不同比例有机肥替代化肥对小麦产量的影响

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　　摘要：通过田间试验，研究不同比例有机肥替代化肥对小麦（Triticum aestivum L.）产量的影响，以期为江苏省常州市金坛区小麦施肥探索到最佳有机肥替代比例。结果表明，有机肥与无机肥配合施用能有效减少化肥施用，小麦产量随有机肥替代比例增加呈先上升后下降的趋势，其中20%替代效果最佳，能有效保障小麦增产;但是如果有机肥替代比例过高，则会引起小麦贪青晚熟现象，不利于高产和下季作物种植。
　　关键词：小麦（Triticum aestivum L.）;产量;有机肥;化肥
　　中图分类号：S512.1         文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（2019）07-0032-03
　　Abstract： The influence of different proportion of organic fertilizer instead of chemical fertilizer on wheat yield was studied through field experiment， so as to find the best proportion of organic fertilizer for wheat fertilization in Jintan district of Changzhou city of Jiangsu province. Results showed that combinative application of organic and inorganic fertilizer could effectively reduce inorganic fertilizer dosage， and wheat yield tended to increase first and then decrease with the increase of replacement ratio of organic fertilizer， of which 20% replacement effect was best， could effectively guarantee the wheat yield. But if replacement ratio of organic fertilizer was too high， it would cause wheat over-green growth and late-maturing， and was not conducive to high yield and the next season crop.
　　Key words： wheat（Triticum aestivum L.）; yield; organic fertilizer; inorganic fertilizer
　　江苏省常州市金坛区地处长江中下游麦区的太湖流域、丘陵地区，小麦（Triticum aestivum L.）一直是金坛区主要种植粮食作物。但是近年来，随着综合生产能力的不断提高，农民对土地的投入越来越多，尤其对氮肥的投入逐年增长[1]，长期大量滥用化肥导致土壤酸化、板结，农产品品质下降，氮肥利用率低，污染地下水[2-5]，地力水平下降，影响了土壤综合生产能力。据报道，中国氮肥的施用量占世界第一位。目前发达国家农作物对氮素的利用率为40%～60%，中国大部分地区为30%;氮肥的损失率高达50%～60%，每年含氮化肥的损失量达800多万吨[6]。
　　改变现有的施肥方式，保护环境，提升耕地质量刻不容缓。有研究表明，外加有机碳源可促进微生物对无机氮的固定，减少氮素损失，增加土壤有机质含量，提高土壤养分有效性[7]，减少肥料养分损失率[8]，从而起到培肥土壤，提高农田生态系统生产力的目的。有机肥具有供应土壤养分和改善土壤结构的双重功效，也是充分利用自然资源、减少环境污染、由无机農业向生态农业和绿色农业发展的必要途径[9，10]。与单施化肥相比，有机肥与无机肥配施有利于作物中后期干物质累积和养分吸收[11]。
　　近年来，有关有机肥的报道多集中在有机肥对作物生理学特性[10，12，13]、农产品产量和品质[14-16]、土壤微生物多样性和土壤肥力等方面，而针对小麦有机肥替代无机肥的最佳比例的研究鲜有报道。本试验通过有机肥田间试验，分析了等氮条件下小麦有机肥部分替代化肥的适宜比例，以期为实施有机肥替代化肥行动提供参考意见。
　　1  材料与方法
　　1.1  试验地点
　　试验设在常州市金坛区薛埠镇仙姑村棠梨岗自然村。该地区属北亚热带季风区，四季分明;雨量充沛，年降水量1 063.5 mm;日照充足，日照率46%;年平均气温15.3 ℃，无霜期228 d;年平均湿度78%。供试土壤为水稻土，耕层有机质含量为25.15 g/kg，速效钾含量为112 mg/kg，全氮含量为1.69 g/kg，有效磷含量为13.4 mg/kg，pH 6.75。
　　1.2  供试品种
　　供试小麦品种为弱筋小麦宁麦13号，播量225 kg/hm2，前茬作物为水稻。配方肥基肥和穗肥的N、P2O5、K2O含量分别为16%、18%、8%和18%、7%、10%，为金坛区水稻测土配方施肥主推肥料品种。商品有机肥符合NY 525-2012标准，含氮量以1.5%计算。除施肥外，各小区其他田间管理措施相同。
　　1.3  试验设计
　　试验共设7个处理（表1），3次重复，配方施肥总氮为217.8 kg/hm2，并以此用量为基准计算有机肥替换量。有机肥作为基肥一次性施用。
　　于2016年11月10日播种，同时施入基肥，于2017年3月10日施拔节孕穗肥。病虫草害遵循区植保站要求，除施肥外，其他田间处理一致。 　　1.4  产量及其构成因素的测定
　　各小区在小麦成熟前15 d随机取20茎进行考种，测定有效穗数、穗粒数、退化数、株高、穗长、茎粗以及倒一叶、倒二叶葉绿素SPAD值。实际产量为各小区小麦进行收割、晒干、脱粒后称得的子粒质量，再折算为公顷产量。
　　2  结果与分析
　　2.1  不同施肥处理对小麦农艺性状影响
　　收割前15 d，每处理选取代表性样品对农艺性状进行考察。叶绿素SPAD值是利用叶绿素计进行无损伤活体测定的反映植物叶片叶绿素相对含量的指标[17]。由表2可知，不施肥对照的株高、穗长、茎粗、叶绿素SPAD值均小于其他处理，并表现早衰，功能叶仅剩倒一叶且叶色枯黄;处理7即有机肥氮替代无机肥氮的比例为50%的处理小麦明显贪青晚熟。与单施无机肥料相比，有机肥与无机肥配施能有效延缓小麦倒一叶的衰老，最终为提高产量奠定坚实基础。
　　2.2  不同施肥处理对小麦产量及其产量结构的影响
　　由表3可知，不施肥对照产量是其他处理产量的51.8%～67.4%，可见施肥能有效增加小麦产量。产量随着有机肥施用量的增加呈先上升后下降的趋势，在保障全程氮肥用量和后期穗肥一致的前提下，在基肥中用有机肥替代化肥能促进化肥利用，有效提高产量。有机肥氮替代无机肥氮的比例大于或等于30%时，产量均低于全量化肥处理（处理2）。可见，有机肥与无机肥配施并不是有机肥越多越好，当前试验下，增施20%有机肥氮替代化肥氮能有效提高小麦产量。有效穗变化规律和产量相似，也是随着有机肥施用量的增加呈先上升后下降趋势，可见增施有机肥替代化肥过量易导致前期分蘖成穗养分供应不足。从拔节期开始，养分供应就开始影响小麦穗粒数，处理5、处理6和处理7条件下小麦前期成穗速效养分供应不足，影响分蘖成穗，同时影响后期攻大穗;特别是处理6和处理7，有机肥氮大量替代化肥氮，肥效缓慢释放，在需肥高峰期速效养分提供不足，后期出现贪青晚熟等现象致使产量下降。
　　3  小结与讨论
　　有机肥与无机肥配合施用能有效减少化肥施用，其中20%氮替代能保障小麦增产，替代比例大于20%时，小麦产量均低于纯化肥处理。前人多年试验研究表明，有机肥替代化肥，其作用不仅仅是为了大幅度增加产量，更主要的是为了综合提升耕地质量，包括土壤养分、有机质、土壤微生物、土壤细菌等，最终形成一个稳定绿色可持续的农田生态系统，这样才能增加作物产量并提高增产稳定性。
　　同时通过不同比例有机肥替代分析可以发现，替代比例过高，不能在小麦需肥高峰期有效提供速效养分，而且会出现大量施用有机肥费工费时的缺点。有机肥肥效持久，灌浆后期仍具有较高的叶绿素含量和抗氧化酶活性，保持较长的叶片功能期，延长灌浆进程[18]，有机肥过多易引起贪青晚熟现象，不利于高产和下季作物种植。
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