有机与无机肥配施对冬小麦产量与氮肥利用率的影响

付永强，于洪波，钟 军，龙再俊，张永霞

（1.阿克苏地区农业技术推广中心，新疆 阿克苏 843000；2.沙雅县农业技术推广站）

沙雅县每年播种冬小麦1.33万hm2左右，生产中主要使用化肥，长期施用化肥容易造成土壤板结，过多施用的氮肥超过土壤的保持能力时，就会形成农业面源污染，造成水体富营养化，破坏水环境。有机与无机肥配施在提升土壤肥力、增加农作物产量、提升肥料利用效率等方面效果都十分显著[1-3]。在沙雅县进行有机与无机肥配施试验，研究不同有机与无机肥配比对冬小麦产量和氮肥利用率的影响，探索出适宜当地冬小麦生产的最佳施肥配比，可为该地区冬小麦生产施肥制度的建立提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验地点位于阿克苏地区沙雅县古勒巴格镇阿克村1组，海拔911 m，温带大陆性干旱气候，年平均降水量47 mm。供试土壤肥力中等，试验前0～20 cm 土层土壤pH 8.12、有机质含量12.23 g/kg，速效氮33 mg/kg，速效磷12.4 mg/kg，速效钾186 mg/kg。

1.2 试验材料

供试冬小麦品种为新冬22号。

试验用肥料为尿素（N ≥46%）、三料磷肥（P2O5≥46%）、硫酸钾（K2O ≥50%）、格瑞龙商品有机肥（有机质≥40%）。

1.3 试验设计

试验共设6个处理，各处理施肥情况见表1。每个处理3 次重复，小区面积为36 m2，随机区组排列。各处理磷肥和商品有机肥的全部、钾肥的50%、氮肥的30% 做底肥，在小麦播种前结合犁地施入，钾肥的50%和氮肥的70%在小麦拔节期追施。冬小麦于2019 年9 月28 日播种，播种量15 kg/667 m2，等行距（10 cm）条播。

表1 各处理施肥量 kg/667 m2

1.4 样品采集与测定

1.4.1土壤样品采集与测定

在试验开始前于整个试验地S 型选取5 个点，采集0～20 cm 土壤样品，将样品混合，密封带回。自然风干后过0.25 mm 筛，用于土壤基础肥力分析。土壤有机质含量釆用油浴加热-重铬酸钾容量法测定，速效氮含量采用碱解扩散法测定，速效磷含量采用0.5 mol/L 碳酸氢钠溶液浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用1 mol/L 乙酸铵溶液浸提-火焰光度法测定。

1.4.2植株样品采集与测定

在2020年冬小麦收获期采集植株样品，在各小区随机选取3个1 m×1 m代表性样方调查穗数和穗粒数，测定千粒重。每个小区取3个1 m长的样段，取小麦植株样，按茎叶和穗分样，烘干至恒重，称干重。小麦植株干样研磨过筛后经浓H2SO2-H2O2消煮，半微量凯氏定氮法测定茎叶和籽粒的全氮含量。

1.5 数据处理

试验数据和图表处理采用Excel 2013 和SPSS 22.0 进行统计分析，不同小写字母表示在P ≥0.05水平上差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同处理对冬小麦生育性状的影响

由表2 可知，不同施肥配比对小麦生育性状有一定影响，施肥处理各生育性状指标均高于不施肥处理。冬小麦株高随尿素施用量的增加而增加，处理4株高最高，株高为77.43 cm，比不施肥处理（CK）株高增加了28.34%，比单施有机肥处理增加4.71%。有机与无机肥配施下，施氮量过低或过高均会影响小麦成穗数，小麦成穗数随施氮量增加呈明显的先增加后降低趋势，施氮量15 kg/667 m2时，冬小麦穗数最多。与处理2 相比，处理4 穗数没有明显增加。单施有机肥穗粒数最多，穗长较短。施肥方式对穗行数的影响不显著。

表2 不同施肥配比对冬小麦生育性状的影响

2.2 不同处理对冬小麦产量的影响

由表3 可知，有机与无机肥配施可显著增加冬小麦产量，相比不施肥处理平均增产59.58%，比单施有机肥平均增产41.89%。籽粒产量随尿素施用量的增加呈先增加后降低趋势，但变化幅度未达显著水平，以处理3 籽粒产量最高，产量为467.17 kg/667 m2。施肥处理对小麦千粒重的影响显著，有机与无机肥配施能显著提高小麦千粒重，有机肥与尿素15 kg/667 m2配施时，千粒重最重。不同施肥配比对小麦秸秆产量的影响与籽粒产量相似。收获指数反映了作物群体光合同化物转化为经济产品的能力，有机与无机肥配施能提高作物将干物质向籽粒分配的能力，有机肥与尿素10 kg/667 m2配施时，收获指数最大。

表3 不同施肥配比对冬小麦产量的影响

2.3 不同处理对冬小麦氮素利用的影响

由表4 可知，处理4 籽粒吸氮量最高，比单施有机肥和对照处理分别高47.81%和77.18%。与对照处理相比，单施有机肥、有机与无机肥配施均能提高冬小麦籽粒和秸秆吸氮量，处理3 和处理4 提升效果更明显。各有机与无机肥配施处理，氮肥利用率从高到低依次为处理2 ＞处理3 ＞处理4 ＞处理1，尿素的施用量大于10 kg/667 m2时，氮素利用率降低，与处理2 相比，处理3 和处理4 氮肥利用率分别降低了29.27%和35.18%。氮肥农学效率是单位尿素施用量所增加的作物经济产量，氮肥农学效率从高到低依次为处理1 ＞处理2 ＞处理3 ＞处理4，说明随着尿素施用量的增加，出现了氮素“奢侈吸收”。尿素施用量超过10 kg/667 m2，会降低单位氮素形成籽粒的效率。与对照处理相比，各施肥处理籽粒生产效率均有不同程度的变化，有机肥配施尿素5～15 kg/667 m2，籽粒生产效率平均增加了13.88%，有机肥配施尿素20 kg/667 m2，籽粒生产效率降低了8.82%。说明小麦对氮素的吸收受施氮量影响，施氮量过高会造成氮素损失。

表4 不同施肥配比对冬小麦氮素利用的影响

3 小结

（1）前人对有机与无机肥配施方面的大量研究表明，合理的有机与无机肥配施可以起到显著的增产作用[4-6]。不同施氮量配施有机肥对小麦穗粒数和千粒重均无显著影响，随着施氮量的增加，小麦成穗数与产量均呈现先增加后降低的趋势[1]。本试验中，有机与无机肥配施可显著增加冬小麦株高、穗数和穗长，对穗粒数和穗行数影响无显著规律。有机与无机肥配施的各处理随着施氮量的增加小麦穗数与产量均呈先增加后降低的趋势，与前人研究一致。尿素15 kg/667 m2+商品有机肥100 kg/667 m2处理小麦穗数与产量最高，尿素20 kg/667 m2+商品有机肥100 kg/667 m2处理产量与之相较有所降低，其原因可能是因为施氮量过高，光合产物从源器官向库器官转运的能力下降。有机无机肥配施对千粒重的影响显著，这与前人研究结果不同，产量构成三因素间的关系是从穗数到穗粒数再到粒重的单向制约关系，穗粒数不能制约穗数，粒重不能制约穗粒数与穗数[7]。因此，有机与无机肥配施条件下，氮肥的施用应适量，尿素15 kg/667 m2+商品有机肥100 kg/667m2小麦产量最高。（2）在保证小麦高产稳产的基础上，如何减少化肥用量，高效利用氮肥，是近年来小麦施肥研究的新方向。研究表明，采取有效的氮肥施用方法，按照作物的需求动态调控施肥，就可减少氮素损失，提高氮肥利用率[8]。而有机与无机肥配合施用有利于作物氮肥利用率的提高，有利于氮素由营养器官向生殖器官的转运[9]。本试验中有机与无机肥配施提高了冬小麦氮肥利用率，以尿素10 kg/667 m2+商品有机肥100 kg/667 m2氮肥利用率最高，达到了37.07%。随着施氮量增加，氮肥农学效率和籽粒生产效率降低，说明增加尿素用量不利于营养器官中的氮向籽粒转移。（3）尿素15 kg/667 m2+商品有机肥100 kg/667 m2处理产量及产量构成因素为各处理最高，但与处理2相比，籽粒产量差异不显著，产量仅增加3.89%，而氮肥利用率却降低了10.85%。因此在施用有机肥100 kg/667 m2的基础上，应根据当地土壤肥力及生态条件，尿素施用量以10～15 kg/667 m2为宜。