2019年溧水區(qū)小麥有機肥部分替代化肥試驗初報

梁路 張明全 高建勇

摘 要：通過開展有機肥與化肥配合施用田間小區(qū)試驗，分析有機肥部分替化肥對小麥產(chǎn)量和氮肥利用率的影響。結(jié)果表明：配方施肥處理的小麥產(chǎn)量和氮肥利用效率最高，分別為6345.35kg/hm2和44.13%;有機肥氮替代占比為10%和20%時，小麥產(chǎn)量和氮肥利用率與配方施肥處理相當，小麥產(chǎn)量分別為6084.10、6146.39kg/hm2，氮肥利用率分別為41.58%、41.74%。由此可見，小麥生產(chǎn)上有機肥氮可以在一定范圍內(nèi)部分替代化肥氮。

關鍵詞：小麥;有機肥;化肥;替代;溧水區(qū)

肥料作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)資料，是糧食的“糧食”，對促進糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有不可替代的作用[1]。當前由于養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)分離，農(nóng)戶失去了有機肥的來源，化肥施用量持續(xù)增加，長期不合理地過量施用化肥導致土壤失去可耕作性，農(nóng)作物增產(chǎn)效果不顯著，導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本增加以及嚴重的農(nóng)業(yè)面源污染?；蔬^量施用已成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源，眾多研究表明我國化肥施用量已經(jīng)超過了經(jīng)濟意義上的最優(yōu)施用量[2，3]。筆者通過開展有機肥與化肥配合施用試驗，分析有機肥部分替代化肥對小麥產(chǎn)量和氮肥利用率的影響，探討溧水區(qū)小麥有機肥部分替代化肥的適宜比例，以期減少和控制不合理的化肥施用量，為化肥減量增效提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗于2019年11月2日至2020年5月28日在南京市溧水區(qū)和鳳鎮(zhèn)吳村橋谷豐農(nóng)機專業(yè)合作社（119.0277°E、31.4770°N）進行。溧水區(qū)屬于北亞熱帶季風氣候區(qū)，2019年平均氣溫16.4℃，年降水量817.5mm，年日照時數(shù)1983.3h，年無霜期261d。溫、光、水資源適宜稻、麥、油菜等多種作物生長發(fā)育。試驗地地勢平整，前茬作物為水稻。土壤類型為河淤土，pH 4.94、全氮1.8g/kg、有效磷41.2mg/kg、速效鉀101mg/kg、有機質(zhì)32.9g/kg，以長三角區(qū)域土壤養(yǎng)分指標分級標準為參照，其處于一級水平，是溧水區(qū)當?shù)赜写硇缘闹饕寥繹4]。

1.2 供試材料

1.2.1 供試作物 供試作物為小麥，品種為揚麥25，屬于春性紅皮中筋小麥品種，熟期中等早，熟相好，適宜在長江中下游冬麥區(qū)的江蘇淮安地區(qū)、安徽淮南地區(qū)、上海、浙江、湖北中南部地區(qū)、河南信陽地區(qū)種植。

1.2.2 供試肥料 有機肥是南京沃優(yōu)生物肥業(yè)有限公司提供的商品有機肥（N-P2O5-K2O=2-1-2），無機氮肥是江蘇靈谷化工有限公司生產(chǎn)的尿素（46%）、磷肥是丹陽金陽光肥料有限公司生產(chǎn)的普通過磷酸鈣（12%）、鉀肥是中國化工建設總公司銷售的氯化鉀（60%）。

1.3 試驗設計 試驗共設11個處理，即處理1：不施肥（CK）;處理2：常規(guī)施肥無氮區(qū);處理3：配方施肥無氮區(qū);處理4：常規(guī)施肥區(qū);處理5：配方施肥區(qū);處理6：有機氮∶無機氮=1∶9（10%M）;處理7：有機氮∶無機氮=2∶8（20%M）;處理8：有機氮∶無機氮=3∶7（30%M）;處理9：有機氮∶無機氮=4∶6（40%M）;處理10：有機氮∶無機氮=5∶5（50%M）;處理11：有機氮∶無機氮=10∶0（100%M）。每處理3次重復，小區(qū)面積40m2（20m×2m），小區(qū)間筑土埂實行灌排分開，四周設保護行，單獨設立排灌水溝，筑埂并用扣板隔離，防止竄水竄肥。除施肥外，各小區(qū)其他田間管理措施相同，病蟲草害遵循區(qū)植保站要求，與大田一起防治。

1.4 肥料運籌 小麥播種量225kg/hm2，于2019年11月2日（前茬水稻收割前3d）人工播種，11月4日施基肥，2020年1月3日施分蘗肥，2月15日施拔節(jié)孕穗肥，施肥方式采用人工撒施，2020年5月28日各試驗小區(qū)單打單收。

常規(guī)施肥處理肥料運籌（1hm2用量折純）：氮294kg、五氧化二磷75kg、氯化鉀90kg，氮肥運籌按基肥∶分蘗肥=6∶4進行，磷肥和鉀肥全部基施;配方施肥處理肥料運籌（1hm2用量折純）：氮276kg、五氧化二磷58.5kg、氯化鉀72 kg，氮肥運籌按基肥∶分蘗肥∶拔節(jié)孕穗肥=5∶1.5∶3.5進行，其中有機氮∶無機氮=10∶0（100%M）的氮肥全部基施，磷肥和鉀肥運籌按基肥∶拔節(jié)孕穗肥=6∶4進行，具體見表1。

1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)由Excel 2010 進行計算，利用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。肥料各指標計算公式如下：

氮肥農(nóng)學效率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/施氮量? ? （1）

氮肥利用效率（%）=（施氮區(qū)地上部氮素積累量-空白區(qū)地上部氮素積累量）/施氮量×100 （2）

氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量 （3）

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小麥農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 株高 由表2可知，株高最高的是配方施肥區(qū)，為84.2cm;10%M和20%M株高相當，分別是83.8cm和83.6cm;30%M、40%M、50%M株高相近，配方施肥無氮區(qū)比常規(guī)施肥無氮區(qū)略高;不施肥（CK）株高最矮，為57.5cm。

2.1.2 有效穗 由表2可知，配方施肥區(qū)有效穗最高，為568.76萬/hm2;從10%M開始，隨著有機肥比例增大，有效穗逐漸減小;配方施肥無氮區(qū)和常規(guī)施肥無氮區(qū)有效穗相近;有效穗最低的是不施肥（CK），為417.65萬/hm2。

2.1.3 實粒數(shù)和結(jié)實率 由表2可知，小麥每穗實粒數(shù)和結(jié)實率最高的均為配方施肥區(qū)，分別為40.29粒和96.98%;最低的都是不施肥（CK），分別是18.59粒和72.49%;從20%M開始，隨著有機肥比例增大，小麥每穗實粒數(shù)和結(jié)實率依次遞減;配方施肥無氮區(qū)小麥每穗實粒數(shù)和結(jié)實率均高于常規(guī)施肥無氮區(qū)。

2.1.4 千粒重 由表2可知，常規(guī)施肥區(qū)小麥千粒重最高;常規(guī)施肥區(qū)、配方施肥區(qū)、10%M、20%M、30%M小麥千粒重相當，分別為40.90、40.84、40.76、40.81、40.72g;不施肥（CK）千粒重最低，為38.71g。

2.2 不同處理對小麥產(chǎn)量的影響 由表2可知，配方施肥區(qū)小麥產(chǎn)量最高，為6345.35kg/hm2;第2是20%M，為6146.39kg/hm2;10%M為6084.1kg/hm2，排在第3;常規(guī)施肥區(qū)（5486.4kg/hm2）、30%M（4853.11kg/hm2）、40%M（4588.9kg/hm2）、50%M（4541.77kg/hm2）、100%M（4492.59kg/hm2）、配方施肥無氮區(qū)（3508.15kg/hm2）和常規(guī)施肥無氮區(qū)（3454.51kg/hm2）分別排在4～10名;小麥產(chǎn)量最低的是不施肥（CK），僅為3229.08kg/hm2。

對各試驗小區(qū)實收產(chǎn)量進行方差分析，發(fā)現(xiàn)處理間差異極顯著，F(xiàn)值（77.87）>F0.01（3.37），詳見表3。繼續(xù)對各小區(qū)籽粒產(chǎn)量進行新復極差分析，結(jié)果顯示：配方施肥、20%M、10%M、常規(guī)施肥之間差異不顯著，但與30%M、40%M、50%M、100%M、配方施肥無氮、常規(guī)施肥無氮和不施肥（CK）差異顯著。由此可見，有機肥與無機肥配施并不是有機肥比例越大越好，有機肥氮替代比例只有在10%～20%比較合理，與小麥產(chǎn)量最高的配方施肥區(qū)相當，當有機肥氮替代比例超過30%后，小麥籽粒產(chǎn)量會顯著降低（見表2）。

2.3 不同處理對小麥氮肥利用率的影響 由表4可知，小麥氮肥利用率最高的是配方施肥區(qū)，為44.13%;當有機肥氮替代比例大于30%，小麥氮肥利用率逐漸降低，當有機肥氮替代比例達到40%后，小麥氮肥利用率均低于常規(guī)施肥區(qū)。配方施肥區(qū)由于氮投入量較少，籽粒產(chǎn)量較高，因此氮肥偏生產(chǎn)力最高，為22.99kg/kg;10%M和20%M氮肥偏生產(chǎn)力相近，分別為22.04kg/kg和22.27kg/kg;40%M、50%M和100%M氮肥偏生產(chǎn)力都比較低;氮肥偏生產(chǎn)力最低的是100%M，為16.28kg/kg。

3 結(jié)論與討論

常規(guī)施肥處理是溧水區(qū)當?shù)剞r(nóng)民的習慣施肥水平，施氮總量與配方施肥相比略高，氮肥利用率偏低，小麥產(chǎn)量不高。由于試驗配方施肥處理是根據(jù)溧水區(qū)當年測土配方施肥建議卡進行的，肥料運籌比較合理，因此氮肥利用率和小麥產(chǎn)量均較高。

有機肥與無機肥配合施用能有效減少化肥施用，目前有很多試驗涉及到不同比例有機肥與無機肥配施對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，多數(shù)研究者認為并非有機肥所占比例越高越好，而是存在最佳比例[5-8]。本試驗結(jié)果表明：有機肥氮替代比例只有在10%～20%比較合理，小麥產(chǎn)量和氮肥利用率均與表現(xiàn)最好的配方施肥區(qū)相當;當有機肥氮替代占比大于30%，小麥產(chǎn)量和氮肥利用率逐漸降低，且小麥產(chǎn)量顯著性低于純化肥處理。本試驗結(jié)果可為溧水地區(qū)小麥生產(chǎn)上利用有機肥部分替代化肥施用提供參考。

參考文獻

[1]何永秋，劉國順，高傳奇，等.緩/控釋肥在煙草上的應用與展望[J].中國農(nóng)學通報，2012，28（28）：109-113.

[2]欒江，仇煥廣，井月，等.我國化肥施用量持續(xù)增長的原因分解及趨勢預測[J].自然資源學報，2013，28（11）：1869-1878.

[3]仇煥廣，欒昊，李瑾，等.風險規(guī)避對農(nóng)戶化肥過量施用行為的影響[J].中國農(nóng)村經(jīng)濟，2014（3）：85-96.

[4]南京市溧水區(qū)耕地質(zhì)量保護站.溧水耕地[M].南京：江蘇鳳凰科學技術出版社，2018：44-45.

[5]張長春，袁麗敏，高建勇，等.商品有機肥部分替代化肥對小麥產(chǎn)量和氮肥利用率的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（4）：8-9，12.

[6]陳愛萍，沈鑫，沈家禾.不同比例有機肥替代化肥對小麥產(chǎn)量的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2019，58（7）：32-34.

[7]李玉，田憲藝，王振林，等.有機肥替代部分化肥對濱海鹽堿地土壤改良和小麥產(chǎn)量的影響[J].土壤，2019，51（6）：1173-1182.

[8]代小兵，李青山，張國斌.有機肥部分替代化肥對水稻產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響[J].湖北植保，2020（2）：37-38.

（責編：徐世紅）