，堿解氮60.57 mg/kg，速效磷17.30 mg/kg，速效鉀128.84 mg/kg，水土比5∶1條件下pH值8.6。田間試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理：CK，不施肥；CF，單施化肥；CF+CM，化肥和雞糞配施；CF+SS，化肥施用配合豆秸還田。每處理3次重復(fù)，完全隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為4.5 m×10 m，小區(qū)間隔0.5 m。各處理均采用統(tǒng)一的栽培種植模式，機(jī)器播種，播量為120 kg/hm2，小麥行間距20 cm。3個(gè)施肥處理的化肥施用量一致，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣化肥施用量：施氮量為180 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O為2∶1∶1，化肥分別用養(yǎng)分含量為15-15-15的復(fù)合肥和含N 46%的尿素。50%的氮肥和全部的磷、鉀肥在播前作為基肥施入，剩余50%的氮肥在拔節(jié)期和灌漿期分2次等量追施。雞糞的施用量約3 750 kg/hm2；豆秸在使用前用機(jī)械攪碎(約5～10 cm長(zhǎng))，用量約1 250 kg/hm2，二者基本為等碳量施入。前茬玉米收獲后，分別將雞糞和豆秸均勻平鋪至對(duì)應(yīng)小區(qū)地表，而后使用旋耕機(jī)混入耕層土壤(0～20 cm)。分別在小麥越冬期、拔節(jié)期和灌漿期灌水，其余栽培和田間管理措施均同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田。2011年10月5日播種，翌年6月1日收獲。供試材料為鄭麥366，由河南省農(nóng)科院小麥研究中心選育，是高產(chǎn)抗病、優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋的半冬性矮稈小麥品種。

1.3 樣品采集與測(cè)定

植株生理指標(biāo)包括光合作用參數(shù)和葉綠素含量的測(cè)定在小麥灌漿期進(jìn)行，測(cè)定部位為旗葉，測(cè)定時(shí)間為無風(fēng)晴天上午9：00-11：00。在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇健壯程度和長(zhǎng)勢(shì)一致的無病害植株6株，利用Li-6400光合儀分別測(cè)定其光合參數(shù)，包括凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)和胞間CO2濃度(Ci)，而后計(jì)算平均值。葉綠素含量采用SPAD值來表示，SPAD-502型葉綠素儀測(cè)定。小麥成熟收獲時(shí)在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)中庸且無明顯變化特征的小麥植株10株，調(diào)查其基礎(chǔ)農(nóng)藝性狀，并進(jìn)行考種。實(shí)收2 m2，晾曬、脫粒、記錄產(chǎn)量。

小麥?zhǔn)斋@時(shí)在各小區(qū)采用5點(diǎn)取樣法采集耕層土壤樣品，剔除雜物并混合均勻?；靹蚝蟮男迈r土壤樣品一半置于室外自然風(fēng)干，而后分別過1，0.25 mm篩，用于土壤理化性狀的測(cè)定；另一半過1 mm篩后，立即測(cè)定其可培養(yǎng)微生物的數(shù)量。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀等指標(biāo)的測(cè)定均采用常規(guī)方法進(jìn)行[35]；土壤可培養(yǎng)微生物計(jì)數(shù)采用稀釋平板法，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，放線菌采用高氏1號(hào)培養(yǎng)基[36]，以每克干土的微生物菌落數(shù)來表示。土壤可培養(yǎng)微生物總數(shù)為細(xì)菌、真菌和放線菌之和。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不同處理間數(shù)據(jù)的多重比較采用Duncan新復(fù)極差方法完成。圖表繪制在Microsoft Excel 2007軟件上進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

從表1可以看出，施肥處理較不施肥處理相比，冬小麥籽粒產(chǎn)量均有顯著的增加，其增幅達(dá)到20.90%～28.36%。而就各施肥處理間比較，盡管有機(jī)無機(jī)肥料配施較單施化肥相比產(chǎn)量也均有不同幅度的增加，但處理間并未達(dá)到差異顯著水平(P>0.05)，且各施肥處理下籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為CF+CM>CF>CF+SS。從產(chǎn)量構(gòu)成要素來看，不同處理下有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量的變化趨勢(shì)與籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)一致，即施肥處理較不施肥處理相比均有不同程度的顯著增加，表明在本試驗(yàn)條件下強(qiáng)筋冬小麥籽粒產(chǎn)量的增加來源于各產(chǎn)量構(gòu)成要素的協(xié)同作用。有機(jī)無機(jī)配施處理與單施化肥處理相比，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量分別增加3.80%～8.82%，0.68%～7.79%和2.10%～3.91%，但均未達(dá)到差異顯著水平。

表1 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響Tab.1 Effects of organic and inorganic fertilization on grain yield and yield component factors of winter wheat with strong gluten

注：CK.對(duì)照；CF.單施化肥；CF+CM.化肥+雞糞；CF+SS.化肥+豆秸。表中數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列的不同字母表示差異5%顯著水平(P(0.05)。表2-5同。

Note：CK.Control；CF.Chemical fertilizer application alone；CF+CM.Chemical fertilizer plus chicken manure；CF+SS.Chemical fertilizer plus soybean straw.Data in this table were shown as means±standard deviation(n=3).Different lowercase letters in the same column mean significant difference at 0.05 level.The same as Tab.2-5.

2.2 有機(jī)無機(jī)配施對(duì)強(qiáng)筋小麥植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響

從表2可以看出，施肥能夠顯著改善強(qiáng)筋冬小麥植株的生長(zhǎng)發(fā)育。施肥處理較不施肥相比，株高、穗長(zhǎng)和穗下節(jié)長(zhǎng)具有顯著增加，增幅分別達(dá)到5.54%～7.20%，7.06%～8.89%和14.13%～22.61%；但有機(jī)無機(jī)肥配施處理與單施化肥處理相比，植株的株高、穗長(zhǎng)和穗下節(jié)長(zhǎng)則均未出現(xiàn)顯著變化。施肥處理較不施肥處理相比在無效穗數(shù)/總穗數(shù)上也未出現(xiàn)顯著差異。此外，施肥處理較不施肥處理相比葉片葉綠素含量均有顯著增加，這對(duì)于增加冬小麥植株的群體干物質(zhì)生產(chǎn)具有重要意義。同單施化肥處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施處理下葉片葉綠素含量分別顯著增加10.86%和8.19%，且雞糞配施處理葉綠素增幅高于豆秸配施處理，但有機(jī)無機(jī)配施處理間葉綠素含量并無顯著差異出現(xiàn)。

表2 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響Tab.2 Effects of organic and inorganic fertilization on growth and development of winter wheat with strong gluten

2.3 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥植株生理特征的影響

肥料施用也顯著改變了強(qiáng)勁冬小麥植株的生理特征(表3)，表現(xiàn)在施肥處理下植株凈光合速率較不施肥處理相比顯著增加13.67%～28.46%，但有機(jī)無機(jī)肥配施處理較單施化肥處理相比植株凈光合速率并無顯著變化。各處理下植株的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度變化趨勢(shì)與凈光合速率表現(xiàn)一致。施肥處理較不施肥處理相比胞間CO2濃度顯著下降25.90%～28.11%，表明施肥處理能夠改善冬小麥植株葉片光合作用過程中CO2的同化速度。雞糞化肥配施和豆秸化肥配施處理下胞間CO2濃度與單施化肥相比均無顯著變化。

表3 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥植株生理特征的影響Tab.3 Effects of organic and inorganic fertilization on physiological characteristics of winter wheat with strong gluten

2.4 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥種植土壤理化性質(zhì)的影響

從表4可以看出，施肥能夠顯著影響強(qiáng)筋冬小麥種植土壤的理化性質(zhì)。同不施肥處理相比，單施化肥和有機(jī)無機(jī)肥配施處理下土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量以及碳氮比均無顯著變化，但是在土壤速效養(yǎng)分含量上變化明顯。在土壤堿解氮含量上，各施肥處理較不施肥相比顯著增加39.72%～129.34%，且有機(jī)無機(jī)肥配施處理較單施化肥相比也顯著增加61.70%～64.14%，但雞糞化肥配施與豆秸化肥配施處理間土壤堿解氮含量無顯著差異。就土壤速效磷和速效鉀含量而言，單施化肥處理較不施肥相比均無顯著變化，而有機(jī)無機(jī)肥配施處理則分別顯著增加88.65%～96.91%和51.29%～67.90%，并以豆秸化肥配施處理增幅最高。整體來看，有機(jī)無機(jī)肥配施處理較單施化肥相比能夠增加土壤速效養(yǎng)分含量，改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況。

表4 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)小麥土壤理化性質(zhì)的影響Tab.4 Effects of organic and inorganic fertilization on soil physicochemical properties of winter with study gluten

2.5 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥種植土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量的影響

從表5可以看出，單施化肥處理土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量較不施肥相比并無顯著變化，而有機(jī)無機(jī)肥配施處理則顯著增加81.43%～97.09%，且以雞糞化肥配施處理下增幅最高。土壤真菌、放線菌和總可培養(yǎng)微生物數(shù)量在不同處理下的變化趨勢(shì)與細(xì)菌表現(xiàn)一致。土壤可培養(yǎng)細(xì)菌和真菌數(shù)量的變化也導(dǎo)致不同處理下細(xì)菌/真菌發(fā)生改變，單施化肥處理較不施肥相比細(xì)菌/真菌并無顯著差異，而有機(jī)無機(jī)配施處理較不施肥和單施化肥處理相比均有顯著的增加，增幅分別為26.87%～29.85%和11.11%～13.73%。雞糞化肥配施和豆秸化肥配施處理下土壤中可培養(yǎng)微生物數(shù)量均無顯著差異。從本試驗(yàn)的結(jié)果來看，有機(jī)無機(jī)肥配施處理能夠改變土壤微生物區(qū)系的結(jié)構(gòu)。

表5 有機(jī)無機(jī)配施對(duì)小麥土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量的影響Tab.5 Effects of organic and inorganic fertilization on culturable microorganism population within soils of winter wheat

3 結(jié)論與討論

田間試驗(yàn)結(jié)果表明，施肥能夠顯著增加強(qiáng)筋冬小麥籽粒產(chǎn)量，且各產(chǎn)量構(gòu)成要素也均有不同幅度的增加，而有機(jī)無機(jī)配施處理較單施化肥處理(即農(nóng)戶習(xí)慣施肥)相比并無顯著變化，這與邢素麗等[37]在太行山山前平原高肥力土壤和低肥力土壤上的研究結(jié)果一致。但有機(jī)無機(jī)配施處理下小麥植株的生長(zhǎng)發(fā)育特征較單施化肥處理相比有顯著改善，表現(xiàn)為灌漿期旗葉的葉綠素含量增加8.19%～10.86%，這能夠增強(qiáng)花后小麥群體的同化物生產(chǎn)能力，而實(shí)質(zhì)上由此帶來的強(qiáng)筋冬小麥植株相對(duì)高效的生產(chǎn)性能并未體現(xiàn)到最終的籽粒產(chǎn)量上，這可能也與強(qiáng)筋冬小麥的灌漿進(jìn)程和植株收獲指數(shù)有關(guān)。周莉華等[34]研究指出，化肥與生物有機(jī)肥的配施能夠提高冬小麥植株的灌漿速率，并指出優(yōu)化水肥供應(yīng)是增加粒重，進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量的重要原因。優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋冬小麥籽粒生長(zhǎng)發(fā)育過程和植株的碳氮代謝特性同普通小麥品種相比存在明顯不同，這直接帶來了二者對(duì)肥料施用的敏感性存在著差異[38-41]，因此進(jìn)一步優(yōu)化營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施來改善強(qiáng)筋小麥的灌漿特性，特別是花后干物質(zhì)的再分配過程，并最終提高小麥的收獲指數(shù)可能是本試驗(yàn)下一步需要研究的重點(diǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，強(qiáng)筋冬小麥種植土壤的理化和生化性質(zhì)受施肥策略影響顯著。在土壤理化性質(zhì)上，同單施化肥處理相比，有機(jī)無機(jī)配施處理能夠顯著提高土壤速效養(yǎng)分的含量，這也與早前的研究報(bào)道一致[42]，有機(jī)無機(jī)配施處理下，有機(jī)物料(雞糞和豆秸)的輸入是土壤速效養(yǎng)分含量增加的直接原因，由此帶來的土壤氮素供應(yīng)的改善可能是有機(jī)無機(jī)配施處理下旗葉葉綠素含量顯著高于單施化肥處理的重要原因。但在土壤有機(jī)質(zhì)含量上，有機(jī)無機(jī)配施處理較單施化肥處理相比并無顯著變化，這也與試驗(yàn)周期長(zhǎng)短有著密切關(guān)系。早前的研究指出，土壤有機(jī)碳總庫(kù)存量的變化需要長(zhǎng)期的時(shí)間過程，其對(duì)管理實(shí)踐的響應(yīng)同活性有機(jī)碳組分相比存在明顯的滯后性[43-44]。而在土壤生化性質(zhì)上，有機(jī)無機(jī)配施處理下土壤中可培養(yǎng)微生物數(shù)量較不施肥和單施化肥處理相比均有顯著的增加，這直接帶來了土壤微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)的變化。王秋君等[45]在冬小麥上的研究表明，化肥施用對(duì)土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)影響較小，而有機(jī)無機(jī)配施卻影響顯著，這也與本研究的結(jié)果一致。Rutigliano等[46]也指出，生物炭的添加能夠在短期范圍內(nèi)增加冬小麥種植土壤的微生物活性和微生物功能多樣性。雞糞和豆秸的輸入本身能夠?yàn)橥寥牢⑸锾峁└嗟挠袡C(jī)碳源和氮源，同時(shí)二者與化肥的配施也可通過改善土壤的速效養(yǎng)分供應(yīng)來進(jìn)一步滿足土著微生物的營(yíng)養(yǎng)需求[47-48]，這是有機(jī)無機(jī)配施處理下土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量較不施肥或單施化肥處理均有顯著增加的主要原因。微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其在能量傳遞和養(yǎng)分循環(huán)，礦質(zhì)化和腐殖化，以及污染物的降解等土壤重要的生化過程中起著重要作用[49]，微生物群落結(jié)構(gòu)也是表征健康高產(chǎn)土壤的重要因子[50-52]。土壤細(xì)菌/真菌比值被認(rèn)為是表征土壤肥力的重要指標(biāo)[53]，而在本試驗(yàn)中，有機(jī)無機(jī)配施處理下土壤細(xì)菌/真菌比值較不施肥和單施化肥處理相比有約10%～30%的增加，也暗示著在豫北平原優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥種植過程中，通過有機(jī)物料的引入并與化肥的配合施用能夠達(dá)到維持甚至進(jìn)一步提升地力的目標(biāo)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土壤利用的可持續(xù)性。

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Effects of Organic and Inorganic Fertilization on Grain Yield and Physiological Characteristics of Winter Wheat with Strong Gluten Wheat and Soil Properties in North Henan Plain

LIU Xing，ZHANG Ying，JIN Yaguo，GAO Qinglu，LI Dongfang

(College of Resources and Environmental Sciences，Henan Institute of Science
and Technology，Xinxiang 453003，China)

In order to investigate the optimal nutrition management regime of winter wheat with strong gluten，a field experiment was conducted to understand the effects of couple application of organic and inorganic fertilizers on grain yield，growth and physiological characteristics of wheat plants，and soil physicochemical and biochemical properties.The strong gluten variety Zhengmai 366 was used in the present study.A total of four treatments were designed，including no-fertilizer (CK)，chemical fertilizer application alone(CF)，chemical fertilizer plus chicken manure(CF+CM) and chemical fertilizer plus soybean straw(CF+SS).Fertilization significantly increased the grain yield by 20.90%-28.36% compared to CK，whereas no significant change was found in grain yield and 3 yield components between CF，CF+CM and CF+SS treatments.Couple application of organic and inorganic fertilizers significantly increased about 8.19%-10.86% in chlorophyll content of flag leaf in grain filling stage compared to CF，however，no significant differences in net photosynthesis rate were observed.CF+CM and CF+SS treatments significantly increased the contents of available nitrogen，phosphorus and potassium in soil compared to CK and CF treatments.The contents of organic matter，total nitrogen and C/N in soil in CF+CM and CF+SS treatments were similar to those in CF treatment.In addition，the population of culturable bacteria，fungi and actinomycetes as well as the ratio of bacteria to fungi in CF+CM and CF+SS treatments were significantly higher than those in CK and CF treatments.In conclusion，couple application of organic and inorganic fertilizers could significantly improve the growth and development of winter wheat plants，increase available nutrients supply，and also amend the structure of soil microbial community，which is beneficial for winter wheat production in North Henan Plain.

Strong gluten wheat；Organic and inorganic fertilizer；Grain yield；Physiological characteristics；Soil property

2016-06-05

河南省教育廳自然科學(xué)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2009B210008)；河南科技學(xué)院2013年攀登計(jì)劃-科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(208010913009)

劉 星(1987-)，男，河南信陽(yáng)人，講師，博士，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)和土壤生態(tài)的教學(xué)與研究。

李東方(1976-)，女，山西長(zhǎng)治人，副教授，碩士，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)生理生態(tài)的教學(xué)與研究。

S141，S154.3

A

1000-7091(2016)06-0220-07

10.7668/hbnxb.2016.06.034