有機肥和無機肥配施對冬小麥產量、品質及土壤養分的影響

郭標

摘要 為明確阜南縣冬小麥生產上最佳有機無機替代比例，本研究通過設置不同有機肥替代化肥比例的田間小區試驗，分析了單施化肥優化施肥（OPT）、有機肥替代15.00%化肥（M15）、有機肥替代30.00%化肥（M30）和有機肥替代50.00%化肥（M50）對冬小麥產量、品質和土壤養分的影響。結果表明，①適宜的有機無機配施比例有利于提高冬小麥的產量，冬小麥產量隨著有機肥替代比例增加呈先升后降的趨勢，各處理以M30最高，通過方程擬合得出在等養分條件下，有機肥替代化肥比例17.26%的冬小麥產量最高，為8 679.00 kg/hm2。②有機無機配施較優化施肥均能提高冬小麥品質指標，蛋白質含量、濕面筋含量、淀粉含量、沉降值和硬度指數分別提高0.83%～4.05%、0.36%～2.72%、0.25%～1.50%、3.11%～3.41%和0.42%～3.82%，均以M30處理最高。③有機無機配施對土壤全氮、全磷、全鉀含量沒有明顯影響，土壤有機質則隨著有機肥配施比例的增加呈增加趨勢，較優化施肥增加3.07%～7.01%，各配施處理間無顯著性差異；土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量隨著有機肥配施比例的增加呈一定程度的增加，各配施比例間無顯著性差異。綜合冬小麥產量、品質和土壤養分的結果，本試驗條件下，有機肥替代化肥的適宜比例為30.00%。

關鍵詞 有機無機配施；冬小麥；產量；品質；土壤養分

中圖分類號 S143 ? 文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）11-0082-04

Effects of organic manure application combined with chemical fertilizers

on the yield，quality and soil nutrient of winter wheat

GUO Biao

（Funan Agricultural Technology Promotion Center， Funan 236300， China）

Abstract To determine a suitable proportion of combined application organic and inorganic fertilizers winter wheat in Funan，a field experiment was carried out to investigate the effects of combined of different rates of organic fertilizer （0%， 15.00%， 30.00% and 50.00%） on winter wheat yield， quality and soil nutrients. The results showed that： ①the appropriate proportion of organic and inorganic application was beneficial to improve the yield of winter wheat. The yield of winter wheat increased first and then decreased with the increase of the proportion of organic fertilizer， and the treatment of M30 was the highest. According to the equation fitting， the highest yield was 8 679.00 kg/hm2 by the 17.26% organic fertilizer for chemical fertilizer. ②The combined application of organic and inorganic fertilizer could improve the quality index of winter wheat， protein content， wet gluten content， starch content， settlement value and hardness index were increased by 0.83%-4.05%， 0.36%-2.72%， 0.25%-1.50%， 3.11%-3.41% and 0.42%-3.82%， respectively. M30 was the highest. ③Compared with optimizing fertilization， the contents of total nitrogen， total phosphorus and total potassium in soil were not significantly affected and the organic matter was increased by 3.07%-7.01% under the combined application of organic and inorganic fertilizers. The contents of soil alkali-hydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potassium was no significant difference. Based on the results of yield， quality of winter wheat and soil nutrient contents. The appropriate ratio of organic fertilizer to chemical fertilizer was 30.00%.

Keywords combined application; winter wheat; yield; quality; soil nutrient

安徽阜南縣位于安徽省西北部，黃淮平原南端，淮河中上游結合部北岸，面積1 801 km2，轄28個鄉鎮和1個省級經濟開發區。屬暖溫帶半濕潤季風氣候區，具有明顯的南北氣候過渡帶特征，季風明顯，四季分明，春溫多變，夏雨集中，秋高氣爽，冬季寒冷。對于農業而言，阜南氣候特征兼有南北氣候之長，即降水優于北方，光照優于南方，是一個典型的以種植業為主的農業大縣、畜牧養殖大縣、全國商品糧基地縣。農作物播種面積常年保持在206 667 hm2，其中冬小麥常年播種面積80 000 hm2，是安徽省冬小麥的主產區和重要的商品麥生產基地，對保障安徽省糧食安全起到至關重要的作用[1]。相關調查結果表明，安徽省冬小麥施肥現狀存在重施化肥，尤其是氮肥，過量施肥現象[2]?；蔬^量施用導致土壤耕地質量退化、養分損失加劇、生態環境破壞等一系列問題[3-4]。合理施肥是提高冬小麥產量和品質的保障。有機肥具有營養全面、保水保肥、養分釋放慢等特性，能夠改善土壤理化性質和保證養分持續供應[5]，化學肥料具有養分含量高、釋放速度快、用量少等優勢[6]，有機肥和無機肥配施則可以充分發揮兩者優點，既能培肥地力、持續養分供應，又能解決化肥養分使用不合理帶來的環境污染問題，達到作物增產增效目標[7-8]。

阜南縣畜禽糞污年總產量192 萬t，農作物秸稈等農業有機廢棄物資源豐富。為加快畜禽糞污資源化利用，推動農業綠色高質量發展，2021年農業農村部聯合財政部在安徽省17個縣實施了綠色種養循環農業試點項目，阜南縣被列為試點項目縣之一，通過試點項目實施，全縣畜禽糞污綜合利用率達94%，揭開了有機廢棄物綜合利用新篇章。本研究針對阜南縣冬小麥生產中不合理的施肥現狀，通過設置有機無機配施比例田間試驗，測定冬小麥產量、品質及土壤養分指標變化，探求適合冬小麥生產的有機肥替代化肥比例，以期達到冬小麥產量和品質提升雙高效，同時培肥土壤，為冬小麥合理施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗點位于阜南縣鹿城鎮駱莊阜南縣農業科學研究所內，地處21°37′04″ N、115°33′10″ E，海拔33.31 m。處于北亞熱帶北側、暖溫帶南緣，屬暖溫帶半濕潤季風氣候。雨量適中，光照充足，年平均氣溫15.4 ℃，年平均降水量為958.2 mm，年平均無霜期220 d，平均日照時數2 146.8 h。供試土壤類型為砂姜黑土，試驗前按“S”型10點采集0～20 cm基礎土壤，土壤理化指標如下：pH 5.39、有機質20.37 g/kg、全氮1.16 g/kg、全磷0.63 g/kg、全鉀14.20 g/kg、堿解氮84.00 mg/kg、有效磷38.91 mg/kg、速效鉀187.30 mg/kg。

1.2 供試材料

1.2.1 供試作物 冬小麥，品種為淮麥22，條播，播量225.00 kg/hm2。

1.2.2 肥料類型 ?化學肥料均為單質肥料，其中氮肥尿素為中鹽安徽紅四方股份有限公司生產（純N 46%）；磷肥過磷酸鈣為銅陵化工集團有限公司生產的顆粒狀磷肥（P2O5 12%）；鉀肥氯化鉀為羅布泊鉀鹽有限公司生產（K2O 60%）。有機肥為阜南縣林海生態技術有限公司生產，養分含量分別為純N 2.26%、P2O5 2.48%、K2O 1.83%。

1.3 試驗設計

試驗設空白對照（CK）、單施化肥優化施肥（OPT）、有機肥替代15.00%化肥配施（M15）、有機肥替代30.00%化肥配施（M30）和有機肥替代50.00%化肥配施（M50）5個處理。小區面積4 m×6 m=24 m2，3次重復，隨機區組排列，區組內土壤、地形等條件保持相對一致。優化施肥養分用量氮肥（N）、磷肥（P2O5）和鉀肥（K2O）分別為225.00、75.00和90.00 kg/hm2。有機無機配施處理有機肥替代量按總氮量一致計算，磷鉀根據有機肥養分含量計算，磷鉀不足處理施化肥補足，超過部分不考慮。

有機肥、化學磷肥和鉀肥按不同處理小區用量一次性基施，人工施肥后翻耕入土15 cm。氮肥用量按基肥∶追肥（6∶4）進行，其中追肥時期為拔節期。病蟲草害防治按常規進行。

1.4 樣品采集與分析方法

1.4.1 樣品采集 ?冬小麥樣品于成熟期按小區單打單收測實產。各小區采集2.00 kg冬小麥籽粒用于品質指標測試分析。

土壤樣品冬小麥收割后各小區按“S”型采集0～20 cm土壤8～10點，剔除秸稈、根系等雜質，掰碎混勻用四分法分取1 kg土壤攤開晾干磨碎用于分析。

1.4.2 樣品測試方法 ?籽粒蛋白質含量、濕面筋含量、淀粉含量、沉降值、硬度采用近紅外谷物分析儀測定。土壤養分指標采用凱氏法測定全氮，比色法測定全磷，火焰光度法測定全鉀，外加熱法測定有機質、堿解擴散法測定堿解氮[9]。

1.5 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0進行數據計算和統計分析，采用鄧肯（Duncan）檢驗，且在P<0.05水平下進行；采用OriginPro 2017進行數據作圖。

2 結果與分析

2.1 有機肥和無機肥配施對冬小麥產量的影響

不同比例有機肥替代化肥對冬小麥產量的影響不同（圖1）。施肥顯著影響冬小麥產量，較不施肥對照冬小麥增產達93.99%～114.91%。相對于優化施肥，有機肥替代化肥各處理冬小麥產量均隨著有機肥替代比例的增加呈現先增加后降低的趨勢，各替代處理以有機肥等養分替代30.00%化肥的產量最高，為8 560.00 kg/hm2，較優化施肥增產1.97%，有機肥等養分替代化肥50.00%則顯著降低冬小麥產量，降幅為7.95%。說明有機肥替代化肥要有適宜的比例，并不是越高越好。根據冬小麥產量和有機肥等養分替代比例之間的二次函數關系式y=-0.787 1x2+27.185x+8 444.5（R?=0.942），在等養分條件下，有機肥替代化肥的比例為17.26%時，冬小麥產量最高，為8 679.00 kg/hm2，本試驗條件下，有機肥等養分替代時有機肥替代比例為17.26%最適宜。

2.2 有機肥和無機肥配施對冬小麥品質的影響

施肥顯著提高冬小麥品質，合理有機無機配合施肥則更有利于提高冬小麥品質（表1）。不施肥處理冬小麥營養品質指標均顯著低于各施肥處理。與單施化肥相比，有機肥與化肥配施處理使冬小麥蛋白質含量、濕面筋含量、淀粉含量、面粉沉降值和硬度指數分別提高0.29%～5.39%、0.36%～3.83%、0.25%～1.24%、2.52%～3.63%和0.42%～4.08%，均以有機肥替代30%化肥處理的冬小麥品質提升幅度最高，各施肥處理間無顯著性差異。

2.3 有機肥和無機肥配施對土壤性質的影響

由表2可知，施肥可以有效提高土壤有機質、全氮、全磷和全鉀含量，其中土壤有機質和全氮達到顯著性差異。相對于單施化肥處理，有機肥無機肥配施各處理對土壤全氮、全磷和全鉀的影響不大。主要影響因素是土壤有機質含量的變化。不同施肥處理下土壤有機質含量為19.58～20.95 g/kg。與單施化肥處理相比，土壤有機質含量隨有機肥施用比例的增加呈增加趨勢，有機肥無機肥配施處理土壤有機質提升幅度3.07%～7.01%，以有機肥替代50.00%氮肥處理增幅最大，且有機肥替代50.00%化肥有機無機配施處理的土壤有機質達到顯著性提高。

由表3可以看出，施肥能顯著提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量。與單施化肥相比，各有機肥配施處理土壤堿解氮含量沒有明顯的提升。土壤有效磷含量則隨著有機肥配施比例的增加呈增大趨勢，且有機肥替代30%氮肥和有機肥替代50%氮肥處理達到了顯著性差異。有機肥無機肥配施均能顯著提高土壤速效鉀含量，提升幅度為4.40%～5.55%，各配施比例間無顯著性差異，但均顯著高于單施化肥處理。

3 討論與結論

自進入工業革命以來，化肥對增加糧食產量作用不可替代，但其不合理施用帶來的負面環境效應同樣不可忽視。有機肥雖然能夠持續供肥、改善土壤結構、協調作物養分吸收，但不能滿足作物關鍵生育時期的養分需求。相關研究表明，有機肥和無機肥配施可以提高作物產量[10-11]。本研究表明，有機肥和無機肥一定比例配施較單施化肥可以有效提高冬小麥產量，以M30處理產量最高，配比過高則會降低冬小麥產量，這與前人的研究結果一致[12]。通過方程擬合得出本試驗條件下獲得冬小麥最高產量的有機肥配施比例為17.26%。有機肥和無機肥合理配施是提高小麥品質的有效途徑[6]。本試驗中，有機無機配施處理小麥品質指標均高于單施化肥處理，且以M30配施比例提升效果最佳。說明有機肥配施比例過高或過低都不利于小麥品質的提升。本試驗結果表明，有機肥和無機肥合理配施，不僅可以有效增加土壤有機質含量，還可以有效提高土壤速效養分含量，這與前人研究結果一致[13]。

綜合冬小麥產量、品質和土壤養分綜合結果，本試驗條件下，有機無機配施對冬小麥增產提質方面起到了積極的促進作用，冬小麥有機肥替代比例在30.00%時施用效果最佳。另外，本試驗結果為短期試驗結果，為保證數據的正確性，今后還需對試驗進行長期定位監測。因地制宜確定有機肥施用比例，將對阜南縣冬小麥合理施肥、有效利用畜禽養殖廢棄物資源具有積極的促進作用。

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（責編：何 艷）