張曉文 趙建榮 曹嫣然 湯營(yíng)營(yíng) 趙名好

摘 要：小麥在漬害條件下，通過(guò)研究花后進(jìn)行有機(jī)肥替代化肥對(duì)其產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素以及氮素吸收的影響，以期篩選出最適宜小麥的施肥配比。結(jié)果表明：有機(jī)肥替代化肥30%且進(jìn)行追肥的處理4在漬害和正常環(huán)境下產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素等指標(biāo)都起到了促進(jìn)作用。其中，有機(jī)肥替代化肥50%且進(jìn)行追肥的處理6也可以適用于漬害條件下小麥的生長(zhǎng)，但沒(méi)有處理4的效果突出。試驗(yàn)確定了2種環(huán)境下最適宜小麥生長(zhǎng)的有機(jī)肥與化肥配施比例，為小麥的抗?jié)n害栽培和肥料的合理配施提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：有機(jī)肥;漬害脅迫;小麥;產(chǎn)量構(gòu)成因素;氮累積量

中圖分類(lèi)號(hào) S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）15-0116-05

Effects of Organic Fertilizer Substitution on Wheat Yield， Yield Components and Nitrogen Uptake Under Waterlogging Conditions

ZHANG Xiaowen et al.

（Anhui Science and Technology University，F(xiàn)engyang 233100， China）

Abstract： In order to discuss the effects of organic fertilizer replacement after anthesis on wheat yield， yield components and nitrogen uptake under waterlogging conditions， a pot experiment was carried out. In this experiment， pot experiment was adopted. The results showed that the No.4 treatment with organic fertilizer replacing chemical fertilizer by 30% and topdressing had promoted the yield and yield components under waterlogging and normal conditions. The No. 6 treatment with organic fertilizer replacing 50% of chemical fertilizer and topdressing can also be applied to the growth of wheat under waterlogging conditions， but the effect is not as prominent as that of No. 4 treatment. This experiment provides a theoretical basis for waterlogging resistant cultivation of wheat and rational fertilizer application.

Key words： Organic fertilizer; Waterlogging stress; Wheat; Yield components; Production; The nitrogen accumulation quantity

1 引言

中國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，僅用世界7%的耕地面積養(yǎng)活了世界22%的人口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年中國(guó)水稻、玉米和小麥的產(chǎn)量分別占全球總產(chǎn)量的29.1%、20%和16.9%[1]。這些谷物產(chǎn)量的提升主要依賴于肥料的施用，肥料是作物的基礎(chǔ)，兩者相互補(bǔ)充。19世紀(jì)初，德國(guó)科學(xué)家李比希創(chuàng)立了植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，此后化學(xué)肥料逐漸走入人們的視野。隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)化肥的依賴程度也越來(lái)越深。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：2017年我國(guó)農(nóng)用氮、磷、鉀化學(xué)肥料（折純）產(chǎn)量累計(jì)達(dá)6065.2萬(wàn)t;2018年1—5月，我國(guó)農(nóng)用氮、磷、鉀化學(xué)肥料（折純）產(chǎn)量累計(jì)達(dá)2329.4萬(wàn)t，約占世界總量的30%[2]。據(jù)調(diào)查[3]，1960年往后每隔10～20年，我國(guó)有機(jī)肥施用量占總施肥量的比例日漸減少，化肥施用比例越來(lái)越高。農(nóng)田中過(guò)量施用的化肥開(kāi)始流入水域當(dāng)中，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成大量地下水硝酸鹽污染[4]。施用有機(jī)肥或有機(jī)肥與化肥配施，不僅可以改良土壤，使土壤肥力增加，還可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，減少肥料養(yǎng)分的損失率[5]。任祖涂等[6]研究表明，長(zhǎng)期不合理的施用化肥，會(huì)導(dǎo)致作物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)受阻。姜東等[7]研究表明，過(guò)量施化肥容易使作物發(fā)生倒伏，嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞、作物品質(zhì)降低、土壤肥力下降等不良影響。因此，科學(xué)合理的使用化肥就顯得至關(guān)重要。管建新[8]、彭耀林[9]等研究表明，有機(jī)肥與化肥配合施用能使作物增產(chǎn)，化肥滿足了植株長(zhǎng)期養(yǎng)分的需求，有機(jī)肥養(yǎng)分釋放緩慢，可以滿足植株中后期的養(yǎng)分供應(yīng)，兩者配施起到了良好的效果。肥料是作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因子，如何正確地施肥是影響作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。王立河[10]等研究顯示，黃瓜產(chǎn)量的提高與有機(jī)肥和氮肥的施肥比例有關(guān)。林咸永等[11]研究表明，作物在單獨(dú)施用化肥的情況下產(chǎn)量明顯降低，有機(jī)肥與化配合施用則產(chǎn)量提高，存在明顯差異。周莉華等[12]研究表明，在冬小麥上施用有機(jī)肥比單施化肥具有更高的增產(chǎn)空間。曹慶軍[13]等研究表明，施用有機(jī)肥對(duì)玉米的穗數(shù)、百粒重和穗長(zhǎng)等相關(guān)產(chǎn)量構(gòu)成因素有著很大的影響。郭勝利[14]研究指出，通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析，化肥和有機(jī)肥配施可以提升玉米和小麥20%以上的產(chǎn)量。蔡澤江[15]等研究表明，化肥有機(jī)替代可以保持玉米穩(wěn)產(chǎn)或提高。冀建華[16]等研究表明，化肥有機(jī)替代可以使雙季稻的產(chǎn)量提升?；屎蜔o(wú)機(jī)肥配施也可以改變大豆根的分布，提高其產(chǎn)量及養(yǎng)分利用率[17]。鄒長(zhǎng)明[18]等研究表明，有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施，可以增加玉米的產(chǎn)量，長(zhǎng)期施用也可減少作物產(chǎn)量的波動(dòng)。本研究探索了花后漬害下有機(jī)肥替代化肥對(duì)淮麥32產(chǎn)量構(gòu)成因素、產(chǎn)量及氮素吸收的影響，分析了其產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素、氮素吸收含量等指標(biāo)，確定了2種環(huán)境下最適宜小麥生長(zhǎng)的有機(jī)肥與化肥配施比例，以期為小麥高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)提供施肥科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)地點(diǎn) 試驗(yàn)于2019年進(jìn)行，試驗(yàn)地區(qū)位于鳳陽(yáng)縣東華路9號(hào)安徽科技學(xué)院種植園內(nèi)。

2.2 供試材料 供試土壤為安徽科技學(xué)院種植園內(nèi)土壤。土壤pH值6.4，有機(jī)質(zhì)含量17.5g/kg，速效磷15mg/kg，速效鉀102mg/kg，堿解氮75.1mg/kg。供試作物為小麥，品種為淮麥32。供應(yīng)施肥的肥料種類(lèi)：氮肥為尿素，磷肥為過(guò)磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀。有機(jī)肥總養(yǎng)分為（N+P2O5+K2O）=6%。

2.3 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)采用盆栽設(shè)計(jì)，6個(gè)肥料處理（見(jiàn)表1），重復(fù)6次，一共種植108盆小麥。每盆中裝土10kg，在前期每盆播種25粒小麥，收獲期取10株樣進(jìn)行測(cè)定，多播種防止生長(zhǎng)期間死亡?；视?018年10月31日施入，拔節(jié)肥于2019年3月10日施入。在小麥開(kāi)花期前，所有小麥都正常灌水生長(zhǎng)，在小麥開(kāi)花期后進(jìn)行小麥水分脅迫并在揚(yáng)花后期搭建防鳥(niǎo)網(wǎng)。漬害試驗(yàn)處理：在開(kāi)花期對(duì)6個(gè)肥料處理的小麥進(jìn)行漬水處理，漬水處理為在土壤表面保持1～2cm的水層，漬害處理10d，10d后正常灌水直至收獲。正常試驗(yàn)處理：小麥生長(zhǎng)期均為人工澆水，使小麥正常生長(zhǎng)。漬害的水分脅迫處理前期與正常灌水處理保持一致。小麥生長(zhǎng)期間所有澆水均為人工澆水。6個(gè)肥料處理中設(shè)置對(duì)照處理，分別為1（不施肥），2（100%化肥），3（30%有機(jī)肥+70%化肥，一次性基肥施入），4（30%有機(jī)肥+70%化肥，基肥后還有拔節(jié)肥），5（50%有機(jī)肥+50%化肥，一次性基肥施入），6（30%有機(jī)肥+70%化肥，基肥后還有拔節(jié)肥）。

2.4 統(tǒng)計(jì)分析

2.4.1 小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素測(cè)定 到小麥成熟期，每個(gè)處理選擇5株小麥樣品進(jìn)行考種，測(cè)定千粒重、株高、穗粒數(shù)、有效穗數(shù)等。產(chǎn)量測(cè)構(gòu)成因素測(cè)定樣品有效穗數(shù)，穗粒數(shù)，籽粒脫粒測(cè)定籽粒千粒重。

2.4.2 小麥產(chǎn)量的計(jì)算 根據(jù)測(cè)定出小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素，根據(jù)產(chǎn)量計(jì)算公式：理論產(chǎn)量（kg/hm2）=每hm2穗數(shù)（萬(wàn)）×穗粒數(shù)（粒）×千粒重（區(qū)試，g）/100×85%。

2.4.3 地上部植株氮含量與累積量測(cè)定 在小麥苗期（1月13日）、拔節(jié)期（3月26日）、孕穗期（4月18日）、收獲期（5月30日）采集長(zhǎng)勢(shì)接近的地上部小麥樣品，稱(chēng)鮮重后采用烘干法測(cè)定，進(jìn)行105°殺青半小時(shí)后轉(zhuǎn)80°到恒重。再過(guò)0.5mm篩，測(cè)定植株的氮含量。植株采用硫酸—過(guò)氧化氫法對(duì)植物樣進(jìn)行消煮，全氮測(cè)定采用奈氏比色法測(cè)定。

2.5 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2010和SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性測(cè)驗(yàn)采用LSD法。

3 結(jié)果與分析

3.1 對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 從表2、表3可以看出，不同施肥方式對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素有著顯著性差異。小麥在漬害條件下，各處理的株高在50.2～70.1cm，各處理間差異性不顯著，但施肥處理的小麥株高都高于不施肥處理。其中，有機(jī)肥與化肥配施的處理4相對(duì)較高，為70.1cm，而處理1僅為50.2cm。供試小麥的穗粒數(shù)在27～41粒/穗，其中處理6最高，比處理1高出51.8%。有機(jī)肥與化肥配施在一定程度上可以增加小麥的穗粒數(shù)。供試小麥有效穗數(shù)上以處理4與處理6相對(duì)較高，顯高于處理1。漬害小麥千粒重在39.2～46.9g，差異較為明顯。其中處理4與處理6分別為46.9g、44.2g，比處理1增高19.6%，12.8%。增施肥料處理的小麥在一定程度上促進(jìn)了產(chǎn)量構(gòu)成因素的變化。小麥在正常環(huán)境下，產(chǎn)量構(gòu)成因素受肥料的影響較大?；贷?2的株高在53.4～76.5cm，平均為69.8cm，其中處理1的株高明顯最低，為53.4cm，與處理4差異性顯著，處理4比處理1增高43.3%。供試小麥隨著施肥量的增加其穗粒數(shù)也有影響，其中小麥在處理4下，穗粒數(shù)達(dá)到最大，為50.8粒/穗，而不施肥處理1最低，為35.0粒/穗，差異較為明顯。有機(jī)肥與化肥配施促進(jìn)了小麥分蘗，所以在有效穗數(shù)上有機(jī)肥與化肥配施的處理明顯高于不施肥的處理1與純施化肥的處理2。其中，處理4的分蘗最多，處理1的最少。供試小麥在千粒重的數(shù)值上差異并不顯著，但有機(jī)肥與化肥配施在一定程度上也能增加千粒重。其中以處理4、處理3、處理6的千粒重最高，分別為48.9g、47.5g、47g，比處理1高出19.3%、15.8%、14.7%。

3.2 對(duì)小麥產(chǎn)量的影響 對(duì)氮肥、磷肥、鉀肥與蕎麥產(chǎn)量關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，氮肥施用可提高蕎麥的產(chǎn)量[19]。從圖1可以看出，漬害水分脅迫下對(duì)小麥產(chǎn)量的影響較大，但是根據(jù)化肥的有機(jī)配施可以起到對(duì)產(chǎn)量的保護(hù)作用，其中處理4有機(jī)化肥的配施作用下，漬害處理和正常灌水下小麥的產(chǎn)量都較高，漬害處理的產(chǎn)量達(dá)到47.28g/盆，正常灌水的產(chǎn)量達(dá)到71.79g/盆，處理2說(shuō)明普通化肥對(duì)小麥的產(chǎn)量保護(hù)作用并不大，正常灌水下的產(chǎn)量為44.71g/盆，漬害處理下的產(chǎn)量為23.33g/盆，與漬害處理下小麥的產(chǎn)量差異較大。

3.3 對(duì)小麥地上部植株氮含量的影響 從圖2可以看出，隨著小麥生育期的發(fā)育，小麥氮含量呈遞減的趨勢(shì)，小麥在漬害條件下，各處理間氮素含量不同。到了收獲期，小麥因受到水分脅迫，其氮素含量在0.1%～0.189%，其中處理1的氮素含量在0.1%，是所有處理中最低。處理4相對(duì)最高，為0.189%。30%有機(jī)肥替代化肥起到了氮素調(diào)控的作用，說(shuō)明適量的漬害下有機(jī)肥與化肥配氮素含量沒(méi)有明顯下降。綜合考慮，小麥在漬害條件下，處理4小麥氮素相對(duì)較高，營(yíng)養(yǎng)條件較好。小麥在正常條件下，各處理間氮素含量存在差異。

從圖3可以看出，小麥苗期、拔節(jié)期、孕穗期的氮素含量與漬害條件下相同。到了收獲期，小麥各處理間的氮素含量各有不同。其中，供試小麥的氮素含量在0.13%～0.21%，平均氮素含量為0.17%，處理4與處理3相對(duì)較高，分別為0.21%、0.19%。處理1的最低，為0.13%。正常生長(zhǎng)下小麥氮素含量以有機(jī)肥與化肥配施相對(duì)較高，綜合考慮，處理4對(duì)小麥正常處理下氮素營(yíng)養(yǎng)較好，適宜配施。

3.4 對(duì)小麥地上部植株氮素累積量的影響 從圖4和圖5可以看出，小麥在漬害和正常灌水下，地上部植株氮素累積量都呈上升的趨勢(shì)。各供試處理中，小麥在苗期、拔節(jié)期、孕穗期的平均氮素累積量分別為0.009g/株、0.051g/株、0.06g/株。而到了收獲期，2個(gè)條件下的小麥氮素累積量各有不同。在小麥漬害的條件下，收獲期平均氮素累積量為0.07g/株。在小麥正常灌水條件下，收獲期平均氮素累積量為0.078g/株。其中，處理4與6的氮素含量相對(duì)較高，說(shuō)明有機(jī)肥與化肥配施可以提高氮素的吸收積累，這與王昌全[19]的研究結(jié)果相似。

4 討論

有機(jī)肥替代化肥可以緩解漬害對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響。通過(guò)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素指標(biāo)得出：在漬害的水分脅迫下，小麥千粒重比正常灌水的小麥千粒重輕，其中漬害和正常灌水下都以處理4相對(duì)較高，株高上，2個(gè)環(huán)境下都以處理4相對(duì)較高，但漬害處理下小麥比正常灌水?dāng)?shù)值降低6.5%。這與趙世偉[21]的研究結(jié)論相同。在正常環(huán)境下，小麥有機(jī)肥替代化肥30%在產(chǎn)量構(gòu)成因素上得到了明顯提升，比替代50%化肥效果顯著，這與唐先干等[22]的研究結(jié)果相似，并且有機(jī)肥的增施可以很好地促進(jìn)小麥分蘗數(shù)，使有效穗數(shù)變多。在小麥產(chǎn)量的影響上，化肥的有機(jī)配施對(duì)小麥的產(chǎn)量起到了保護(hù)作用，其中處理4化肥有機(jī)配施的小麥無(wú)論在漬害和正常灌水下的產(chǎn)量都比其他的處理要高。張輝等[23]研究表明，小麥生物量的增加與養(yǎng)分吸收量存在密切關(guān)系，養(yǎng)分吸收量是生物量累積的基礎(chǔ)。漬害的水分脅迫下，至收獲期，小麥地上部植株氮含量，處理4含量最高，氮累積量以處理4和處理6相對(duì)最高。

有機(jī)肥替代化肥可以促進(jìn)小麥在正常灌水條件下的生長(zhǎng)發(fā)育。通過(guò)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素得出：小麥在水分脅迫下雖產(chǎn)量構(gòu)成因素受到影響，但化肥與有機(jī)肥配施起了保護(hù)作用，在漬害條件下，處理4與處理6在產(chǎn)量構(gòu)成因素中數(shù)值相對(duì)較高，與不施肥處理有著差異較顯著。在正常灌水條件下，小麥?zhǔn)┓收w趨勢(shì)較好，但由于有機(jī)肥與化肥配施后期逐漸釋放養(yǎng)分，所以處理4明顯長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于其余處理?？梢?jiàn)，處理4在2個(gè)條件下對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素起著促進(jìn)作用。

5 結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)孕穗期后對(duì)小麥進(jìn)行漬害水分脅迫，篩選出最適宜小麥高產(chǎn)和氮素吸收的施肥處理，效果明顯，這與李順[24]的研究結(jié)果一致。有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用是改善土壤氮素有效性的最佳選擇[25]。由本次試驗(yàn)可知，有機(jī)肥替代化肥30%且進(jìn)行追肥的處理4在漬害和正常環(huán)境下生長(zhǎng)和產(chǎn)量都起到了促進(jìn)作用。其中，有機(jī)肥替代化肥50%且進(jìn)行追肥的處理6也可以適用于漬害條件下小麥的生長(zhǎng)，但沒(méi)有處理4的效果突出。雖然處理4在小麥的各項(xiàng)指標(biāo)中養(yǎng)分含量都較高，但與處理3差異不顯著。處理3與處理4均為有機(jī)肥30%+70%化肥，但處理4增加了后期追肥。為了節(jié)省人工成本與減本增效，處理3不追肥處理更適宜推廣。

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（責(zé)編：張宏民）