有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響試驗(yàn)討論

為探討有機(jī)肥部分替代化肥的減肥增效效果，進(jìn)行了有機(jī)肥部分替代化肥的田間試驗(yàn)與示范研究。在中等施肥量的試驗(yàn)區(qū)，將化肥和有機(jī)肥的施用量各減少10%，對(duì)小麥產(chǎn)量并無(wú)顯著影響。減少化肥用量，替代一些有機(jī)肥料，可以提高作物的品質(zhì)。然而，隨著有機(jī)肥的成本上升，配施有機(jī)肥后小麥種植的效益及產(chǎn)投比降低，因此應(yīng)避免選擇高成本的商品有機(jī)肥。

化肥被稱為作物的“糧食”，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)資料，對(duì)促進(jìn)糧食增產(chǎn)意義重大。然而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中長(zhǎng)期過(guò)量使用化肥，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)不斷下降，同時(shí)，它也帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題。氮肥對(duì)小麥生長(zhǎng)起著重要作用，對(duì)產(chǎn)量有顯著影響，在一定的用量范圍內(nèi)，氮肥可以促進(jìn)有效分蘗產(chǎn)生、穗數(shù)增多，產(chǎn)量隨施氮量的增加而提高。研究普遍認(rèn)為，有機(jī)肥配施氮肥對(duì)作物表現(xiàn)為正效應(yīng)，適量有機(jī)肥配施氮肥可提高作物產(chǎn)量，但其最佳施用量因有機(jī)肥種類及試驗(yàn)土壤地力不同而有所差異。為了找出小麥生產(chǎn)中有機(jī)肥替代化肥的合理比例，以及有機(jī)肥替代化肥對(duì)小麥產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和氮肥利用效率的影響，通過(guò)田間小麥試驗(yàn)，驗(yàn)證了有機(jī)肥替代化肥對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)改良的效果，確定了有機(jī)肥替代化肥的比例，以減少和控制化肥不合理用量，為以后小麥田間生產(chǎn)提供技術(shù)支持和參考。

一、材料與方法

1、試驗(yàn)地概況

本次試驗(yàn)設(shè)在靖江市農(nóng)推中心試驗(yàn)基地。該地區(qū)屬于江蘇省轄縣級(jí)市，地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，由于受季風(fēng)環(huán)流勢(shì)力的影響，具有較為顯著的海洋性以及過(guò)渡性氣候特點(diǎn)，在夏季炎熱多雨，在冬季寒冷少雨。在種植方面，前茬為常規(guī)粳稻，秸稈全量還田，灌排方便，土質(zhì)油砂土，肥力中等，具有代表性。本次試驗(yàn)前期準(zhǔn)備階段，在水稻收獲當(dāng)天，用土壤采集器采集耕層0-20cm的土樣，5點(diǎn)混合，制備成標(biāo)準(zhǔn)土樣，進(jìn)行土壤養(yǎng)分化驗(yàn)，也能用于計(jì)算氮素吸收累積量。土壤有機(jī)質(zhì)含量24.5g/kg、全氮含量1.45g/kg、有效磷含量35.4mg/kg、速效鉀含量106mg/kg、pH值8.1。同時(shí)在小麥成熟后，還要第一時(shí)間收集預(yù)先劃定的收獲區(qū)，并稱取麥稈與籽粒的鮮重，之后采取隨機(jī)取樣的形式，進(jìn)行烘干處理，從而更準(zhǔn)確的完成產(chǎn)量折算。

2、試驗(yàn)材料

供試小麥品種為農(nóng)麥88，肥料品種為15-15-15復(fù)合肥、16-16-8復(fù)合肥、46%尿素、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥。

3、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)包括4個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)分布，每個(gè)小區(qū)的面積為19.2m2，走道為30cm，并在其周圍設(shè)置1m的保護(hù)行。每個(gè)小區(qū)的處理方式表現(xiàn)為：處理1，施肥方式為習(xí)慣施肥；處理2，施肥方式為測(cè)土施肥；處理3，施肥方式為80%化肥氮+20%有機(jī)氮；處理4，施肥方式為70%化肥氮+30%有機(jī)氮；處理5，施肥方式為空白。

除習(xí)慣施肥、空白兩處理外，其余各處理氮、磷、鉀總養(yǎng)分投入應(yīng)保持一致。習(xí)慣施肥處理畝用純氮14.5kg，五氧化二磷4 kg，氧化鉀4 kg；測(cè)土施肥處理畝用純氮13 kg，五氧化二磷4.5 kg，氧化鉀3.6 kg。復(fù)混肥和有機(jī)肥作基肥。研究了不同生育期的特點(diǎn)，計(jì)算了成熟期的實(shí)際產(chǎn)量。

4、田間管理與取樣測(cè)試

試驗(yàn)由專人負(fù)責(zé)，確保試驗(yàn)中施肥均勻。前茬水稻機(jī)械收割秸稈全量還田后，采用大型拖拉機(jī)耕翻2遍后，小麥用拌種劑包衣晾干后，采用機(jī)械條播機(jī)播種。播種日期為2022年11月3日，播種深度為3-5cm，播量為11.5kg/畝。11月14日進(jìn)行播后土壤封閉處理。11月23日按方案肥料用量進(jìn)行各小區(qū)施基肥。于11月23日調(diào)查群體基本苗， 12月20日調(diào)查群體冬前總莖蘗數(shù)，于2023年1月18日、2月21日、3月8日調(diào)查群體總莖蘗數(shù)及凍害發(fā)生情況。于2月20日進(jìn)行春后化除，（銳超麥5g+助劑15g）/畝+愛秀50ml/畝+使它隆50ml/畝，兌水30kg噴霧。4月12日、4月22日“一噴三防”病蟲害防治。 4月30日測(cè)量群體株高、穗長(zhǎng)、調(diào)查有效穗，5月23日人工收割后進(jìn)行脫粒、產(chǎn)量測(cè)定和千粒重計(jì)數(shù)。

在試驗(yàn)結(jié)果分析過(guò)程中要注意，不僅要充分考慮有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，還要進(jìn)一步探究土壤的基本理化形狀，做好礦質(zhì)氮的測(cè)定。在測(cè)定過(guò)程中，可適當(dāng)融合新鮮土壤，在充分混合后，進(jìn)行過(guò)篩處理，稱取風(fēng)干土樣，加入氯化鈣溶液，振蕩1h，再依次進(jìn)行過(guò)濾、潤(rùn)洗，在低溫環(huán)境下保存。依托烘干法獲取土壤含水量，折算土壤含有的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮。至于在小麥對(duì)于氮量的吸收測(cè)定方面，則要預(yù)先對(duì)小麥進(jìn)行殺青處理，待烘干后完成稱重作業(yè)，直至完全粉碎后，采用硫酸-過(guò)氧化氫消煮。搭配連續(xù)流動(dòng)分析儀，確定含氮量數(shù)值。最后，還要憑借SP軟件完成圖表編輯，并進(jìn)一步計(jì)算數(shù)據(jù)方差，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

二、試驗(yàn)結(jié)果與分析

1、 對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2023年5月23日進(jìn)行田間測(cè)產(chǎn)，定點(diǎn)0.667m2樣點(diǎn)調(diào)查每畝穗數(shù)，每點(diǎn)抽取20穗調(diào)查穗粒數(shù)，計(jì)算平均穗粒數(shù)。5月25日人工收割、脫粒，曬干后折算實(shí)產(chǎn)。

各類型的肥料以及它們的使用量都會(huì)對(duì)小麥的生長(zhǎng)進(jìn)程造成影響，進(jìn)一步?jīng)Q定小麥的產(chǎn)量。影響小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的因素很多，包括穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等。此外，不同施肥處理對(duì)小麥穗粒結(jié)構(gòu)也有一定的影響（表1）。

由表1可見，4個(gè)處理的有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)均高于空白對(duì)照處理，但對(duì)千粒重影響差異不大。小麥習(xí)慣施肥、測(cè)土施肥及有機(jī)肥部分替代化肥各個(gè)處理之間對(duì)小麥穗粒數(shù)和千粒重影響較??；測(cè)土施肥處理與10%有機(jī)肥替代化肥的處理在有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重上無(wú)顯著差異。與習(xí)慣施肥、測(cè)土施肥和10%有機(jī)肥替代化肥的處理相比，20%有機(jī)肥處理的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)呈下降趨勢(shì)，對(duì)千粒重的影響不大。

2、對(duì)小麥氮累積量的影響

在完成播種后，對(duì)小麥分蘗至灌漿期的生長(zhǎng)階段進(jìn)行全面調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該時(shí)間段是處于小麥吸氮的高峰期，經(jīng)計(jì)算后可知，小麥在播種后的180d內(nèi)，吸氮量大約占據(jù)成熟后吸氮量的50%。因此，需要相關(guān)工作人員高度重視此階段的小麥種植管理，及時(shí)補(bǔ)施分蘗肥，并適當(dāng)增加穗肥，以此促進(jìn)小麥的營(yíng)養(yǎng)吸收，促進(jìn)小麥的正常生長(zhǎng)。以處理4為例，在播種后，小麥氮累積量變化情況表現(xiàn)為：播種時(shí)間28d，氮累積量2mg/kg；播種時(shí)間56d，氮累積量10mg/kg；播種時(shí)間84d，氮累積量18mg/kg；播種時(shí)間112d，氮累積量20mg/kg；播種時(shí)間140d，氮累積量30mg/kg；播種時(shí)間168d，氮累積量40mg/kg；播種時(shí)間196d，氮累積量60mg/kg；播種時(shí)間224d，氮累積量60mg/kg。而對(duì)于處理3來(lái)說(shuō)，小麥播種至拔節(jié)期的氮素累積量更高。至于在拔節(jié)期至成熟期的階段，處理4的氮累積量數(shù)值更高，同時(shí)在成熟期階段，兩種處理方式產(chǎn)生的氮累積量無(wú)明顯差異。至于處理2，則因前期氮供應(yīng)量相對(duì)較低，因此小麥的分蘗數(shù)相對(duì)較少，也會(huì)在一定程度上影響成穗數(shù)，最終影響小麥的生物學(xué)產(chǎn)量。

3、對(duì)小麥莖蘗動(dòng)態(tài)和干物重的影響

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，對(duì)于小麥來(lái)說(shuō)，在生育階段，分蘗數(shù)會(huì)隨著有機(jī)肥用量的提升而不斷增加，對(duì)不同處理來(lái)說(shuō)，均存在較為顯著的差異（P＜0.01），并且當(dāng)有機(jī)肥替代占比不斷提升時(shí)，不同生育期的小麥分蘗數(shù)表現(xiàn)出下降趨勢(shì)。因此可以判斷，有機(jī)肥替代比例的適當(dāng)減少，能夠促進(jìn)小麥穗數(shù)的形成。至于在干物質(zhì)積累方面，則同樣表現(xiàn)出有機(jī)肥增加，干物重提升的正比關(guān)系。對(duì)于處理試樣來(lái)說(shuō)，在不同生育時(shí)期的處理差異均較為顯著（P＜0.05）。在有機(jī)肥替代化肥時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同生育環(huán)節(jié)的群體干物重明顯超出單施化肥處理，因此可以得出結(jié)論，即有機(jī)肥替代比例的適當(dāng)降低，同樣有助于穗數(shù)干物質(zhì)增加，從而起到提高小麥產(chǎn)量的作用。

4、不同處理增產(chǎn)效應(yīng)

不同施肥處理對(duì)小麥產(chǎn)量的影響（表2）。

由表2可以看出，習(xí)慣施肥處理的株高和穗長(zhǎng)最高，測(cè)土施肥、有機(jī)肥部分替代化肥處理的株高和穗長(zhǎng)的表現(xiàn)中等，空白對(duì)照處理株高和穗長(zhǎng)最低。產(chǎn)量方面的表現(xiàn)，測(cè)土施肥產(chǎn)量gt;習(xí)慣施肥gt;80%化肥氮+20%有機(jī)氮gt;70%化肥氮+30%有機(jī)氮gt;空白對(duì)照。研究表明，減少10%的化肥用量配合施用有機(jī)肥對(duì)小麥產(chǎn)量基本沒(méi)有影響。

5、對(duì)土壤供氮特征的影響

在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，麥田土壤的礦質(zhì)氮含量大小會(huì)直接決定小麥的營(yíng)養(yǎng)元素吸收效果，其變化程度也將決定小麥的產(chǎn)量大小。經(jīng)過(guò)對(duì)土壤的銨態(tài)氮進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)，對(duì)于施加一定量分蘗肥后的土壤，其銨態(tài)氮的含量明顯增加，其中處理3的土壤銨態(tài)氮含量最高，數(shù)值大約在11mg/kg左右。至于處理2與處理5的銨態(tài)氮含量則分別在9.5mg/kg、9.8mg/kg。相較于處理3來(lái)說(shuō)，下降近15%、12%，因此存在顯著性差異。而在分蘗盛期，土壤中的銨態(tài)氮?jiǎng)t存在大幅度減少，大約在施肥后的30%，此時(shí)銨態(tài)氮的變化情況不會(huì)受到處理方式的影響。直至小麥達(dá)到開花期，對(duì)于采用有機(jī)肥替代氮化肥的土壤來(lái)說(shuō)，基本與單施化肥的處理效果保持一致，三種處理方式下銨態(tài)氮均維持在2.8mg/kg左右。但與單施化肥相比，銨態(tài)氮的含量則上漲超過(guò)近60%。而在小麥生長(zhǎng)至灌漿施肥階段，4種處理方式均無(wú)明顯差異，此時(shí)可得出結(jié)論，即施加有機(jī)肥能夠有效起到維持土壤氮元素穩(wěn)定的作用，也能實(shí)現(xiàn)持續(xù)供給的目標(biāo)。

至于在硝態(tài)氮含量分析方面則發(fā)現(xiàn)，對(duì)于小麥生育前期，土壤內(nèi)部的硝態(tài)氮含量始終低于銨態(tài)氮，但兩者的變化趨勢(shì)基本保持一致，只是前者的滯后性較為突出。尤其在施加一定量分蘗肥后，土壤內(nèi)部的水分含量明顯提升，此時(shí)銨態(tài)氮無(wú)法第一時(shí)間轉(zhuǎn)換為硝態(tài)氮。但在氣溫逐漸升高后，此時(shí)田面較干，會(huì)進(jìn)一步加快銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)變。至于在拔節(jié)期至成熟期階段，土壤內(nèi)部的硝態(tài)氮同樣則始終高于銨態(tài)氮，在72h，處理1條件下的硝態(tài)氮含量處于最大值。而在開花期，不同處理方式下的土壤硝態(tài)氮含量存在較大差異性，在使用有機(jī)肥替代后，處理3、處理4的硝態(tài)氮含量變化較為明顯，相較于單施氮肥來(lái)說(shuō)，提升近50%。究其原因在于，采用穗肥厚，在天氣較為晴朗的情況下，有助于氮素轉(zhuǎn)化。而位于其他時(shí)期，硝態(tài)氮的含量始終保持在較低值。

6、經(jīng)濟(jì)分析

投入產(chǎn)出比是決定施肥效益的關(guān)鍵因素。不同的施肥方式、施肥量和肥料產(chǎn)量效應(yīng)將影響其經(jīng)濟(jì)效益。小麥種子單價(jià)為4.4元/kg，本季收獲小麥?zhǔn)蹆r(jià)為2.50元/kg，尿素單價(jià)為3.00元/kg，15-15-15復(fù)合肥單價(jià)為3.00元/kg，16-16-8單價(jià)為2.80元/kg，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥單價(jià)為2.80元/kg，過(guò)磷酸鈣單價(jià)為3.50元/kg，氯化鉀單價(jià)為3.20元/kg。用平均產(chǎn)量的收益扣除生產(chǎn)投入成本進(jìn)行計(jì)算，分析各處理施肥的效益。不同施肥處理的效益分析（表3）。

由表3可以看出，減少化肥用量和增加有機(jī)肥的成本將減少收入、產(chǎn)量和投資。10%有機(jī)肥處理的效益與土壤試驗(yàn)施肥相當(dāng)，產(chǎn)投比略低，但產(chǎn)量沒(méi)有下降，因施用有機(jī)肥增加了投入成本。

7、對(duì)氮肥利用率的影響

不同處理方式下，小麥的氮肥利用率會(huì)存在一定差異性，具體表現(xiàn)為：處理1，氮肥利用率17.2%，氮農(nóng)學(xué)效率2.9kg/kg；處理2，氮肥利用率38.4%，氮農(nóng)學(xué)效率8.1kg/kg；處理3，氮肥利用率34.2%，氮農(nóng)學(xué)效率11.3kg/kg；處理4，氮肥利用率43.58%，氮農(nóng)學(xué)效率10.8kg/kg。根據(jù)上述分析發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將有機(jī)肥與無(wú)機(jī)氮肥進(jìn)行配合施加，雖然能夠小幅度增加小麥的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，但本質(zhì)上與單施化肥無(wú)顯著差異。若想保證氮肥的籽粒產(chǎn)出量達(dá)到最大值，需要合理把控有機(jī)肥的替代比例。同時(shí)，也要求相關(guān)養(yǎng)殖人員能夠充分學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)手段，能夠做好小麥的全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)控與管理，采取切實(shí)有效的應(yīng)對(duì)措施，做好病蟲害防治工作，保證小麥經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

8、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

施用部分有機(jī)肥料的兩個(gè)處理較習(xí)慣施肥、測(cè)土施肥相比較，既能增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，培肥土壤，促進(jìn)小麥對(duì)肥料的吸收，又能減少部分化肥的使用量，降低化肥對(duì)土壤、環(huán)境及作物產(chǎn)生的污染。

三、 結(jié)論與討論

1、保護(hù)耕地，降低化肥面污染

通過(guò)增加有機(jī)肥和施用化肥處理有機(jī)肥部分替代化肥，可以保證節(jié)約化肥施用量，進(jìn)一步提高氮肥利用率，改善土壤質(zhì)量，提高耕地保護(hù)質(zhì)量。在土壤肥力中等的田間，化肥與有機(jī)肥配施減少10%對(duì)小麥產(chǎn)量的影響不大。但大幅度范圍使用有機(jī)肥取代化肥會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙降，因?yàn)榕涫┯袡C(jī)肥加大了生產(chǎn)投入成本，致使效益和產(chǎn)投比雙雙降低。

2、合理施肥且不減產(chǎn)

有機(jī)肥部分替代化肥的處理不僅減少了化肥用量，而且促進(jìn)了有機(jī)肥與化肥的結(jié)合。通過(guò)此次試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，采取有機(jī)肥+化肥減量的施肥方式，能夠有效降低田間化肥的使用，但并不會(huì)導(dǎo)致當(dāng)季小麥產(chǎn)量減少，反而能提高土壤肥力、小麥籽粒品質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，有機(jī)肥可以部分取代化肥，達(dá)到減肥和增效的目的，但不會(huì)降低產(chǎn)量。為了避免投入過(guò)多而降低效益，在中等肥力地農(nóng)田上應(yīng)該少量使用有機(jī)肥，而在肥沃的土壤上則應(yīng)適當(dāng)增加使用有機(jī)肥的比例。因此，小麥生產(chǎn)上為更好地實(shí)施有機(jī)肥替代化肥取得較好的收益，應(yīng)在培肥土壤地力的基礎(chǔ)上適當(dāng)追加有機(jī)肥替代化肥的比例，以實(shí)現(xiàn)合理縮減化肥但不減產(chǎn)，并能降低因化肥過(guò)度施用給環(huán)境帶來(lái)的面污染。

（作者單位：214522 江蘇省靖江市孤山鎮(zhèn)人民政府）