2019年溧水区小麦有机肥部分替代化肥试验初报

来源:用户上传      作者:梁路 张明全 高建勇

　　摘 要：通过开展有机肥与化肥配合施用田间小区试验，分析有机肥部分替化肥对小麦产量和氮肥利用率的影响。结果表明：配方施肥处理的小麦产量和氮肥利用效率最高，分别为6345.35kg/hm2和44.13%;有机肥氮替代占比为10%和20%时，小麦产量和氮肥利用率与配方施肥处理相当，小麦产量分别为6084.10、6146.39kg/hm2，氮肥利用率分别为41.58%、41.74%。由此可见，小麦生产上有机肥氮可以在一定范围内部分替代化肥氮。
　　关键词：小麦;有机肥;化肥;替代;溧水区
　　肥料作为农业生产中重要的生产资料，是粮食的“粮食”，对促进粮食和农业生产发展具有不可替代的作用[1]。当前由于养殖业和种植业分离，农户失去了有机肥的来源，化肥施用量持续增加，长期不合理地过量施用化肥导致土壤失去可耕作性，农作物增产效果不显著，导致农业生产成本增加以及严重的农业面源污染。化肥过量施用已成为农业面源污染的主要来源，众多研究表明我国化肥施用量已经超过了经济意义上的最优施用量[2，3]。笔者通过开展有机肥与化肥配合施用试验，分析有机肥部分替代化肥对小麦产量和氮肥利用率的影响，探讨溧水区小麦有机肥部分替代化肥的适宜比例，以期减少和控制不合理的化肥施用量，为化肥减量增效提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况 试验于2019年11月2日至2020年5月28日在南京市溧水区和凤镇吴村桥谷丰农机专业合作社（119.0277°E、31.4770°N）进行。溧水区属于北亚熱带季风气候区，2019年平均气温16.4℃，年降水量817.5mm，年日照时数1983.3h，年无霜期261d。温、光、水资源适宜稻、麦、油菜等多种作物生长发育。试验地地势平整，前茬作物为水稻。土壤类型为河淤土，pH 4.94、全氮1.8g/kg、有效磷41.2mg/kg、速效钾101mg/kg、有机质32.9g/kg，以长三角区域土壤养分指标分级标准为参照，其处于一级水平，是溧水区当地有代表性的主要土壤[4]。
　　1.2 供试材料
　　1.2.1 供试作物 供试作物为小麦，品种为扬麦25，属于春性红皮中筋小麦品种，熟期中等早，熟相好，适宜在长江中下游冬麦区的江苏淮安地区、安徽淮南地区、上海、浙江、湖北中南部地区、河南信阳地区种植。
　　1.2.2 供试肥料 有机肥是南京沃优生物肥业有限公司提供的商品有机肥（N-P2O5-K2O=2-1-2），无机氮肥是江苏灵谷化工有限公司生产的尿素（46%）、磷肥是丹阳金阳光肥料有限公司生产的普通过磷酸钙（12%）、钾肥是中国化工建设总公司销售的氯化钾（60%）。
　　1.3 试验设计 试验共设11个处理，即处理1：不施肥（CK）;处理2：常规施肥无氮区;处理3：配方施肥无氮区;处理4：常规施肥区;处理5：配方施肥区;处理6：有机氮∶无机氮=1∶9（10%M）;处理7：有机氮∶无机氮=2∶8（20%M）;处理8：有机氮∶无机氮=3∶7（30%M）;处理9：有机氮∶无机氮=4∶6（40%M）;处理10：有机氮∶无机氮=5∶5（50%M）;处理11：有机氮∶无机氮=10∶0（100%M）。每处理3次重复，小区面积40m2（20m×2m），小区间筑土埂实行灌排分开，四周设保护行，单独设立排灌水沟，筑埂并用扣板隔离，防止窜水窜肥。除施肥外，各小区其他田间管理措施相同，病虫草害遵循区植保站要求，与大田一起防治。
　　1.4 肥料运筹 小麦播种量225kg/hm2，于2019年11月2日（前茬水稻收割前3d）人工播种，11月4日施基肥，2020年1月3日施分蘖肥，2月15日施拔节孕穗肥，施肥方式采用人工撒施，2020年5月28日各试验小区单打单收。
　　常规施肥处理肥料运筹（1hm2用量折纯）：氮294kg、五氧化二磷75kg、氯化钾90kg，氮肥运筹按基肥∶分蘖肥=6∶4进行，磷肥和钾肥全部基施;配方施肥处理肥料运筹（1hm2用量折纯）：氮276kg、五氧化二磷58.5kg、氯化钾72 kg，氮肥运筹按基肥∶分蘖肥∶拔节孕穗肥=5∶1.5∶3.5进行，其中有机氮∶无机氮=10∶0（100%M）的氮肥全部基施，磷肥和钾肥运筹按基肥∶拔节孕穗肥=6∶4进行，具体见表1。
　　1.5 数据处理 试验数据由Excel 2010 进行计算，利用SPSS 19.0软件进行统计分析。肥料各指标计算公式如下：
　　氮肥农学效率=（施氮区产量-空白区产量）/施氮量    （1）
　　氮肥利用效率（%）=（施氮区地上部氮素积累量-空白区地上部氮素积累量）/施氮量×100 （2）
　　氮肥偏生产力=施氮区产量/施氮量 （3）
　　2 结果与分析
　　2.1 不同处理对小麦农艺性状的影响
　　2.1.1 株高 由表2可知，株高最高的是配方施肥区，为84.2cm;10%M和20%M株高相当，分别是83.8cm和83.6cm;30%M、40%M、50%M株高相近，配方施肥无氮区比常规施肥无氮区略高;不施肥（CK）株高最矮，为57.5cm。
　　2.1.2 有效穗 由表2可知，配方施肥区有效穗最高，为568.76万/hm2;从10%M开始，随着有机肥比例增大，有效穗逐渐减小;配方施肥无氮区和常规施肥无氮区有效穗相近;有效穗最低的是不施肥（CK），为417.65万/hm2。
　　2.1.3 实粒数和结实率 由表2可知，小麦每穗实粒数和结实率最高的均为配方施肥区，分别为40.29粒和96.98%;最低的都是不施肥（CK），分别是18.59粒和72.49%;从20%M开始，随着有机肥比例增大，小麦每穗实粒数和结实率依次递减;配方施肥无氮区小麦每穗实粒数和结实率均高于常规施肥无氮区。
　　2.1.4 千粒重 由表2可知，常规施肥区小麦千粒重最高;常规施肥区、配方施肥区、10%M、20%M、30%M小麦千粒重相当，分别为40.90、40.84、40.76、40.81、40.72g;不施肥（CK）千粒重最低，为38.71g。 　　2.2 不同处理对小麦产量的影响 由表2可知，配方施肥区小麦产量最高，为6345.35kg/hm2;第2是20%M，为6146.39kg/hm2;10%M为6084.1kg/hm2，排在第3;常规施肥区（5486.4kg/hm2）、30%M（4853.11kg/hm2）、40%M（4588.9kg/hm2）、50%M（4541.77kg/hm2）、100%M（4492.59kg/hm2）、配方施肥无氮区（3508.15kg/hm2）和常规施肥无氮区（3454.51kg/hm2）分别排在4～10名;小麦产量最低的是不施肥（CK），仅为3229.08kg/hm2。
　　对各试验小区实收产量进行方差分析，发现处理间差异极显著，F值（77.87）>F0.01（3.37），详见表3。继续对各小区籽粒产量进行新复极差分析，结果显示：配方施肥、20%M、10%M、常规施肥之间差异不显著，但与30%M、40%M、50%M、100%M、配方施肥无氮、常规施肥无氮和不施肥（CK）差异显著。由此可见，有机肥与无机肥配施并不是有机肥比例越大越好，有机肥氮替代比例只有在10%～20%比较合理，与小麦产量最高的配方施肥区相当，当有机肥氮替代比例超过30%后，小麦籽粒产量会显著降低（见表2）。
　　2.3 不同处理对小麦氮肥利用率的影响 由表4可知，小麦氮肥利用率最高的是配方施肥区，为44.13%;当有机肥氮替代比例大于30%，小麦氮肥利用率逐渐降低，当有机肥氮替代比例达到40%后，小麦氮肥利用率均低于常规施肥区。配方施肥区由于氮投入量较少，籽粒产量较高，因此氮肥偏生产力最高，为22.99kg/kg;10%M和20%M氮肥偏生产力相近，分别为22.04kg/kg和22.27kg/kg;40%M、50%M和100%M氮肥偏生产力都比较低;氮肥偏生产力最低的是100%M，为16.28kg/kg。
　　3 结论与讨论
　　常规施肥处理是溧水区当地农民的习惯施肥水平，施氮总量与配方施肥相比略高，氮肥利用率偏低，小麦产量不高。由于试验配方施肥处理是根据溧水区当年测土配方施肥建议卡进行的，肥料运筹比较合理，因此氮肥利用率和小麦产量均较高。
　　有机肥与无机肥配合施用能有效减少化肥施用，目前有很多试验涉及到不同比例有机肥与无机肥配施对农作物产量的影响，多数研究者认为并非有机肥所占比例越高越好，而是存在最佳比例[5-8]。本试验结果表明：有机肥氮替代比例只有在10%～20%比较合理，小麦产量和氮肥利用率均与表现最好的配方施肥区相当;當有机肥氮替代占比大于30%，小麦产量和氮肥利用率逐渐降低，且小麦产量显著性低于纯化肥处理。本试验结果可为溧水地区小麦生产上利用有机肥部分替代化肥施用提供参考。
　　参考文献
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　　[3]仇焕广，栾昊，李瑾，等.风险规避对农户化肥过量施用行为的影响[J].中国农村经济，2014（3）：85-96.
　　[4]南京市溧水区耕地质量保护站.溧水耕地[M].南京：江苏凤凰科学技术出版社，2018：44-45.
　　[5]张长春，袁丽敏，高建勇，等.商品有机肥部分替代化肥对小麦产量和氮肥利用率的影响[J].现代农业科技，2019（4）：8-9，12.
　　[6]陈爱萍，沈鑫，沈家禾.不同比例有机肥替代化肥对小麦产量的影响[J].湖北农业科学，2019，58（7）：32-34.
　　[7]李玉，田宪艺，王振林，等.有机肥替代部分化肥对滨海盐碱地土壤改良和小麦产量的影响[J].土壤，2019，51（6）：1173-1182.
　　[8]代小兵，李青山，张国斌.有机肥部分替代化肥对水稻产量及农艺性状的影响[J].湖北植保，2020（2）：37-38.
　　（责编：徐世红）
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