有机肥与无机肥配施对小麦产量及土壤质量的影响

摘要 为深入探究有机肥与无机肥配施对小麦生长发育、产量形成以及土壤质量的综合效应，从而为当地小麦生产制订科学合理的施肥策略，在实现化肥减量的同时提高肥料利用效率。本试验设置了5种不同的处理方案：空白对照组（CK）、常规化肥单独施用组、化肥用量减少20%并配合有机肥施用组、化肥用量减少40%并配合有机肥施用组，以及化肥用量减少60%并配合有机肥施用组，通过田间小区试验方法进行对比研究。结果表明，不同比例的有机肥与无机肥配施方式对小麦植株生长特性、最终产量表现及土壤性质均有一定影响。其中，当化肥用量减少20%并配施有机肥的处理条件下，小麦的产量达到较优水平（8 910 kg/hm2）。相较于单一使用化肥的情况，有机肥与无机肥合理配施不仅能够明显促进小麦的生长与高产，还能有效地改善和优化土壤质量，体现出良好的生态效益和经济效益。

关键词 小麦；有机肥与无机肥配施；产量；土壤质量；化肥减量；耕地保护

中图分类号 S512.1" " 文献标识码 A" " 文章编号 1007-7731（2024）15-0022-04

DOI号 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.006

Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on wheat yield and soil quality

LI Ling

（Agricultural Technical Extension Center of Yingquan District， Fuyang 236000， China）

Abstract To investigate the comprehensive impact of organic-inorganic fertilizer blending on wheat growth， yield formation， and soil quality， with the aim to develop a scientifically sound optimal fertilization regimen tailored for local wheat production that promotes efficient reduction in chemical fertilizer usage while enhancing its effectiveness. 5 distinct treatments were established： the control group （CK）， conventional inorganic fertilizer application， a treatment where chemical fertilizer was reduced by 20% combined with organic fertilizer application， another where chemical fertilizer was decreased by 40% in conjunction with organic fertilizer use， and a scenario where chemical fertilizer was diminished by 60% along with organic fertilizer supplementation. These treatments were evaluated through field plot experiments. The results elucidated that the varying effects of different proportions of blended organic and inorganic fertilizers on wheat plant growth characteristics， ultimate yield performance， and soil properties. Notably， the treatment where chemical fertilizer application was reduced by 20% and complemented with organic fertilizer demonstrated the highest wheat yields （8 910 kg/hm2） among all treatments. Compared to exclusive use of chemical fertilizers， the judicious combination of organic and inorganic fertilizers not only significantly enhanced the growth and high-yielding potential of wheat but also effectively improved and optimized soil quality， thus illustrating favorable ecological and economic benefits in agricultural practice.

Keywords wheat; combined application of organic and inorganic fertilizers; grain yield; soil quality; chemical fertilizer reduction; cultivated land protection

小麦是重要的粮食作物之一，保障其稳定高产对满足粮食需求、维护粮食安全至关重要。合理科学的小麦种植管理，尤其是施肥环节，对提高小麦产量起着决定性作用。施肥是对土壤养分有效补充的重要手段。实际生产过程中，可能存在过量施用、盲目施用化肥等现象，这不仅增加了农业生产成本，还可能导致土壤板结、酸化等问题，同时养分流失可能会污染水体，造成生态环境失衡[1]。研究表明，有机肥与无机肥配施是化肥减量增效和稳定小麦产量的重要措施之一[2-3]，也是目前研究的热点之一[4]。研究发现，生物有机肥的有机质含量高，能有效改良土壤，缓解土壤板结，提高土壤生产力[5-6]；生物有机肥能够增强土壤微生物活性，提高土壤微生物多样性，改变土壤微生物群落结构，直接或间接为作物提供多重营养和刺激性物质，促进和调控作物生长[1，7]。本试验采用有机肥部分替代化肥的方法，设计有机肥与无机肥不同比例配施，探索小麦生产中有机肥与无机肥配合施用的合理比例，目的是为化肥减量增效、耕地保护及实现农业可持续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验地位于安徽阜阳颍泉区统筹试验区，前茬作物为夏玉米。该地区属于暖温带半湿润季风气候，处于暖温带与北亚热带之间的过渡地带。气候四季分明，季风明显，气候温和，降水量适中，光照充足，无霜期较长，年平均日照时数2 292 h，年平均气温14.9 ℃，无霜期219 d，年平均降水量890 mm，光热水资源较丰富。试验地土壤为砂姜黑土，有机质含量20.7 g/kg，全氮0.114 g/kg，有效磷19.1 mg/kg，速效钾192.0 mg/kg，pH 7.2。

1.2 供试材料

供试小麦品种为荃麦725，化学肥料采用符合国家标准的25-12-8（N-P2O5-K2O）配比，商品有机肥购自阜阳市义丰肥业有限公司，肥料总养分含量N+P2O5+K2O≥4%，N∶P2O5∶K2O为2∶1∶1，有机质含量≥30%。

1.3 试验方法

本次田间试验共设计5个不同的施肥处理方案，具体包括处理1（对照组，CK），未施任何肥料；处理2，仅施用化肥，用量为4.5 kg/60 m²；处理3，结合施用商品有机肥12 kg/60 m²和化肥3.6 kg/60 m²；处理4，同样施用商品有机肥用量12 kg/60 m²，化肥用量减少至2.7 kg/60 m²；处理5，在保持商品有机肥用量12 kg/60 m²不变的基础上，进一步降低化肥使用量至1.8 kg/60 m²。每个处理均设置3次重复，以提高数据的可靠性和准确性，所有试验小区面积均为60 m²，并确保各试验小区之间设有明确的隔离带，防止肥料成分相互渗透。此外，试验小区外围设置保护行，确保试验区独立不受干扰。所有小区均有清晰的标识，严格按照单排单灌的方式进行灌溉管理，避免因灌溉不当而导致各小区间相互影响。在整个试验期间，所有田间管理操作均严格遵循当地常规种植习惯，确保试验结果的可靠性和实用性。

有机肥在整地前均匀撒施，化肥实行种肥同播，具体施肥量见表1。常规田间管理与当地大田管理习惯保持一致。2021年10月19日划分小区施肥，20日整地、播种，播种量1.35 kg/60 m²，10月27日出苗，2022年2月18日化学除草，4月19日、26日防治赤霉病，6月5日成熟收获。

1.4 测定项目与方法

于小麦蜡熟期随机取样测产，各处理小区随机取3个点，每点取1 m2调查穗数，并从中随机抽出20穗调查穗粒数。1 hm2穗数=3点穗数之和×（10 000/3），穗粒数为20穗粒数的加权平均数。经济效益采用成本效益分析法分析，供试有机肥按0.6元/kg，化肥按3.3元/kg，小麦按2.6元/kg计算。土壤样品分别于试验前和收获后采取“S”型10点取样法取样，样品经风干、研磨、过筛后送检。土壤有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，有效磷含量采用酸溶-钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用火焰光度法测定。

1.5 数据处理与分析

采用Excel 2010软件进行数据整理和作图，采用SPSS 20.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 对小麦产量及其构成因素的影响

化肥减量，配施有机肥对小麦的产量及其构成因素有一定影响。从小麦产量构成因子看，与单纯施用化肥相比，有机肥与化肥的处理3和处理4增加了有效穗，处理间差异无统计学意义（表2）。处理3的有效穗数最多，较其他处理提高了0.3%～15.6%、当化肥用量减少20%，同时增加配施定量的有机肥时（处理3），有效穗数量、每穗实粒数和千粒重有所增加，说明适量减少化肥并增加有机肥有助于提高单位面积内的籽粒总量和籽粒饱满度。而化肥用量进一步减少40%～60%（处理4和处理5），同样配施定量有机肥，与单施化肥（处理2）相比，出现了每穗实粒数减少及千粒重下降的现象。

2.2 对经济效益的影响

从经济效益的角度来看（表3），处理2和处理3在适度增加投入成本的前提下，实现了较为明显的产量增长与经济效益提升，经济效益比空白对照组分别增加39.61%和38.53%。与单施化肥（处理2）比较，处理3化肥减量20%配施定量有机肥，产值增加了2.4%，表明有机肥与化肥科学搭配对农作物产量和经济效益产生了积极作用。其余处理方式，在化肥不同程度减量同时配合施用有机肥的条件下，产值均有所下降。

2.3 对土壤肥力的影响

从图1～4可看出，不施肥处理（CK）土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均较低，而单施化肥的（处理2）土壤全氮含量与对照差异无统计学意义，有机质、有效磷和速效钾含量与对照差异具有统计学意义。

有机肥与无机肥配施对土壤有机质含量的影响见图1，与处理1和处理2相比，采用有机肥与无机肥配施处理的土壤有机质含量整体有所提高，其中处理3的土壤有机质含量增加最大，但有机肥与无机肥配施处理间的差异不大。配施定量有机肥的情况下，随着化肥施用量减少，土壤有机质积累略有降低。

由图2～4可看出，通过有机肥与无机肥配施处理，相对只施用化肥（处理2），其他各处理的土壤全氮、有效磷和速效钾含量均有所提升，土壤全氮含量提升了7.4%～15.6%，土壤有效磷含量提升了3.5%～8.8%，土壤速效钾含量提升了27.8%～33.3%。有机肥与化肥配合施用（处理3、4、5），相较于仅施用化肥（处理2），土壤中全氮、有效磷及速效钾的含量有不同程度的增加或保持在较高水平。说明合理搭配化肥和有机肥，既能满足作物对养分的需求，又能改善土壤性质，提高土壤养分利用率，从而实现土壤质量的持续改良。

3 结论与讨论

化肥是重要的农业投入品之一，在粮食增产中发挥着重要作用。生产中，肥料使用存在部分品种之间、地区之间以及作物之间不平衡的问题，撒施、表施现象较为普遍，部分地区存在过量施肥现象，导致生产成本增加，农产品品质下降，影响农业可持续发展和农产品质量安全[8]。目前化肥投入进入边际报酬递减阶段，持续增加化肥施用量已无法实现粮食产量的增加，通过调整施肥方式，优化施肥结构等措施可提高化肥利用效率，进一步发挥技术要素对粮食的增产作用[9]。本试验结果表明，试验区小麦玉米轮作的情况下，化肥减施20%并配施有机肥处理，其小麦产量最高，经济效益明显提高。说明有机肥部分替代化肥后，有机与无机养分能协调平衡供应，满足作物对养分的需求，使作物保持稳产和高产，同时减少化肥用量，这与李燕等[10]、丁维婷等[11]研究结果相似。研究发现，有机肥与无机肥配施不仅能为作物生长提供速效养分，还能有效增加肥效，确保土壤养分持续供给[12-14]。本试验各施肥处理区土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有所提高，其中以处理3、4的效果较为明显，这与吴得峰[13]的研究结果相似。以上结论揭示了优化肥料投入策略，特别是合理搭配有机肥与化肥使用，对改善土壤结构具有明显效果，同时能有效提升土壤中的养分含量，对增加土壤中有机质含量效果较好。

本试验采用有机肥部分替代化肥的方法，设计有机肥与无机肥不同比例配施，探索小麦生产中有机肥与无机肥配合施用的最佳比例，为化肥减量增效、耕地保护及实现农业可持续发展提供参考。在实际推广应用之前，建议通过长期定位试验，在本地区土壤肥力及耕种习惯情况下，进一步明确有机肥配施适宜比例和土壤改良成效，生产成本控制及对长期土壤健康状况的影响等因素。

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（责任编辑：何 艳）