小麦有机肥等氮替代氮肥试验分析

张瑞雪 刘鑫融 卢萍萍 李慧卿

（1.衡水市土壤肥料工作站 河北衡水 053000；2.河北省武强县农业农村局 河北武强 053300）

近年， 有机肥替代化肥是实现我国化肥零增长的重要途径之一。 通过调查分析衡水市小麦田作物生长和施肥情况，针对生产中化学肥料投入不合理、有机肥施用少，造成肥料利用效率低、土壤生态环境质量下降、微生物群落失去平衡等问题，2021-2022 年开展了绿色种养循环农业试点项目，通过田间试验，以等养分条件为基础， 研究不同比例有机肥等氮替代化肥对小麦生长及土壤化学性状的影响， 确定适合本区域的有机肥替代氮肥的适宜比例， 明确有机肥替代氮肥对土壤性状及小麦生长的效应影响，建立小麦有机肥等氮替代化肥技术模式， 进行大面积示范应用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点：武强县东孙庄镇张法台村，前茬作物为夏玉米。土壤类型是潮褐土，年平均气温13.6℃，年平均降雨量554 mm，年日照时数2 638.3 h，无霜期185 d。 播种前0～20 cm 土壤基础地力情况见表1。

表1 小麦种养循环试验地基础地力

1.2 试验设计

1.2.1 供试肥料 普通尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O512%）、氯化钾（含K2O 60%）、有机肥（纯N、P2O5、K2O 含量分别为1.1%、0.62%、0.86%）。

1.2.2 供试品种 小麦品种太麦198。

1.2.3 试验处理及方法 试验设6 个处理， 分别为空白对照、常规施肥、优化施肥、有机肥替代15%氮肥、有机肥替代15%氮肥、有机肥替代15%氮肥，每个处理（小区）面积30 m2，重复3 次，随机区组排列，氮肥基追比为1∶1、磷肥基追比为3∶1、钾肥基追比分别为5∶1 和4∶1。各处理间采用单灌单排方式，具体试验处理及相应纯养分用量见表2。

表2 试验处理及纯养分用量（单位：kg/亩）

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土壤样品采集、测定项目 在小麦成熟期，采用S 型5 点取样法，采集0～20 cm 土壤样品，样品风干后测定pH 及有机质、全氮、有效磷、速效钾含量。

1.3.2 植物样品采集、 测定项目及方法 小麦返青期采样，测定全氮、全磷、全钾；小麦成熟期，分茎叶和颖壳、籽粒采样，测定全氮、全磷、全钾；小麦成熟期测算行距和株距， 每小区1 米2 行， 测算有效穗数、穗粒数、千粒重等指标；取2 米6 行穗风干脱粒，测定籽粒含水量， 称全部风干粒质量后按面积折算为含水量12.5%的籽粒产量。

2 结果与分析

2.1 不同处理对产量及其构成因素的影响

从表3 可以看出， 穗粒数、 有效穗数、 千粒重之间有着密切的联系。 亩穗数以T6 处理最高， 其次是T4 处理； 穗粒数以T5 处理最高， T6 处理其次； 小麦产量以T5 处理最高， 而生物有机肥替代化肥比例较高的T6 处理则有明显的减产趋势。 综上可知， 产量及其构成因素以生物有机肥替代30%化肥处理较佳。

表3 不同处理对小麦产量及其构成因素的影响

2.2 不同处理对小麦养分动态积累和分配的影响

2.2.1 氮的分配和积累 试验地植株平均全N 积累量见图1。通过对小麦返青期、成熟期调查检测，植株全N 积累量大致呈现为T5＞T6＞T4＞T3＞T2＞T1 的规律。 T5 处理在各处理中全N 积累量均较高，说明生物有机肥替代30%化肥可促进植株全N 积累量，过高的替代比例不利于植株全N 的积累。

图1 不同处理植物全N 养分动态变化

2.2.2 磷的分配和积累 试验地植株平均全P 积累量见图2，通过对小麦返青期、成熟期调查检测，植株全P 积累量大致呈现为T5＞T6＞T4＞T3＞T2＞T1 的规律。T5 处理在各处理中全P 积累量均较高，说明生物有机肥替代30%化肥可促进植株全P 的积累， 过高的替代比例不利于植株全P 的积累。

图2 不同处理植物全P 养分动态变化

2.2.3 钾的分配和积累 试验地植株平均全K 积累量见图3。 通过对返青期、 成熟期调查检测， 植株全K 积累量大致呈现为T5＞T6＞T4＞T3＞T2＞T1 的规律。 T5 处理全K 积累量较高，说明生物有机肥替代30%化肥可促进植株全K 的积累， 过高的替代比例不利于植株全K 的积累。

图3 不同处理植物全K 养分动态变化

2.3 不同处理对土壤养分动态变化的影响

从表4 可以看出，表层土壤全氮、有效磷、速效磷和有机质含量均较20～40 cm 土层含量低，pH 有所增加。 T5 处理的表层土壤有机质增加2.91%～12.17%， 全氮、 有效磷和速效钾分别提高18.55%～39.24%、36.69%～64.99%、3.61%～27.91%，土壤pH 下降1.09%～2.85%。 生物有机肥替代30%化肥可整体降低土壤pH，促进作物对N、P、K 的吸收，减少淋溶，降低损失，提高土壤养分含量。

表4 不同处理土壤养分动态变化

3 讨论与结论

根据不同比例的生物有机肥养分替代化肥的定位试验结果，从作物养分积累、产量，土壤的养分供应和对土壤化学性状改变的不同角度进行综合分析和评价，得到以下结论。

（1）各处理产量及其构成因素基本表现为有机肥替代30%氮肥＞有机肥替代50%氮肥＞有机肥替代15%氮肥＞化肥优化施肥＞常规施肥＞空白对照， 产量以生物有机肥替代30%氮肥较佳。 说明生物有机肥对籽粒产量、 有效穗数、 千粒重、 穗粒数等有促进作用。

（2）有机肥替代比例对小麦的干物质积累量和植物养分积累有着显著的影响。 有机肥替代30%氮肥处理成熟期干物质积累量表现最佳。

（3）对植株全N、P、K 积累随着试验的进行，有机肥起到了更多的促进作用， 也表现为有机肥替代30%氮肥处理最佳。

（4）有机肥替代化肥的施入对土壤化学性质也有显著影响， 有机肥替代30%氮肥表现为提高了表层土壤有机质含量， 减少了土壤对肥料的淋溶， 提高了土壤表层有效磷、 速效钾的含量， 改善了土壤的pH。

由此可知， 有机肥替代30%氮肥能够有效地促进小麦养分吸收利用， 提高小麦产量， 改善土壤性状，可以在今后的粮田生产中推广使用。