青海低位山旱地化肥氮有機替代研究初探

徐仲陽， 王亞藝，張 洋，李松齡，王 信，馬玲春，高旭升

(青海省農(nóng)林科學院，青海 西寧 810016)

青海省地形復(fù)雜，地貌多樣，垂直地帶明顯，呈典型的立體農(nóng)業(yè)特點，小麥種植南自北緯32°11′玉樹囊謙縣，北至38°11′海北祁連縣，西從東經(jīng)90°31′海西阿拉爾，東到東經(jīng)102°56′民和縣，地跨6個緯度、12個經(jīng)度，海拔高度相差1800m[1]。試驗地在青海春小麥種植區(qū)劃屬于海東低位山旱地麥區(qū)，占青海省山旱地面積的21.2%，耕地面積的12.4%，常年小麥播種面積約占全省的14.3%，占旱地總面積的28.3%[1]。自2018年對該區(qū)4縣8鄉(xiāng)11個自然村進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小麥種植農(nóng)戶中約50%施氮肥偏高，施磷肥適中，而98%的農(nóng)戶鉀肥用量嚴重不足，肥料中以化肥為主，有機肥用量甚少，且肥料追施比例不到10%，存在施肥不平衡、施肥方法及時期不當?shù)葐栴}。青海省大部分地區(qū)為農(nóng)牧交錯區(qū)，畜牧業(yè)相對發(fā)達，牛羊糞便的無害化處理不僅可以保護環(huán)境，更可以肥田，因此，在青海進行化肥有機替代具有巨大的資源優(yōu)勢，另外自2000年以來，我國口糧實現(xiàn)自給，糧價平穩(wěn)[2-4]，以上這些為小麥生產(chǎn)化肥減施和化肥有機替代提供了良好的外部條件。目前，小麥生產(chǎn)有機肥替代化肥已在多省區(qū)進行[5-6]，合理進行有機肥替代化肥已成為目前作物栽培研究的熱點[7-10]。本研究在青海東部農(nóng)業(yè)區(qū)具代表性的低位山旱地進行了小麥配方肥優(yōu)化試驗和化肥有機替代研究，旨在為青海低位山旱地春小麥栽培有機肥利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗位于青海省湟中區(qū)李家山鎮(zhèn)下油房村低位山旱地(36°47′34″N、101°32′35″E，海拔2560m)進行，試驗地土質(zhì)為沙壤土，土壤20cm耕層基礎(chǔ)養(yǎng)分水為：全氮(N)1.49gkg-1，全磷(P2O5)2.15gkg-1，全鉀(K2O)24.89mgkg-1，有機質(zhì)15.56gkg-1，pH 8.24。試驗地年均溫3-5℃，年降水量450-500mm，無霜期130-140d。

1.2 試驗材料

試驗材料為青海省農(nóng)林科學院自育品種青春38，山旱地播量300kg/hm2，行距20cm。有機肥，青海恩澤公司生產(chǎn)的沃土綠豐有機肥(N2.6%、P2O51.2%和K2O 2.0%)，N+P2O5+ K2O≥5%；尿素，N≥46%；磷酸二銨，N=18%，P2O5=46%；過磷酸鈣，P2O5≥12%；氯化鉀，K2O≥50%。

1.3 試驗設(shè)計

在課題組前期測土配方優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上，試驗共設(shè)5個處理，(1)不施化肥氮對照，(CK)；(2)農(nóng)民常規(guī)施肥(FP)；(3)化肥優(yōu)化施用(在農(nóng)民常規(guī)施肥基礎(chǔ)上優(yōu)化施用專用肥和有機肥，OP)；(4)在化肥優(yōu)化的基礎(chǔ)上配施有機肥氮50%+50%化肥(50%OM)；(5)在化肥優(yōu)化基礎(chǔ)上配施有機肥氮30%+70%化肥氮(30%OM)。(6)在化肥優(yōu)化基礎(chǔ)上配施有機肥氮10%+90%化肥氮(10%OM)。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積30m2(5m×6m)，3次重復(fù)。試驗時間2018年。注：本實驗為了研究氮替代量，CK施用磷和鉀，以消除磷鉀背景效應(yīng)。各小區(qū)養(yǎng)分用量情況見表1。

表1 山旱地養(yǎng)分用量表

1.4 測定項目與測定方法

1.4.1 小麥不同部位含氮量測定

小麥籽粒氮含量用凱氏定氮法測定。

1.4.2 肥料利用率

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 21.0進行方差(ANOVA)分析和差異顯著性檢驗，用Excel 2019作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥氮有機替代對產(chǎn)量的影響

由圖1中可以看出，不同有機肥替代氮肥對春小麥產(chǎn)量影響較大。50%OM處理下，產(chǎn)量最高，且顯著高于其他處理；CK處理和10%OM處理下，產(chǎn)量最低，且顯著低于其他處理。50%OM處理下，產(chǎn)量最高為5344kg/hm2，較CK增產(chǎn)580kg/hm2，增產(chǎn)率為12.18%；較FP處理增產(chǎn)214kg/hm2，增產(chǎn)率為4.17%，較OP處理增產(chǎn)300kg，增產(chǎn)率達6.9%。農(nóng)戶習慣施肥(FP)處理較CK處理增產(chǎn)367kg/hm2，增產(chǎn)率為7.7%；優(yōu)化施肥(OP)處理較CK增產(chǎn)236kg/hm2，增產(chǎn)率為4.95%；OP處理較CK處理增產(chǎn)236kg/hm2，增產(chǎn)率為4.95%；50%OM處理較30%OM處理增產(chǎn)5.6%；較10%OM處理增產(chǎn)10.59%；30%OM處理較CK處理增產(chǎn)69kg/hm2，增產(chǎn)率為1.45%；與FP相比，產(chǎn)量差異不顯著；比OP處理增產(chǎn)63kg/hm2，增產(chǎn)率為1.26%；較10%OM處理增產(chǎn)230kg/hm2，增產(chǎn)率為4.8%。10%PM除比對照增產(chǎn)外，與其他處理相比產(chǎn)量均有下降。

圖1 有機替代結(jié)果

由圖1可以看出，適當?shù)挠袡C肥替代化肥氮可以提高小麥產(chǎn)量，從試驗結(jié)果來看，30%OM處理與FP和OP產(chǎn)量無顯著差異，50%OM處理產(chǎn)量最優(yōu)。

2.2 化肥氮有機替代對肥料利用率的影響

由表2可以看出50%OM處理氮利用率最高，達到了43.64%，10%OM處理最低14.79%。各處理與FP處理相比，OP處理比FP處理氮利用率提高了2.93%，處理50%OM提高了26.83%，30%OM處理提高了7.77%，10%OM處理氮利用率比FP處理降低了2.02%。各處理與與OP相比，50%OM提高了23.9%，30%OM處理提高了4.84%，10%OM下降了4.95%。

表2 不同處理氮利用率

因此，化肥有機氮替代可以明顯促進化肥氮吸收，提高氮利用率。

3 結(jié)論與討論

本研究初步得到青海海東低位山旱地化肥氮有機替代量以30%-50%為宜，30%-50%化肥氮有機替代不僅提高了旱地春小麥對氮的利用率，而且可以起到一定的增產(chǎn)作用。化肥氮有機替代是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本研究還需要進行多年多點試驗研究，提高本研究的可靠性和精準性，用以指導(dǎo)生產(chǎn)實際。