有機肥部分替代氮肥對優(yōu)質(zhì)麥生長、品質(zhì)和氮效率的影響

崔永增,姚海坡,李 謙,姚艷榮,呂麗華,吳立勇,翟立超,賈秀領(lǐng)

(1.農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測實驗站,河北省作物栽培生理與綠色生產(chǎn)重點實驗室,河北省農(nóng)林科學(xué)院 糧油作物研究所,河北 石家莊 050035;2.寧晉縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,河北 邢臺 055550)

目前,綠色健康的食品備受大眾的青睞,人們對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)提出了更高的要求。然而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中長期過量使用化肥,特別是氮肥,導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)不斷下降[1],同時導(dǎo)致了一系列的環(huán)境問題,包括水污染[2]、氮損失[3-6]以及溫室氣體排放[7]。因此,超量施氮已經(jīng)成為關(guān)乎生態(tài)環(huán)境以及人類健康的問題。為了解決這些問題,有必要對作物生產(chǎn)的氮肥管理進行優(yōu)化[8]。有機肥通過提高土壤有機碳和氮含量,改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤穩(wěn)定性[9],從而提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)[10-13]。然而,有機肥一方面養(yǎng)分釋放緩慢,不能及時滿足作物生長發(fā)育的需要;另一方面價格偏高,增加了農(nóng)民的生產(chǎn)成本。因此,近年來用有機肥部分替代化肥已經(jīng)受到許多學(xué)者的重視,并被廣泛應(yīng)用于作物生產(chǎn)[14-16],該方法作為一種節(jié)本高效提質(zhì)的施肥方法,促進了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

目前,關(guān)于有機肥部分替代化肥方面的研究大多集中于對環(huán)境的影響,包括改善了土壤物理和化學(xué)性質(zhì)[17],調(diào)節(jié)了土壤生物特性[18-19],減少了氮排放[20]。關(guān)于有機肥部分替代化肥對小麥產(chǎn)量的影響報道也較多,但由于不同來源的有機肥料養(yǎng)分種類存在差異,因此,導(dǎo)致有機肥替代氮肥的比例對產(chǎn)量的影響結(jié)果并不一致;同時替代后對小麥產(chǎn)量提高的生理基礎(chǔ)并無詳細(xì)闡明;并且針對有機肥替代氮肥后由于其肥效的緩釋性而不能及時滿足春季作物生長發(fā)育對氮素需求的解決方法也鮮有報道。針對上述問題,本研究通過對有機肥部分替代氮肥比例以及替代氮肥后春季增噴液態(tài)氮肥對小麥產(chǎn)量、品質(zhì)及氮效率影響的研究,一方面明確適宜本地區(qū)的有機肥替代比例,另一方面揭示有機肥部分替代氮肥后產(chǎn)量提高的生理基礎(chǔ),再一方面提出有機肥肥效緩釋條件下如何補充速效氮的替代技術(shù),以期為氮肥減量增效技術(shù)提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年10月—2022年6月連續(xù)2 a在河北省寧晉縣河北省農(nóng)林科學(xué)院試驗基地(114°53′E,37°37′N)進行。試驗地0～20 cm耕層土壤養(yǎng)分含量有機質(zhì)20.51 g/kg,全氮0.54 g/kg,全磷0.76 g/kg,全鉀9.77 g/kg,有效磷14.5 mg/kg,有效鉀170.9 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

參試小麥品種為藁優(yōu)5766。采用完全隨機試驗設(shè)計,小區(qū)面積60 m2,15 cm等行距播種,基本苗540萬株/hm2,3次重復(fù)。試驗共設(shè)置8個處理。T1:不施氮處理;T2:高效施氮處理(對照),氮素均來源于無機氮尿素;T3:20%替代率處理,用有機肥替代T2的20%化學(xué)氮肥用量;T4:40%替代率處理,用有機肥替代T2的40%化學(xué)氮肥用量;T5:60%替代率處理,用有機肥替代T2的60%化學(xué)氮肥用量;T6:80%替代率處理,用有機肥替代T2的80%化學(xué)氮肥用量;T7:100%替代率處理,用有機肥替代T2的100%化學(xué)氮肥用量;T8:100%替代率+液態(tài)氮處理,該處理用有機肥替代T2的100%化學(xué)氮肥用量,并于起身期(3月23日)噴施液態(tài)氮肥,折合純氮2.6 kg/hm2,液態(tài)氮來源于綠速達(dá)(意大利薩蒂班化學(xué)公司),該液態(tài)氮含總氮350 g/L,其中尿素氮144 g/L,緩釋氮206 g/L。T2～T7處理均施純N 210 kg/hm2,T8處理施純N 212.6 kg/hm2。所有處理磷、鉀肥用量相同,P2O5120 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2,具體施肥用量見表1。有機肥均作為基肥施用,有機肥為牛糞,含有純N 1.88%、P2O50.2%和K2O 0.92%;化學(xué)肥料為尿素(N 46%)、重過磷酸鈣(P2O546%)、氯化鉀(K2O 60%),其中磷和鉀肥作為基肥一次性施入。灌水方式采用微噴灌,小麥生育期總灌水量125 mm,分3次灌溉,分別為返青期45 mm、拔節(jié)期35 mm、開花期45 mm。2個小麥季降水量分別為154.0,70.0 mm。小麥10月14—25日播種,6月12—14日收獲,其他田間管理一致。

表1 不同施肥處理有機肥和化肥用量Tab.1 Amount of organic fertilizer and chemical fertilizer in different fertilization treatments kg/hm2

1.3 測定指標(biāo)和方法

產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成:每個小區(qū)人工收割1.5 m×2.0 m = 3 m2,籽粒自然風(fēng)干后脫粒稱質(zhì)量,折算為含水量13%的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量。成熟期每小區(qū)收獲1.11 m雙行的所有植株,計數(shù)穗數(shù),折合為公頃穗數(shù);隨機取40穗計數(shù)穗粒數(shù);脫粒、風(fēng)干后稱千粒質(zhì)量,重復(fù)4次,折算為13%含水量的標(biāo)準(zhǔn)千粒質(zhì)量。

單位面積粒數(shù)=每平方米穗數(shù)×穗粒數(shù);

收獲指數(shù)=籽粒產(chǎn)量/生物產(chǎn)量。

旗葉SPAD值:于起身期(3月30日)、拔節(jié)期(4月8日)、開花期(5月6日)和灌漿期(5月24日)采用手持式SPAD-502型葉綠素計測定上部展開葉的SPAD值,3次重復(fù),每重復(fù)選10片葉,取平均值。

葉面積指數(shù)(LAI): 于起身期、拔節(jié)期、開花期和灌漿期取樣,每小區(qū)取0.15 m2,選長勢均勻的10株,測量葉長和葉寬,計算單株葉面積和LAI。葉面積=葉長× 葉寬×0.83;LAI=單株葉面積×單位土地面積內(nèi)株數(shù)/單位土地面積。

品質(zhì)指標(biāo)的測定:采用SAN++型SKALAR連續(xù)流動分析儀測定氮含量,按氮含量的5.7倍換算蛋白質(zhì)含量;采用Glutomatic 2100型面筋儀依據(jù)GB/T 5506.2—2008方法測定濕面筋含量;采用810106002型電子粉質(zhì)儀依據(jù)GB/T14614—2019方法測定面團穩(wěn)定時間;采用86003302型拉伸儀依據(jù)GB/T 14615—2006方法測定最大拉伸阻力、拉伸面積。

氮效率相關(guān)指標(biāo):成熟期每個小區(qū)收獲1.11 m雙行小麥,植株分成莖葉和籽粒分別裝袋,80 ℃烘干至恒質(zhì)量,測定各部位干質(zhì)量。將樣品粉碎,采用半微量凱氏定氮法測定各部位含氮量,并計算籽粒和植株吸氮量。

氮肥利用率(Nitrogen use efficiency,NUE),采用差減法算得,即:(作物施氮處理吸氮量-不施氮處理吸氮量)/施氮量×100;

氮肥效率(Nitrogen fertilizer efficiency,NFE,kg/kg)=籽粒產(chǎn)量/當(dāng)季施氮量;

氮素吸收效率(Nitrogen uptake efficiency,NUPE,kg/kg)=植株氮素累積量/施氮量;

氮收獲指數(shù)(Nitrogen harvest index,NHI)=籽粒吸氮量/植物吸氮量×100%。

土壤硝態(tài)氮含量:于小麥起身—拔節(jié)期(4月1日)、開花—灌漿期(5月15日)和成熟期(6月10日)取土,每小區(qū)3個樣點,取土深度100 cm,每20 cm一層,裝于自封袋中,立即冷凍。解凍后采用0.01 mol/L的CaCl2溶液浸提,浸提液用流動分析儀(TRAACS-2000,BRAN+LUEBBE,德國)測定硝態(tài)氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù),在SAS v8e軟件包中運行GLM(General Linear Model)程序進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量形成的影響

2.1.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 由于第1季冬小麥試驗結(jié)果受基礎(chǔ)地力影響較大,因此,該試驗各項測定工作從第2季正式開展。由表2可見,T2對照(高效施氮)、T4(40%替代率)、T5(60%替代率)和T8(100%替代率+春季噴施液態(tài)氮)處理小麥產(chǎn)量較高,其次是T3處理(20%替代率),再次是T6處理,均顯著高于T7(100%替代率)處理,六者較T7分別提高9.8%,7.6%,8.4%,10.2%,5.6%,4.2%;T1(不施氮)處理產(chǎn)量最低。說明有機肥替代率過高時(80%以上)小麥產(chǎn)量反而較低,而替代率小于60%對產(chǎn)量影響不顯著;T8處理在100%替代率條件下,由于春季噴施少量的液態(tài)氮肥以補充速效營養(yǎng),同樣達(dá)到了較高的產(chǎn)量,其產(chǎn)量與僅施無機氮的高效施氮處理相當(dāng)。通過對產(chǎn)量構(gòu)成三因素分析可知,替代率小于60%條件下產(chǎn)量較高主要是通過增加單位面積穗粒數(shù)來實現(xiàn),與80%和100%替代率處理比較,穗粒數(shù)分別增加5.5%,5.6%。千粒質(zhì)量除不施氮處理外,其他7個處理間差異不顯著。收獲指數(shù)處理間差異也未達(dá)到顯著水平。

以T3～T7處理施入的有機氮量為橫坐標(biāo)、產(chǎn)量為縱坐標(biāo)進行擬合得到(圖1),有機氮量與產(chǎn)量呈二次曲線關(guān)系,擬合效果達(dá)極顯著水平(P<0.01)。根據(jù)擬合結(jié)果,在本試驗條件下當(dāng)有機肥替代率為48.1%,即有機純氮量達(dá)101.0 kg/hm2產(chǎn)量可達(dá)最高值(10 487.5 kg/hm2);當(dāng)減產(chǎn)幅度為1%,有機肥替代率分別為29.5%,66.7%?？梢娪袡C肥替代率在29.5%～66.7%均能得到較高的產(chǎn)量。

圖1 有機氮施氮量與籽粒產(chǎn)量關(guān)系Fig.1 Relationship between organic nitrogen application and grain yield

2.1.2 葉面積指數(shù) 由圖2不同肥料處理的葉面積指數(shù)(LAI)可見,在起身期(3月30日),T3和T8處理LAI較高,其次是T4處理,但三者間差異未達(dá)顯著水平,三者較T2對照處理分別高9.3%,14.6%,8.0%;其次是T2對照、T5、T6、T7處理較高,較不施氮的T1處理分別高53.6%,57.7%,60.2%,58.2%。拔節(jié)期(4月8日),T2、T3和T8處理 LAI較高,較其他施氮處理平均值分別高19.6%,14.4%,15.9%,其次是T4和T5處理較高,較替代率較高的T6和T7處理平均值分別高14.0%,9.9%。開花期(5月6日),T3處理 LAI顯著較高,較其他施氮處理平均值高13.4%,其次是T2、T4和T8處理,較替代率較高的其他施氮處理平均值分別高14.6%,12.1%,8.4%。灌漿中后期(5月24日),為T4處理LAI顯著較高,T1不施氮處理顯著較低,而其他施氮處理間LAI差異不顯著,其中T4處理較其他處理平均值高19.1%。可見,多數(shù)時期高效施氮,20%,40%,100%替代率+液態(tài)氮處理LAI較高;并且起身和拔節(jié)期LAI變化趨勢說明,3月23日噴施液態(tài)氮肥可明顯促進葉片生長,而快速提高春季LAI,從而使噴施液態(tài)氮肥處理得到與高效施氮處理相當(dāng)?shù)腖AI;而在生育中后期,有機氮的肥效緩慢釋放,綠葉面積降幅較小,從而維持了較長的綠葉持續(xù)時間,有機肥替代氮肥各處理同樣實現(xiàn)了與高效施氮處理相當(dāng)?shù)腖AI,這可能是有機肥替代化肥后產(chǎn)量穩(wěn)定的生理基礎(chǔ)。

不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖3同。Different lowercase letters indicate significant difference(P<0.05).The same as Fig.3.

2.1.3 上部展葉SPAD值 由圖3不同肥料處理上部展葉SPAD可見,起身期T3處理葉片SPAD值最高,其次是T2和T8處理,三者間差異未達(dá)顯著水平,再次是T4、T5、T6和T7處理,SPAD值顯著低于T3處理,T3處理較四者平均值高6.2%,不施氮處理SPAD顯著較低。拔節(jié)期T2、T3、T4、T5和T8處理SPAD值顯著較高,較其他施氮處理平均值分別高6.4%,7.9%,6.7%,8.4%,7.5%;其次是T6和T7處理,較不施氮處理分別高23.3%,26.8%。開花期T3、T4、T5和T8處理SPAD值較高,其次是T2和T6處理,各處理間差異未達(dá)顯著水平,但較T7處理分別高6.1%,6.9%,6.1%,4.6%,3.0%,4.2%。灌漿中后期為T4、T5和T8處理SPAD值較高,較其他施氮處理平均值分別高2.3%,3.1%,3.4%,其次是T6和T7處理,但與前三者差異未達(dá)顯著水平,再次是T2和T3處理?？梢?有機肥部分替代氮肥可明顯提高拔節(jié)以后葉片SPAD值,多數(shù)時期20%,40%,60%替代率和100%替代率+液態(tài)氮處理上部展葉SPAD值較高,且大多與高效施氮處理相當(dāng);3月23日噴施液態(tài)氮肥明顯提高了葉片SPAD值,在起身期、拔節(jié)期和開花期該處理SPAD值與高效施氮處理相當(dāng),且灌漿中后期有機氮肥效緩慢釋放,該處理SPAD高于高效施氮處理。

圖3 不同肥料處理小麥上部展葉葉綠素相對含量Fig.3 SPAD of uppermost leaf for wheat under different fertilizer treatments

2.2 不同施肥處理對籽粒品質(zhì)性狀的影響

蛋白質(zhì)含量為T1不施氮處理顯著較低,其他處理間差異不顯著。吸水率和濕面筋含量各處理間差異也不顯著。穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力均為T4處理較高,其次是T7或者T8處理較高,而T1處理最小,前3個處理穩(wěn)定時間較T2對照處理分別提高17.8%,10.0%,13.2%,拉伸面積較T2處理分別提高23.5%,15.1%,9.7%,最大拉伸阻力較T2處理分別提高9.1%,4.3%,3.4%;而T2和T3處理間差異不顯著(表3)。可見,有機肥替代氮肥大多能提高籽粒品質(zhì),尤其是替代率大于40%時效果更明顯。

表3 不同肥料處理籽粒品質(zhì)性狀Tab.3 Grain quality characters under different fertilizer treatments

2.3 不同施肥處理對氮素吸收與利用的影響

由表4可見,各施氮處理籽粒吸氮量顯著高于不施氮處理,其中 T2、T4和T8處理籽粒吸氮量顯著較高,較其他施氮處理平均值分別高6.9%,7.7%,9.9%;其次是T3和T6處理,再次為T5和T7處理較高,分別較不施氮處理提高22.5%,24.3%,15.0%,18.7%。氮肥利用率指單位施氮量下作物的吸氮量,為T8和T2處理顯著較高,二者差異不顯著,較其他施氮處理平均值分別高11.7,13.6百分點;其次是T4處理較高,再次是T6處理,二者差異顯著,較利用率較低的其他施氮處理平均值分別高11.7,4.7百分點;其他幾個有機肥替代處理氮肥利用率較低。

表4 不同肥料處理小麥氮效率Tab.4 Nitrogen efficiency under different fertilizer treatments

氮肥效率指單位施氮量生產(chǎn)的經(jīng)濟產(chǎn)量,為 T2、T5和T8處理較高,其次是T3、T4和T6處理,六者間差異未達(dá)顯著水平,但顯著高于T7處理,分別高9.7%,8.4%,8.9%,5.6%,7.6%,4.1%。氮素吸收效率為單位施氮量下植株氮素積累量,為T2和T8處理較高,其次是T4處理,三者差異不顯著,較其他施氮處理平均值分別高9.3%,9.3%,6.7%;再次是T3、T6和T7處理較高。氮收獲指數(shù)為植株吸氮量轉(zhuǎn)移至籽粒中的氮量,為不施氮的T1處理顯著較高,較其他施氮處理平均值高6.3%;其次是T3、T4、T5、T6和T8處理高于T2和T7處理,但各施氮處理間差異未達(dá)顯著水平(P<0.05)?？梢?高效施氮、40% 替代率和100%替代率+液態(tài)氮肥處理各項氮效率指標(biāo)大多表現(xiàn)較優(yōu),可為推薦的施氮技術(shù)。

2.4 不同施肥處理對土壤硝態(tài)氮含量的影響

起身—拔節(jié)期(圖4-A)和開花—灌漿期(圖4-B)土壤硝態(tài)氮含量變化趨勢大體一致,0～80 cm土層硝態(tài)氮含量大多表現(xiàn)為T8、T7>T6>T5>T4>T3≥T2>T1,起身—拔節(jié)期前六者較T2高效施氮處理分別提高192.1%,153.7%,136.4%,106.7%,66.2%,20.8%;開花—灌漿期前六者較T2高效施氮處理分別提高206.7%,194.9%,98.9%,65.0%,37.1%,11.1%。80～100 cm土壤硝態(tài)氮含量2個時期不同,起身—拔節(jié)期為T8、T7>T6>T2>T5>T4>T3>T1,前三者較T2處理分別提高13.5%,14.5%,5.4%。開花—灌漿期為T8>T4、T2>T6、T5>T7>T3>T1,T8處理較T2處理提高5.2%。成熟期(圖4-C)隨有機肥替代率升高各層土壤硝態(tài)氮含量大多也呈增加的趨勢,0～60 cm土層該趨勢尤為明顯,硝態(tài)氮含量大多表現(xiàn)為T8>T7>T6>T5>T4、T3>T2>T1,前六者較T2高效施氮處理分別提高258.3%,214.0%,117.0%,69.1%,45.1%,18.5%;60～80 cm土壤硝態(tài)氮含量為T7>T8>T6>T4、T2>T5>T3>T1,前三者較T2處理分別提高53.9%,42.9%,19.1%;80～100 cm土壤硝態(tài)氮含量為T2>T8、T7>T6>T5、T4>T3>T1,中間6個有機肥替代處理較T2處理分別降低25.6%,27.3%,32.9%,37.4%,40.2%,44.1%?？梢?有機肥替代氮肥能明顯增加起身—灌漿期0～80 cm和成熟期0～60 cm土壤硝態(tài)氮含量,使土壤硝態(tài)氮更多地被固定在淺層而出現(xiàn)表聚現(xiàn)象,從而增加中后期小麥對氮素的吸收利用,替代率越高土壤硝態(tài)氮含量越高,主要原因可能為有機肥肥效較緩,養(yǎng)分釋放較慢的緣故。有機肥替代氮肥能明顯降低成熟期80～100 cm 土壤硝態(tài)氮的積累,說明有機肥替代氮肥一定程度減少深層土壤硝態(tài)氮滲漏,降低了硝態(tài)氮向下層淋溶的風(fēng)險。

圖4 不同施肥處理對土壤硝態(tài)氮含量的影響Fig.4 Soil nitrate nitrogen content in different treatments after wheat harvest

3 結(jié)論與討論

3.1 冬小麥穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的有機肥替代比例的選擇

關(guān)于有機肥替代氮肥的研究,由于研究區(qū)域、有機肥種類、試驗地肥力等基礎(chǔ)條件的不同,其最佳替代率的研究結(jié)果不一。學(xué)者們分別得出25%[21-22],30%[23],40%[12],75%[24]的替代率小麥產(chǎn)量明顯提高,籽粒品質(zhì)得到一定程度改善[22],氮肥效率提高[1]的結(jié)論。本研究通過對T3～T7處理施入的有機氮量與產(chǎn)量進行擬合得到,29.5%～66.7%的替代率可維持較高冬小麥產(chǎn)量,尤其40%的替代率處理小麥產(chǎn)量、籽粒品質(zhì)和氮效率表現(xiàn)較優(yōu),實現(xiàn)與對照高效施氮處理相當(dāng)或更高的效果;其中該處理品質(zhì)指標(biāo)籽粒穩(wěn)定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力較對照處理分別提高了17.8%,23.5%,9.1%,籽粒產(chǎn)量、籽粒吸氮量、氮肥效率和氮素吸收效率與對照相當(dāng),實現(xiàn)了較高的品質(zhì),保持了穩(wěn)定的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。有機肥部分替代氮肥一方面滿足了大眾對綠色食品、高品質(zhì)食品的要求;同時與更高替代率處理相比,有機肥部分替代氮肥一定程度降低了有機肥的投入,從而降低了生產(chǎn)成本,滿足了農(nóng)民對經(jīng)濟效益的要求。

3.2 有機肥替代氮肥產(chǎn)量調(diào)控的主要生理基礎(chǔ)

關(guān)于有機肥部分替代氮肥而提高作物產(chǎn)量的機制,它可能與提高作物籽粒氮素的積累[12]土壤肥力[9]、養(yǎng)分可利用性[25-26]和氮肥利用效率[27]有關(guān);但很少有研究從生理指標(biāo)的角度來分析。在本研究中,29.5%～66.7%的替代率和100%替代率+液態(tài)氮處理小麥產(chǎn)量較高,主要原因之一可能是拔節(jié)期以后的光合性能(LAI和SPAD值)得到提高,尤其在生育中后期,有機氮的肥效得以緩慢釋放,0～80 cm土壤速效氮得到逐步改善,小麥氮素積累量增加,綠葉面積降幅較小,葉片SPAD值保持較高,使得有機肥替代氮肥實現(xiàn)了與對照高效施氮處理相當(dāng)?shù)墓夂闲阅?這可能是有機肥替代化肥后產(chǎn)量穩(wěn)定的主要生理基礎(chǔ)。另外,100%替代率+液態(tài)氮處理由于3月23日噴施了液態(tài)氮肥,明顯促進了葉片生長,使春季LAI快速提高,從而使該處理達(dá)到與對照處理相當(dāng)?shù)墓夂闲阅堋?/p>

3.3 有機肥替代氮肥土壤硝態(tài)氮變化趨勢

前人研究表明,有機肥替代氮肥可減少土壤中硝態(tài)氮的殘留,促進氮的吸收與利用[3,12,21]。孫波等[28]研究表明,與單施化肥的對照相比,有機肥部分替代氮肥能夠顯著降低根區(qū)外土壤中硝態(tài)氮的殘留量。本研究結(jié)果表明,有機肥替代氮肥明顯增加起身—灌漿期0～80 cm和成熟期0～60 cm土壤硝態(tài)氮含量,使土壤硝態(tài)氮更多地被固定在淺層而出現(xiàn)表聚現(xiàn)象,從而增加中后期小麥對氮素的吸收利用,替代率越高土壤硝態(tài)氮含量越高,主要原因可能為有機肥肥效較緩,養(yǎng)分釋放較慢的緣故。有機肥替代氮肥明顯降低成熟期80～100 cm 土壤硝態(tài)氮含量,說明有機肥替代氮肥一定程度減少深層土壤硝態(tài)氮滲漏,降低了硝態(tài)氮向下層淋溶的風(fēng)險。當(dāng)然有機肥替代率過高,收獲期0～60 cm土壤硝態(tài)氮殘留較多,對后茬作物的影響效果以及逢雨季后對生態(tài)環(huán)境的影響程度還需進一步研究。

有機肥替代等量氮肥的29.5%～66.7%可維持較高的小麥產(chǎn)量,尤其40%的替代率條件下小麥產(chǎn)量、品質(zhì)和氮效率與對照高效施氮處理(僅施化肥)相當(dāng)或比對照更高。該條件下穩(wěn)產(chǎn)提質(zhì)高效的主要原因為:生育中后期0～80 cm土壤速效氮逐步改善,LAI和葉片SPAD值維持較高值。同時100%替代率+液態(tài)氮處理小麥產(chǎn)量、品質(zhì)和氮效率指標(biāo)也達(dá)到與對照處理相當(dāng)或更好的效果。因此,從長期經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的角度來看,40%的替代率可能是一種可行的施肥選擇;當(dāng)然僅從綠色可持續(xù)的角度來考慮,100%的替代率+春季噴施少液態(tài)氮肥也將是另一種可行的施肥選擇。