高強度顆粒有機肥對小麥產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)的影響

李天嬌 陳鐵成 王武 于洋 徐俊玲 郝夢宇 張麗英

摘要：隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展及化學肥料減量使用政策的推廣，有機肥用量逐年增加。目前常用有機肥類型有粉劑和顆粒狀肥料。其中高強度顆粒有機肥相較于粉劑來說顆粒強度高、不易崩解，有利于機器撒播，可減少人工施肥成本。盡管高強度顆粒有以上優(yōu)點，然而其田間試驗效果尚未得到驗證。為探究高強度顆粒有機肥對作物產(chǎn)量的影響，本試驗在小麥種植期間施加高強度顆粒有機肥后對小麥產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)進行測定，其結(jié)果如下：施加顆粒有機肥后，小麥產(chǎn)量提高14.7%，土壤有機質(zhì)含量由0.97%增加到1.46%，土壤容重下降0.3 g/ cm3，可在提高作物產(chǎn)量的基礎上改良土壤理化性質(zhì)。

關鍵詞：有機肥；顆粒肥料；小麥；土壤理化性質(zhì)

隨著全球農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和土壤質(zhì)量已成為關注的重點。使用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的主要手段之一[1]，但長期使用傳統(tǒng)化肥會導致土壤板結(jié)、土壤有機質(zhì)下降等一系列問題。有機肥的大量施用能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增強土壤肥力，減少由化肥使用帶來的各類問題[2]。為了尋求可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展途徑，行業(yè)內(nèi)開始探索新型肥料，其中高強度顆粒有機肥作為一種環(huán)保、高效的肥料受到了廣泛關注。近年來，國內(nèi)外學者對高強度顆粒有機肥的研究日益深入。大量研究表明，高強度顆粒有機肥不僅含有豐富的有機質(zhì)和營養(yǎng)元素，可以為農(nóng)作物提供全面的營養(yǎng)，而且還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的通氣性和保水性，有利于土壤微生物的生長和繁殖，從而提高土壤的肥力。高強度顆粒有機肥中的微生物和微量元素對作物生長具有促進作用，可以提高作物的抗逆性和產(chǎn)量。高強度顆粒有機肥已經(jīng)在許多領域取得了顯著的成果。例如，高強度顆粒有機肥可以用于蔬菜、水果等經(jīng)濟作物的種植，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。

小麥是我國主要糧食作物之一，其穩(wěn)定高產(chǎn)種植對我國糧食安全具有重要意義[4]。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)，我國小麥畝產(chǎn)量與歐盟平均畝產(chǎn)量接近，我國化肥用量為歐盟的2.5～2.6倍，超過國際公認安全線2倍左右，當季化肥利用率遠低于發(fā)達國家[5]。施用化學肥料為我國作物增產(chǎn)起到了重要作用，但過量施用不僅不會帶來持續(xù)性增產(chǎn)，還會造成土壤板結(jié)、土壤養(yǎng)分利用率降低、地下水污染等。研究表明，施用有機肥可以改善土壤理化性質(zhì)，緩解過量施用化肥導致的土壤養(yǎng)分流失和養(yǎng)分利用率低等問題。但有機肥養(yǎng)分釋放緩慢，單獨施用不能滿足當季作物的高產(chǎn)需求，因此研究高效利用有機肥，充分在當季釋放有機肥的養(yǎng)分十分重要[6]。小麥生長所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素都來源于土壤中，因此，研究高強度顆粒有機肥對小麥產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)的影響具有重要的理論和實踐意義。

本文旨在探討高強度顆粒有機肥對小麥產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)的影響，我們將選取的高強度顆粒有機肥與復合肥進行對比實驗，比較其對小麥產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)的影響，探討高強度顆粒有機肥對小麥產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)的影響機制。最后，提出相應的建議和對策，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2022年3—6月在豐潤區(qū)姜家營試驗地開展，土壤類型為壤土。供試小麥品種為春小麥‘津強8號。供試化肥為小麥專用肥16-16-6（N、P、K 含量38%），建議小麥用量為60 kg/667 m2；供試有機肥為灃田寶科技有限公司生產(chǎn)的高強度科技有機肥（有機質(zhì)30%、大量元素含量≥4%、水分8%），建議小麥用量300 kg/667 m2。

1.2 試驗設計

試驗中化肥用量以廠家建議小麥季用量40 kg/hm2、

有機肥以廠家建議小麥季用量80 kg/667 m2進行計算。試驗設置2個處理，分別是100%化肥（T1）、50%化肥+50%有機肥配施（T2），小區(qū)間和重復間均設保護區(qū)和走道，常規(guī)大田管理。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 小麥產(chǎn)量性狀

小麥收獲期，每小區(qū)均選擇2個2.5 m2的樣方，將樣方內(nèi)的小麥全部收獲，測定單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量。

1.3.2 土壤養(yǎng)分含量

每年小麥收獲后，各小區(qū)均采用隨機五點法取樣，每個樣點均采集0～20 cm土層的混合土樣約500 g，置于通風陰涼處風干后粉碎、過篩（孔徑2.5 mm）備用，測定土壤養(yǎng)分含量。其中，堿解氮含量測定采用堿解擴散法；速效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬藍比色法；速效鉀含量測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法；有機質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀容量法。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析

指標值均取試驗年度的平均值。利用Prism和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 顆粒有機肥替代化肥對小麥生物學性狀的影響

合理的密度群體，輔以較大的葉面積系數(shù)，是保證農(nóng)作物高產(chǎn)的關鍵。在試驗示范中，通過對春小麥全生育期田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在兩種試驗處理下葉面積指數(shù)（LAI）呈先增高后降低趨勢，以開花期數(shù)值最高，顆粒有機肥替代化肥具有增大葉面積系數(shù)、改善光合作用、提高小麥抗病性、促進植株穩(wěn)健生長的作用。各生育時期不同施肥處理的小麥葉面積見表1。

2.2 顆粒有機肥替代化肥對小麥產(chǎn)量性狀的影響

由表2可見，對照田的穗數(shù)為38.6/667 m2，示范田的穗數(shù)為41.6/667 m2；對照田的穗粒數(shù)為27.9，示范田的穗粒數(shù)為29.7；對照田的株高為67.7 cm，示范田的株高為73.3 cm；對照田的理論產(chǎn)量為350.6 kg/667 m2，示范田的理論產(chǎn)量為402.2 kg/667 m2。綜上調(diào)查數(shù)據(jù)分析，示范田較對照田增產(chǎn)51.6 kg/667 m2，增幅14.7%。結(jié)果表明顆粒有機肥替代化肥較單施化肥可提高小麥產(chǎn)量，能夠有效提高單位面積穗數(shù)和千粒重，增產(chǎn)顯著。

2.3 顆粒有機肥對土壤養(yǎng)分含量的影響

顆粒有機肥施用前及施用后的土壤養(yǎng)分含量及土壤容重見圖1。土壤有機質(zhì)是土壤水肥、微生物的載體，可促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成；容重是土壤肥沃程度和耕作質(zhì)量的重要指標，增施有機肥是最直接快速地增加有機質(zhì)和改變?nèi)葜氐姆椒āＴ诟邚姸阮w粒有機肥施用前以及小麥收獲后，分別測定土壤養(yǎng)分含量、有機質(zhì)含量以及土壤容重，試驗結(jié)果表明，施用后土壤速效氮含量提高了17.47%、速效磷含量提高了21.72%、速效鉀含量提高了23.54%，有機質(zhì)含量增加39%，土壤容重降低了13.92%。表明施用高強度有機肥后，土壤養(yǎng)分含量升高，有機質(zhì)含量增加，容重降低，土壤形成良好的團粒結(jié)構(gòu)，為提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)提供有力保障。

3 討論

通過施用高強度顆粒有機肥，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合經(jīng)濟效益的前提下，小麥產(chǎn)量平均10%以上；本試驗條件下，有機肥替代50%化肥處理的小麥單位面積穗數(shù)和千粒重顯著高于普通施肥，說明有機肥與化肥合理配施可以通過增加單位面積穗數(shù)和千粒重，從而實現(xiàn)小麥增產(chǎn)，這與張晶等[7]的研究結(jié)果一致。

同時本試驗表明，施加高強度顆粒有機肥可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，活化地力，調(diào)整養(yǎng)分供給，為我國農(nóng)用肥料功能化、多樣化、減量化施肥提供了有力保障。這與李偉欣[8]研究結(jié)果一致。高強度顆粒有機肥為提高我國肥料行業(yè)整體技術(shù)水平具有創(chuàng)新性貢獻，社會效益巨大，符合我國節(jié)能降碳的產(chǎn)業(yè)政策。高強度顆粒有機肥具有緩釋、長效等特點，減少了因淋溶和蒸發(fā)對土壤、地下水和大氣造成的環(huán)境污染，因而具有顯著的生態(tài)效益，對保護環(huán)境、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

參考文獻

[1] 王祖力，肖海峰.化肥施用對糧食產(chǎn)量增長的作用分析[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題，2008，29（8）：65-68.

[2] 黃尚書，孫永明，江新鳳，等.有機肥全量替代化肥對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)、土壤養(yǎng)分 及氨素利用的影響[J].華北農(nóng)學報，2021，36（4）：163-171.

[3] 劉宇，吳云成，趙家印，等.施用豬糞有機肥對土壤特性及有機蔬菜品質(zhì)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學報，2023，35（3）：76-83.

[4] 杜建斌.旱災對我國糧食主產(chǎn)省糧食產(chǎn)量的影響及抗旱對策研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2020.

[5] Fixen P E，Johnston Am.World fertilizer nutrient re-serves：A view to the future[J].Joumal of the Scienceof Food and Agriculture，2012，92（5）：1001-1005.

[6] 魯偉丹，李俊華，羅彤，等.連續(xù)三年不同有機肥替代率對小麥產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2021，27（8）：1330-1338.

[7] 張晶，張定一，王麗，等.不同有機肥和氮磷組合對旱地小麥的增產(chǎn)機理研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2017，23（1）：238-243.

[8] 李偉欣，黃鯤，柴同海，等.生物有機肥替代化肥對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤質(zhì)量的影響[J].河北農(nóng)業(yè)科學，2023，27（3）：60-65.