有机肥不同比例替代化肥对小麦产量和氮磷钾利用率的影响研究

肖鹏　易善银　高建勇　章丽超

摘要 本研究通过设置有机肥不同比例替代化肥处理，分析了小麦产量和氮磷钾化肥利用率等指标。结果表明，常规施肥产量最高，为6 318.2 kg/hm²，有机肥替代化肥20%产量次之，为6 078.3 kg/hm²，氮磷钾利用率有机肥替代化肥20%处理均最高，分别为40.2%、17.3%和55.6%。

关键词 有机肥；化肥；小麦；产量；氮磷钾利用率

中图分类号 S512.1   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）10-0013-03

化肥被称为粮食的“粮食”，是农业生产中重要的生产资料，对促进粮食增产意义重大[1-3]。单一施肥、过量施肥等不合理施肥，不仅导致粮食增产效果不明显、化肥利用率低下，还造成了严重的生态环境污染[4-6]。有机肥含有丰富的有机质，且肥效长，不仅可以给农作物提供丰富的营养，还可以改善土壤的理化性质和生物活性[7-8]。

本研究通過在溧水区有代表性的土壤上进行有机肥与化肥配合施用田间试验，寻求有机肥替代化肥的最佳比例，以期为溧水区小麦合理使用有机肥、减少化肥用量、实现化肥减施增效提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

有机肥不同比例替代化肥试验于2021年11月18日至2022年5月30日在南京市溧水区三元农业科技有限公司进行。该公司位于溧水区和凤镇吴村桥村，试验区域地处119°03′ E、31°48′ N，海拔18.8 m。属北亚热带季风气候区，年平均气温 16.6 ℃，年平均降水量1 550.4 mm，雨量丰沛、光照充足、气候温和，适宜水稻、小麦、油菜等作物的生长。

1.2 供试土壤

该试验地处于溧水区南部石臼湖水系的圩区，水资源丰富，土类为水稻土，土种为马肝土，有机质15.27 g/kg，全氮1.06 g/kg，有效磷14.33 mg/kg，速效钾123 mg/kg，pH 5.52。参照长三角区域土壤养分指标分级标准，试验地土壤养分处于中等水平，是当地比较有代表性的土壤[9]。

1.3 供试作物及品种

供试作物为小麦，为本区域普遍种植的春性小麦品种扬麦25。

1.4 供试肥料

供试肥料分别为有机肥N-P2O5-K2O（2.1-1.7-2.1）（南京沃优生物肥业有限公司生产），尿素（河南心连心化肥有限公司生产），过磷酸钙（安徽省铜陵市铜官山化工有限公司生产），氯化钾（中国化工建设总公司进口）。

1.5 试验方法

田间试验设8个处理，分别是常规施肥无氮、常规施肥无磷、常规施肥无钾、常规施肥以及常规施肥基础上有机肥替代化肥比例分别为20%、40%、60%和100%，大区无重复设计，大区面积250 m²。有机肥和磷钾肥做基肥一次性机旋耕深施，氮肥分基肥、分蘖肥和拔节孕穗肥按照4∶3∶3分3次撒施。有机肥替代量按照纯氮折算，试验各处理有机肥、化肥用量及化肥养分量和用量见表1。

1.6 大田管理与测产取样

前茬作物为水稻，秸秆全量还田。2021年11月18日有机肥和磷钾肥机旋耕一次性深施，11月20日种子撒播后，清沟理墒，小麦用种量330 kg/hm²。2022年1月26日施分蘖肥，3月6日追施拔节孕穗肥。病虫草害防治按照区植保站通知统一防治。

小麦收割前随机取样测产，每个大区用长0.67 m、宽0.33 m的长方形样框随机套取3个样点，每个样点数有效穗数，并随即剪取30穗小麦样株带回室内考察每穗粒数和测定千粒重，计算各处理理论产量，随后各试验处理留样送专业检测机构，检测小麦样株籽粒和秸秆的全氮、全磷和全钾含量。

1.7 数据统计

小麦产量根据考种数据计算，氮、磷、钾化肥利用率按照以下公式计算：

某养分利用率（%）=（施用区某养分摄取量-未施用区某养分摄取量）/施用区某养分施用量×100。

相关图表制作用 Excel 2016完成。

2 结果与分析

2.1 有机肥替代化肥比例对小麦产量和产量结构的影响

由表2可知，氮、磷、钾缺乏均显著减少小麦产量，常规无氮、无磷和无钾比常规施肥分别减产72.6%、31.2%和11.3%。小麦产量随着有机肥替代化肥比例增加呈逐渐降低趋势，不同有机肥替代比例中以20%有机肥替代的效果最好，其产量比常规施肥略减3.8%，但差异不显著。有机肥替代比例超过20%，有效穗数、每穗粒数、千粒重和产量均明显减少。表明，在小麦上施用有机肥，按照纯氮用量折算，其替代比例以不超过20%为宜。

2.2 有机肥替代化肥比例对小麦化肥利用率的影响

2.2.1 氮肥利用率。由表3可以看出，随着机肥替代化肥比例的增加，小麦秸秆生物量、植株氮含量、吸氮量和每100 kg籽粒吸氮量均呈显著下降趋势。与常规施肥比较，以20%有机肥替代的氮肥利用率最高，比常规施肥增加3.5个百分点，比40%有机肥替代增加23.2个百分点，比60%有机肥替代增加23.4个百分点。

2.2.2 磷肥利用率。由表4可知，随着有机肥替代化肥比例的增加，小麦籽粒和秸秆含磷量呈增加趋势。受生物量减少影响，当有机肥替代比例超过20%时，吸磷总量则呈现显著下降趋势，除100%有机肥替代外，每100 kg籽粒吸磷量则变化较小。20%有机肥替代处理的籽粒和秸秆含磷量、吸磷量和每100 kg籽粒吸磷量均与常规施肥相近，但磷肥利用率比常规施肥提高3.1个百分点，比40%有机肥替代提高13.2个百分点，比60%有机肥替代提高10.4个百分点。

2.2.3 钾肥利用率。由表5可以看出，随着有机肥替代化肥比例的增加，小麦籽粒钾含量呈增加趋势，而秸秆含钾量差异较小。由于受生物量的影响，吸钾量随着有机肥替代比例的增加而减少。随着有机肥替代比例增加，钾肥利用率逐渐降低，当替代比例超过20%时，有机肥替代比例过大对小麦钾肥利用率有明显不利影响。与常规施肥比较，20%有机肥替代化肥的小麦钾肥利用率提高5.9个百分点。

3 结论

本试验条件下，溧水区和凤镇小麦有机肥替代化肥的适宜比例为20%。常规施肥氮、磷、钾化肥利用率分别为36.7%、14.2%和49.7%，20%有机肥替代化肥的氮、磷、钾化肥利用率分别为40.2%、17.3%和55.6%。与常规施肥相比，20%有机肥替代化肥可显著提高氮肥、磷肥和钾肥的利用率，其中氮肥利用率提高3.5个百分点，磷肥利用率提高3.1个百分点，钾肥利用率提高5.9个百分点。

参考文献

[1] 梁路，张明全，高建勇.2019年溧水区小麦有机肥部分替代化肥试验初报[J].安徽农学通报，2020，26（23）：76-78.

[2] 王树琼，金艳红.有机肥替代化肥对旱地小麦水氮利用及经济效益的影响[J].农业技术与装备，2022（2）：106-107.

[3] 马顺圣，毛伟，李文西.有机肥等氮量替代化肥对水稻产量、土壤理化性状及细菌群落的影响[J].江苏农业科学，2021，49（24）：90-94.

[4] 栾江，仇焕广，井月，等.我国化肥施用量持续增长的原因分解及趋势预测[J].自然资源学报，2013，28（11）：1869-1878.

[5] 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.

[6] 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.

[7] 左其东，张宇红，朱为民，等. 2020年太倉市小麦生产上有机肥部分替代化肥效果试验初报[J]. 上海农业科技，2022（1）：99-100，111.

[8] 吴小平，熊昌龙，周素香.小麦有机肥部分替代化肥试验总结[J]. 农家参谋，2022（1）：88-90.

[9] 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.

（责编：何 艳）