有機(jī)肥替代部分化肥在小麥生產(chǎn)上的應(yīng)用效果研究

王校輝

(河南省平頂山市土壤肥料工作站，河南 平頂山 467000)

施用化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上提高產(chǎn)量的重要措施之一，但在實(shí)際生產(chǎn)中普遍存在為追求產(chǎn)量而大量施用化肥的現(xiàn)象，導(dǎo)致了土壤理化性狀變差、環(huán)境安全受到影響、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低等諸多問題的出現(xiàn)[1～4]，嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，為此，減量施用化肥對保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。有機(jī)肥替代部分化肥是減量施用化肥的重要手段，近年來，不同研究者就有機(jī)肥替代部分化肥進(jìn)行了大量的研究，但這些研究在經(jīng)濟(jì)作物上的較多[5～9]，在小麥上的較少[10～12]，且主要集中在小麥產(chǎn)量、土壤理化性狀等方面的研究，在小麥品質(zhì)等方面的研究鮮有報道。農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，不僅要考慮產(chǎn)量、土壤狀況，更應(yīng)該關(guān)注質(zhì)量等因素。因此，有機(jī)肥替代部分化肥對小麥品質(zhì)等的影響十分值得進(jìn)一步研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年10月19日至2019年6月3日在河南省平頂山市湛河區(qū)肖莊村國家級耕地質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)(編號：410040)內(nèi)進(jìn)行，該監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置不施肥、施用配方肥、有機(jī)肥替代10%化肥、有機(jī)肥替代30%化肥、有機(jī)肥替代100%化肥5個小區(qū)(其中，不施肥區(qū)于2016年小麥播種期投入使用，其它小區(qū)于2017年小麥播種期投入使用)，小區(qū)面積100 m2，各小區(qū)四周用水泥板及塑料薄膜隔離，防止肥、水滲透。

試驗(yàn)區(qū)域地勢平坦，排灌方便。供試土壤為潮土，基本理化性狀為：pH值5.2，土壤有機(jī)質(zhì)24.0 g·kg-1，總氮1.45 g·kg-1，有效磷26.8 mg·kg-1，速效鉀147.0 mg·kg-1。供試小麥品種為濟(jì)麥4號，播種量187.5 kg·hm-2，人工開溝條播，前茬作物為玉米。供試有機(jī)肥為商品有機(jī)肥，平頂山市豫稼軒農(nóng)業(yè)科技股份有限公司提供，符合NY525-2012相關(guān)要求，每袋40 kg，經(jīng)具有資質(zhì)的第三方檢測，有機(jī)質(zhì)、N、P2O5、K2O含量分別為：47%、3.18%、4.06%、2.55%；供試化肥分別為尿素(N含量：46%)、過磷酸鈣(P2O5含量：12%)、氯化鉀(K2O含量：60%)。

結(jié)合耕地質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)小區(qū)，試驗(yàn)設(shè)以下處理：T1(不施肥)；T2(施用配方肥)；T3(有機(jī)肥替代10%化肥)；T4(有機(jī)肥替代30%化肥)；T5(有機(jī)肥替代100%化肥)，各處理面積100 m2，不設(shè)重復(fù)。其中，T2處理施用N、P2O5、K2O用量分別為150 kg·hm-2、97.5 kg·hm-2、60 kg·hm-2；T3、T4處理N、P2O5、K2O用量與T2處理一致，有機(jī)肥用量按照該處理中N總用量乘以替代化肥比例再除以有機(jī)肥N含量確定，并根據(jù)施用有機(jī)肥量折算出有機(jī)肥提供的P2O5、K2O量，剩余N、P2O5、K2O不足的部分分別由尿素、過磷酸鈣、氯化鉀折算補(bǔ)充；T5處理有機(jī)肥用量確定參照T3、T4處理，由于有機(jī)肥提供的P2O5、K2O量已超過T2處理，不再用過磷酸鈣、氯化鉀折算補(bǔ)充。各處理有機(jī)肥、尿素、過磷酸鈣、氯化鉀具體用量見表1。各處理肥料充分混合后，于播種前一次性底施。田間管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)。

1.2 測定項(xiàng)目

1.2.1 產(chǎn)量構(gòu)成因素指標(biāo)測定 于小麥?zhǔn)斋@前1 d在田間測定穗粒數(shù)及穗數(shù)，并于小麥籽粒收獲晾干后測定千粒重。

1.2.2 產(chǎn)量測定 各處理實(shí)打?qū)嵤諟y定產(chǎn)量并折算。

1.2.3 品質(zhì)指標(biāo)測定 由第三方檢測單位分別參照GB5009.6-2016、GB/T5506.1-2008、GB/T5515-2008、GB5009.5-2016方法測定粗脂肪、面筋質(zhì)、粗纖維、粗蛋白。

1.2.4 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算 與T2(施用配方肥)相比，T3(有機(jī)肥替代10%化肥)、T4(有機(jī)肥替代30%化肥)、T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理經(jīng)濟(jì)效益情況，主要由小麥增產(chǎn)效益與化肥節(jié)本效益構(gòu)成，其中，小麥價格以每千克2.1元計(jì)，有機(jī)肥、尿素、過磷酸鈣、氯化鉀分別以每噸1 200元、1 900元、700元、2 500元計(jì)。

表1 各處理肥料用量 (kg·hm-2)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

表2顯示，T1(不施肥)處理穗數(shù)、產(chǎn)量最低，千粒重最大；T3(有機(jī)肥替代10%化肥)處理穗數(shù)、穗粒數(shù)、產(chǎn)量最大；T4(有機(jī)肥替代30%化肥)處理千粒重最低；T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理穗粒數(shù)最低。

對比T1(不施肥)處理，T2(施用配方肥)、T3(有機(jī)肥替代10%化肥)、T4(有機(jī)肥替代30%化肥)、T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理穗數(shù)、穗粒數(shù)(T5除外)及產(chǎn)量總體上均有所提高，而千粒重均有所降低。

對比T2(施用配方肥)處理，T3(有機(jī)肥替代10%化肥)、T4(有機(jī)肥替代30%化肥)、T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量表現(xiàn)不盡一致。

表2還顯示，T3(有機(jī)肥替代10%化肥)、T4(有機(jī)肥替代30%化肥)、T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理穗粒數(shù)及產(chǎn)量總體呈下降趨勢，而穗數(shù)及千粒重則呈先降后升趨勢。

表2 不同處理對小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

2.2 不同處理對小麥品質(zhì)的影響

表3顯示，T1(不施肥)處理粗脂肪、面筋質(zhì)、粗蛋白含量最低,T3(有機(jī)肥替代10%化肥)處理面筋質(zhì)含量最高,T4(有機(jī)肥替代30%化肥)處理粗纖維、粗蛋白含量最高,T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理粗脂肪含量最高，粗纖維含量最低。

對比T1(不施肥)處理，T2(施用配方肥)、T3(有機(jī)肥替代10%化肥)、T4(有機(jī)肥替代30%化肥)、T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理粗脂肪、面筋質(zhì)及粗蛋白含量總體上均有所提高，而粗纖維含量變化不大。

對比T2(施用配方肥)處理，T3(有機(jī)肥替代10%化肥)、T4(有機(jī)肥替代30%化肥)、T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理粗脂肪、面筋質(zhì)、粗纖維及粗蛋白含量表現(xiàn)不盡相同。

表3還顯示，T3(有機(jī)肥替代10%化肥)、T4(有機(jī)肥替代30%化肥)、T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理粗脂肪含量呈逐步上升趨勢，面筋質(zhì)含量呈逐步下降趨勢，而粗纖維及粗蛋白含量差別不大。

表3 不同處理對小麥品質(zhì)的影響

2.3 不同處理經(jīng)濟(jì)效益情況

表4顯示，對比T2(施用配方肥)處理，T3(有機(jī)肥替代10%化肥)處理有機(jī)肥投入以及尿素、過磷酸鈣、氯化鉀節(jié)支最低，增產(chǎn)效益最高；T5(有機(jī)肥替代100%化肥)處理有機(jī)肥投入以及尿素、過磷酸鈣、氯化鉀節(jié)支最高，增產(chǎn)效益最低。表4還顯示，T3(有機(jī)肥替代10%化肥)處理經(jīng)濟(jì)效益最高，達(dá)1 464.5元·hm-2。

表4 不同處理經(jīng)濟(jì)效益情況 (元·hm-2)

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果顯示，施肥對小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量均有較明顯的影響；與僅僅施用化肥(配方肥)相比，有機(jī)肥替代部分化肥對小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量的影響不同；提高有機(jī)肥施用量不利于小麥穗粒數(shù)及產(chǎn)量的形成。該試驗(yàn)中T3(有機(jī)肥替代10%化肥)處理產(chǎn)量最高，分別較T1(不施肥)、T2(施用配方肥)提高58.8%、12.9%，這可能與該處理穗數(shù)、穗粒數(shù)最大有關(guān)。T1(不施肥)處理于2016年小麥播種期投入使用，產(chǎn)量最低，但仍達(dá)到了4 732.4 kg·hm-2，這可能去該區(qū)域總體基礎(chǔ)地力水平較高有關(guān)，也可能是與該處理穗數(shù)最低，穗粒數(shù)較低有關(guān)；同時該處理千粒重卻是最大，這可能與該處理長期不施氮肥有關(guān)，周順利[13]等的研究結(jié)果也證實(shí)千粒重一般隨氮肥用量的增加而降低。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，施肥可提高小麥粗脂肪、面筋質(zhì)、粗蛋白含量，但對小麥粗纖維含量的影響不大；與僅僅施用化肥(配方肥)相比，有機(jī)肥替代部分化肥對小麥脂肪、面筋質(zhì)、粗蛋白及粗纖維含量的影響不同；提高有機(jī)肥替代化肥比例可提高小麥粗脂肪含量，降低面筋質(zhì)含量，這與有機(jī)肥替代部分化肥之后，有機(jī)質(zhì)用量得以提高，化肥氮用量有所降低有直接關(guān)系，辛勵[14]等的研究也證實(shí)以提高蛋白質(zhì)含量為生產(chǎn)目的時，應(yīng)多施氮并提高化肥氮所占比例，而以粗脂肪為目的時，應(yīng)提高有機(jī)肥所占比例；南雄雄[15]等的研究也顯示了有機(jī)肥中含量大量的碳源和其他微量元素，能促進(jìn)脂肪的合成，提高粗脂肪含量。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，有機(jī)肥替代部分化肥對小麥經(jīng)濟(jì)效益有明顯的影響，但有機(jī)肥替代100%化肥后，經(jīng)濟(jì)效益較施用化肥(配方肥)低，這與有機(jī)肥用量大投入高，以及產(chǎn)量增加效益降低有直接關(guān)系。

綜合以上，有機(jī)肥替代部分化肥對小麥產(chǎn)質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益的效果優(yōu)于僅僅施用化肥(配方肥)，有機(jī)肥替代10%化肥小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、產(chǎn)量及面筋質(zhì)含量最高，粗脂肪、粗纖維含量較高，總體產(chǎn)質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)。