郭标

摘要 為明确阜南县冬小麦生产上最佳有机无机替代比例，本研究通过设置不同有机肥替代化肥比例的田间小区试验，分析了单施化肥优化施肥（OPT）、有机肥替代15.00%化肥（M15）、有机肥替代30.00%化肥（M30）和有机肥替代50.00%化肥（M50）对冬小麦产量、品质和土壤养分的影响。结果表明，①适宜的有机无机配施比例有利于提高冬小麦的产量，冬小麦产量随着有机肥替代比例增加呈先升后降的趋势，各处理以M30最高，通过方程拟合得出在等养分条件下，有机肥替代化肥比例17.26%的冬小麦产量最高，为8 679.00 kg/hm2。②有机无机配施较优化施肥均能提高冬小麦品质指标，蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值和硬度指数分别提高0.83%～4.05%、0.36%～2.72%、0.25%～1.50%、3.11%～3.41%和0.42%～3.82%，均以M30处理最高。③有机无机配施对土壤全氮、全磷、全钾含量没有明显影响，土壤有机质则随着有机肥配施比例的增加呈增加趋势，较优化施肥增加3.07%～7.01%，各配施处理间无显著性差异；土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量随着有机肥配施比例的增加呈一定程度的增加，各配施比例间无显著性差异。综合冬小麦产量、品质和土壤养分的结果，本试验条件下，有机肥替代化肥的适宜比例为30.00%。

关键词 有机无机配施；冬小麦；产量；品质；土壤养分

中图分类号 S143   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）11-0082-04

Effects of organic manure application combined with chemical fertilizers

on the yield，quality and soil nutrient of winter wheat

GUO Biao

（Funan Agricultural Technology Promotion Center， Funan 236300， China）

Abstract To determine a suitable proportion of combined application organic and inorganic fertilizers winter wheat in Funan，a field experiment was carried out to investigate the effects of combined of different rates of organic fertilizer （0%， 15.00%， 30.00% and 50.00%） on winter wheat yield， quality and soil nutrients. The results showed that： ①the appropriate proportion of organic and inorganic application was beneficial to improve the yield of winter wheat. The yield of winter wheat increased first and then decreased with the increase of the proportion of organic fertilizer， and the treatment of M30 was the highest. According to the equation fitting， the highest yield was 8 679.00 kg/hm2 by the 17.26% organic fertilizer for chemical fertilizer. ②The combined application of organic and inorganic fertilizer could improve the quality index of winter wheat， protein content， wet gluten content， starch content， settlement value and hardness index were increased by 0.83%-4.05%， 0.36%-2.72%， 0.25%-1.50%， 3.11%-3.41% and 0.42%-3.82%， respectively. M30 was the highest. ③Compared with optimizing fertilization， the contents of total nitrogen， total phosphorus and total potassium in soil were not significantly affected and the organic matter was increased by 3.07%-7.01% under the combined application of organic and inorganic fertilizers. The contents of soil alkali-hydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potassium was no significant difference. Based on the results of yield， quality of winter wheat and soil nutrient contents. The appropriate ratio of organic fertilizer to chemical fertilizer was 30.00%.

Keywords combined application; winter wheat; yield; quality; soil nutrient

安徽阜南县位于安徽省西北部，黄淮平原南端，淮河中上游结合部北岸，面积1 801 km2，辖28个乡镇和1个省级经济开发区。属暖温带半湿润季风气候区，具有明显的南北气候过渡带特征，季风明显，四季分明，春温多变，夏雨集中，秋高气爽，冬季寒冷。对于农业而言，阜南气候特征兼有南北气候之长，即降水优于北方，光照优于南方，是一个典型的以种植业为主的农业大县、畜牧养殖大县、全国商品粮基地县。农作物播种面积常年保持在206 667 hm2，其中冬小麦常年播种面积80 000 hm2，是安徽省冬小麦的主产区和重要的商品麦生产基地，对保障安徽省粮食安全起到至关重要的作用[1]。相关调查结果表明，安徽省冬小麦施肥现状存在重施化肥，尤其是氮肥，过量施肥现象[2]。化肥过量施用导致土壤耕地质量退化、养分损失加剧、生态环境破坏等一系列问题[3-4]。合理施肥是提高冬小麦产量和品质的保障。有机肥具有营养全面、保水保肥、养分释放慢等特性，能够改善土壤理化性质和保证养分持续供应[5]，化学肥料具有养分含量高、释放速度快、用量少等优势[6]，有机肥和无机肥配施则可以充分发挥两者优点，既能培肥地力、持续养分供应，又能解决化肥养分使用不合理带来的环境污染问题，达到作物增产增效目标[7-8]。

阜南县畜禽粪污年总产量192 万t，农作物秸秆等农业有机废弃物资源丰富。为加快畜禽粪污资源化利用，推动农业绿色高质量发展，2021年农业农村部联合财政部在安徽省17个县实施了绿色种养循环农业试点项目，阜南县被列为试点项目县之一，通过试点項目实施，全县畜禽粪污综合利用率达94%，揭开了有机废弃物综合利用新篇章。本研究针对阜南县冬小麦生产中不合理的施肥现状，通过设置有机无机配施比例田间试验，测定冬小麦产量、品质及土壤养分指标变化，探求适合冬小麦生产的有机肥替代化肥比例，以期达到冬小麦产量和品质提升双高效，同时培肥土壤，为冬小麦合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验点位于阜南县鹿城镇骆庄阜南县农业科学研究所内，地处21°37′04″ N、115°33′10″ E，海拔33.31 m。处于北亚热带北侧、暖温带南缘，属暖温带半湿润季风气候。雨量适中，光照充足，年平均气温15.4 ℃，年平均降水量为958.2 mm，年平均无霜期220 d，平均日照时数2 146.8 h。供试土壤类型为砂姜黑土，试验前按“S”型10点采集0～20 cm基础土壤，土壤理化指标如下：pH 5.39、有机质20.37 g/kg、全氮1.16 g/kg、全磷0.63 g/kg、全钾14.20 g/kg、碱解氮84.00 mg/kg、有效磷38.91 mg/kg、速效钾187.30 mg/kg。

1.2 供试材料

1.2.1 供试作物 冬小麦，品种为淮麦22，条播，播量225.00 kg/hm2。

1.2.2 肥料类型  化学肥料均为单质肥料，其中氮肥尿素为中盐安徽红四方股份有限公司生产（纯N 46%）；磷肥过磷酸钙为铜陵化工集团有限公司生产的颗粒状磷肥（P2O5 12%）；钾肥氯化钾为罗布泊钾盐有限公司生产（K2O 60%）。有机肥为阜南县林海生态技术有限公司生产，养分含量分别为纯N 2.26%、P2O5 2.48%、K2O 1.83%。

1.3 试验设计

试验设空白对照（CK）、单施化肥优化施肥（OPT）、有机肥替代15.00%化肥配施（M15）、有机肥替代30.00%化肥配施（M30）和有机肥替代50.00%化肥配施（M50）5个处理。小区面积4 m×6 m=24 m2，3次重复，随机区组排列，区组内土壤、地形等条件保持相对一致。优化施肥养分用量氮肥（N）、磷肥（P2O5）和钾肥（K2O）分别为225.00、75.00和90.00 kg/hm2。有机无机配施处理有机肥替代量按总氮量一致计算，磷钾根据有机肥养分含量计算，磷钾不足处理施化肥补足，超过部分不考虑。

有机肥、化学磷肥和钾肥按不同处理小区用量一次性基施，人工施肥后翻耕入土15 cm。氮肥用量按基肥∶追肥（6∶4）进行，其中追肥时期为拔节期。病虫草害防治按常规进行。

1.4 样品采集与分析方法

1.4.1 样品采集  冬小麦样品于成熟期按小区单打单收测实产。各小区采集2.00 kg冬小麦籽粒用于品质指标测试分析。

土壤样品冬小麦收割后各小区按“S”型采集0～20 cm土壤8～10点，剔除秸秆、根系等杂质，掰碎混匀用四分法分取1 kg土壤摊开晾干磨碎用于分析。

1.4.2 样品测试方法  籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值、硬度采用近红外谷物分析仪测定。土壤养分指标采用凯氏法测定全氮，比色法测定全磷，火焰光度法测定全钾，外加热法测定有机质、碱解扩散法测定碱解氮[9]。

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0进行数据计算和统计分析，采用邓肯（Duncan）检验，且在P<0.05水平下进行；采用OriginPro 2017进行数据作图。

2 结果与分析

2.1 有机肥和无机肥配施对冬小麦产量的影响

不同比例有机肥替代化肥对冬小麦产量的影响不同（图1）。施肥显著影响冬小麦产量，较不施肥对照冬小麦增产达93.99%～114.91%。相对于优化施肥，有机肥替代化肥各处理冬小麦产量均随着有机肥替代比例的增加呈现先增加后降低的趋势，各替代处理以有机肥等养分替代30.00%化肥的产量最高，为8 560.00 kg/hm2，较优化施肥增产1.97%，有机肥等养分替代化肥50.00%则显著降低冬小麦产量，降幅为7.95%。说明有机肥替代化肥要有适宜的比例，并不是越高越好。根据冬小麦产量和有机肥等养分替代比例之间的二次函数关系式y=-0.787 1x2+27.185x+8 444.5（R?=0.942），在等养分条件下，有机肥替代化肥的比例为17.26%时，冬小麦产量最高，为8 679.00 kg/hm2，本试验条件下，有机肥等养分替代时有机肥替代比例为17.26%最适宜。

2.2 有机肥和无机肥配施对冬小麦品质的影响

施肥显著提高冬小麦品质，合理有机无机配合施肥则更有利于提高冬小麦品质（表1）。不施肥处理冬小麦营养品质指标均显著低于各施肥处理。与单施化肥相比，有机肥与化肥配施处理使冬小麦蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、面粉沉降值和硬度指数分别提高0.29%～5.39%、0.36%～3.83%、0.25%～1.24%、2.52%～3.63%和0.42%～4.08%，均以有机肥替代30%化肥处理的冬小麦品质提升幅度最高，各施肥处理间无显著性差异。

2.3 有機肥和无机肥配施对土壤性质的影响

由表2可知，施肥可以有效提高土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量，其中土壤有机质和全氮达到显著性差异。相对于单施化肥处理，有机肥无机肥配施各处理对土壤全氮、全磷和全钾的影响不大。主要影响因素是土壤有机质含量的变化。不同施肥处理下土壤有机质含量为19.58～20.95 g/kg。与单施化肥处理相比，土壤有机质含量随有机肥施用比例的增加呈增加趋势，有机肥无机肥配施处理土壤有机质提升幅度3.07%～7.01%，以有机肥替代50.00%氮肥处理增幅最大，且有机肥替代50.00%化肥有机无机配施处理的土壤有机质达到显著性提高。

由表3可以看出，施肥能显著提高土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。与单施化肥相比，各有机肥配施处理土壤碱解氮含量没有明显的提升。土壤有效磷含量则随着有机肥配施比例的增加呈增大趋势，且有机肥替代30%氮肥和有机肥替代50%氮肥处理达到了显著性差异。有机肥无机肥配施均能显著提高土壤速效钾含量，提升幅度为4.40%～5.55%，各配施比例间无显著性差异，但均显著高于单施化肥处理。

3 讨论与结论

自进入工业革命以来，化肥对增加粮食产量作用不可替代，但其不合理施用带来的负面环境效应同样不可忽视。有机肥虽然能够持续供肥、改善土壤结构、协调作物养分吸收，但不能满足作物关键生育时期的养分需求。相关研究表明，有机肥和无机肥配施可以提高作物产量[10-11]。本研究表明，有机肥和无机肥一定比例配施较单施化肥可以有效提高冬小麦产量，以M30处理产量最高，配比过高则会降低冬小麦产量，这与前人的研究结果一致[12]。通过方程拟合得出本试验条件下获得冬小麦最高产量的有机肥配施比例为17.26%。有机肥和无机肥合理配施是提高小麦品质的有效途径[6]。本试验中，有机无机配施处理小麦品质指标均高于单施化肥处理，且以M30配施比例提升效果最佳。说明有机肥配施比例过高或过低都不利于小麦品质的提升。本试验结果表明，有机肥和无机肥合理配施，不仅可以有效增加土壤有机质含量，还可以有效提高土壤速效养分含量，这与前人研究结果一致[13]。

综合冬小麦产量、品质和土壤养分综合结果，本试验条件下，有机无机配施对冬小麦增产提质方面起到了积极的促进作用，冬小麦有机肥替代比例在30.00%时施用效果最佳。另外，本试验结果为短期试验结果，为保证数据的正确性，今后还需对试验进行长期定位监测。因地制宜确定有机肥施用比例，将对阜南县冬小麦合理施肥、有效利用畜禽养殖废弃物资源具有积极的促进作用。

参考文献

[1] 郑凤. 浅析皖北地区小麦生产中存在的问题及对策[J]. 园艺与种苗，2022，42（8）：74-75，90.

[2] 李敏，卜容燕，韩上，等. 安徽省冬小麦施肥现状与肥料利用效率[J]. 应用生态学报，2020，31（9）：3051-3059.

[3] 袁旭，张家安，常飞杨，等. 我国肥料施用现状及化肥减量研究进展[J]. 农业与技术，2022，42（18）：20-23.

[4] 石鑫蕊，任彬彬，江琳琳，等. 有机肥替代部分化肥对水稻光合速率、氮素利用率和产量的影响[J]. 应用生态学报，2021，32（1）：154-162.

[5] 周江明. 有机-无机肥配施对水稻产量、品质及氮素吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2012，18（1）：234-240.

[6] 裴雪霞，党建友，张定一，等. 化肥减量配施有机肥对旱地小麦产量、品质和水分利用率的影响[J]. 水土保持学报，2021，35（4）：250-258.

[7] 郭校伟，潘军晓，张济世，等. 好氧发酵猪粪部分替代化肥提高夏玉米氮素利用率和土壤肥力[J]. 植物营养与肥料学报，2020，26（6）：1025-1034.

[8] 侯红乾，刘秀梅，刘光荣，等. 有机无机肥配施比例对红壤稻田水稻产量和土壤肥力的影响[J]. 中国农业科学，2011，44（3）：516-523.

[9] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 3版.北京：中国农业出版社，2000.

[10] 奚振邦，王寓群，杨佩珍. 中国现代农业发展中的有机肥问题[J]. 中国农业科学，2004，37（12）：1874-1878.

[11] 于跃跃，郭宁，闫实，等.有机肥替代化肥对土壤肥力和玉米产量的影响[J]. 中国土壤与肥料，2021（3）：148-154.

[12] 田昌，彭建伟，宁海星，等.有机肥化肥配施对冬油菜养分吸收、籽粒产量和品质的影响[J]. 中国土壤与肥料，2012（4）：70-74.

[13] 于昕阳，翟丙年，金忠宇，等. 有机无机肥配施对旱地冬小麦产量、水肥利用效率及土壤肥力的影响[J]. 水土保持学报，2015，29（5）：320-324.

（责编：何 艳）