馬瑞萍，尼瑪扎西*，高 雪，戴相林，邊巴卓瑪

（1.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，西藏拉薩850032；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院農(nóng)業(yè)研究所，西藏拉薩850032）

有機肥養(yǎng)分含量少但全面，養(yǎng)分釋放均勻長久，對改善土壤物理性狀、保肥保水、提高土壤生物活性、促進作物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、凈化土壤環(huán)境有重要作用[1-4]。已有研究表明，施入有機肥可降低土壤容重和土壤緊實度，從而改良土壤結(jié)構(gòu)，為作物的生長提供有利的土壤環(huán)境，并提高氮的有效性，促進作物根系生長，有利于農(nóng)作物增產(chǎn)和作物品質(zhì)的提高[5-7]。

我國是世界上化肥施用量最大的國家，據(jù)統(tǒng)計，我國化肥年施用量高達4 700萬t，但是利用率僅為30%左右，長期過量的化肥施用易致水體和土壤的污染[8]。近年來，全國各地紛紛開展了有機肥替代化肥減施增效、有機肥修復(fù)改良受污染土壤的研究[9-12]。林治安等通過長期不同施肥制度對作物產(chǎn)量影響的研究表明，在有機肥提供與常規(guī)施肥等氮量的條件下，施用有機肥與化肥的作物產(chǎn)量水平在大概15年后能夠趨于一致[13]；有機肥替代化肥還可以減少氧化亞氮等溫室氣體的排放[14]。

青稞是西藏自治區(qū)最主要的糧食作物，年播種面積約占糧食總播種面積的60%左右，其產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的55%左右。針對西藏河谷農(nóng)區(qū)青稞栽培中化肥用量大、肥料利用率低、資源浪費嚴重的現(xiàn)象，以及近20年農(nóng)業(yè)集約化發(fā)展導致的土壤有機質(zhì)降低、肥力變差的狀況，進行西藏河谷地區(qū)青稞地化肥減施增效、有機肥替代部分化肥及改善土壤肥力研究，該項研究是節(jié)約資源、保護西藏生態(tài)環(huán)境和青稞安全的重要舉措。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在西藏農(nóng)牧科學院4號試驗地（91°02′31″E、29°38′34″N）實施，該試驗地海拔3 662 m，屬高原溫帶半干旱季風氣候，年降水量為200～510 mm，降水集中在6—9月，多夜雨。全年日照時間3 000 h以上，太陽輻射強，空氣稀薄，年平均氣溫7.4℃，晝夜溫差較大，冬春寒冷干燥且多風，年無霜期100～120 d。試驗地地勢平坦，土壤類型為西藏河谷農(nóng)區(qū)典型的沙壤土，土層較薄，一般土壤層深度50 cm左右，2017年前用于青稞品種試驗，基礎(chǔ)肥力見表1。

表1 播種前試驗地基礎(chǔ)肥力

1.2 供試材料

供試品種藏青2000，播種密度14 kg/667 m2，氮肥為尿素，磷肥為磷酸二銨，鉀肥為氯化鉀。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)計2個因素，每因素設(shè)4個水平。1）化肥水平：①NPK常規(guī)施肥量；②2/3 NPK常規(guī)施肥量；③1/3 NPK常規(guī)施肥量；④0 NPK（不施化肥）。常規(guī)施肥量為當?shù)剞r(nóng)民經(jīng)驗施肥量：尿素20 kg/667 m2，磷酸二銨 15 kg/667 m2，氯化鉀 8 kg/667 m2。2）有機肥水平：①不施有機肥(0 M)；②236 kg/667 m2(M)；③472 kg/667 m2(2 M)；④708 kg/667 m2(3 M)。其中472 kg/667 m2(2 M)的有機肥施用量與全量NPK化肥施用量提供的有效養(yǎng)分含量相同，所用有機肥均為商品生物有機肥，總養(yǎng)分含量≥5%，有機質(zhì)含量≥45%。完全隨機區(qū)組設(shè)計，共16種處理，3次重復(fù)，48個小區(qū)，小區(qū)面積20 m2。有機肥、磷酸二銨、氯化鉀全部基施，尿素運籌：m(基施)∶m(3葉1心)∶m(拔節(jié))=1∶2∶1，即基施5 kg/667 m2，3葉1心期追施10 kg/667 m2，拔節(jié)期追施5 kg/667 m2（表2）。

表2 有機肥與化肥配施設(shè)計表

1.4 測定項目與方法

播種后記錄青稞生育期，每小區(qū)選定長勢均勻的1 m2樣方，統(tǒng)計基本苗。在拔節(jié)期測定其株高和生物量；在抽穗期用LI-6400XT光合儀測定旗葉光合速率；收獲期統(tǒng)計選定的1 m2樣方中的成穗數(shù)，并選其中15株測定其株高、穗長、穗粒數(shù)，收獲后測千粒質(zhì)量估算其理論產(chǎn)量；收獲1 m2樣方，測產(chǎn)。

理論經(jīng)濟產(chǎn)量（kg/hm2）=成穗數(shù)×穗粒數(shù)×千粒質(zhì)量/1 000×10 000；

實際經(jīng)濟產(chǎn)量（kg/hm2）=籽粒質(zhì)量(kg/m2)×10 000 m2/hm2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對青稞生長發(fā)育的影響

2.1.1 不同施肥處理對青稞出苗和株高的影響。由表3可知，在不施有機肥只施用化肥的4個處理中，出苗數(shù)以2/3 NPK化肥施用的最高（230株），全NPK的最低（156株），但相互間差異不顯著。不施用化肥且不同用量有機肥的各處理下青稞出苗數(shù)趨于一致，出苗較整齊，且保持在較高水平；隨著有機肥施用量的增加，各處理出苗數(shù)表現(xiàn)為少量的增加且趨于整齊。最大有機肥施用量3 M配合不同化肥施用的各個處理間出苗數(shù)基本一致。由此可見，不同的化肥施用量影響青稞出苗數(shù)，但差異并不顯著，有機肥較化肥而言可以保障青稞出苗率在較高水平且出苗整齊。

青稞株高在各個生育期整體上均為NPK+3 M處理最高，整體表現(xiàn)為隨著化肥和有機肥施用量的增加而增高。青稞拔節(jié)期，株高在1/3 NPK化肥施用量和2/3 NPK化肥施用量下差異不明顯，且隨有機肥施用量的增加株高并無顯著增加；到青稞收獲期，隨著有機肥用量的增加，1/3 NPK化肥施用量下青稞株高略小于2/3 NPK化肥施用量的，2種化肥施用量下，有機肥施用量達到3 M時，株高趨于一致。由此可見，化肥的施用會使青稞生育前期生長加快，化肥施用量減小到1/3 NPK施用量時，增施有機肥至3 M水平，青稞株高可保持相對較高水平。

表3 不同施肥處理下青稞的出苗數(shù)與株高

2.1.2 不同施肥處理對青稞生物量與光合速率的影響。由表4可知，青稞拔節(jié)期生物量隨著有機肥和化肥施用量的減少呈遞減的趨勢，但是整體上隨著化肥施用量的減少、有機肥的增加，青稞生物量下降不明顯，且當有機肥施用量達到3 M水平時，青稞鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均未受到化肥施用量減少的影響，甚至二者均與在化肥全量施用處理下的生物量水平持平甚至超出。青稞生物量在不同處理組合間差異顯著，其中NPK+3 M處理表現(xiàn)最好。旗葉凈光合速率隨著有機肥施用量的增加和化肥用量的減少呈大體增加的趨勢，但有機肥增加至2 M以上，化肥用量減小至1/3 NPK后，凈光合速率不再增加。旗葉光合速率在不同處理組合間具有顯著性差異（P＜0.05）。

2.2 不同施肥處理對產(chǎn)量因子和產(chǎn)量的影響

由表5可見，在全量NPK和2/3 NPK化肥施用量下青稞成穗數(shù)較相近，且高于1/3 NPK和不施化肥處理，隨著有機肥施用量的增加，成穗數(shù)呈緩慢增加的趨勢，增加量不明顯。通過對比NPK+0 M和2/3 NPK+M處理不難發(fā)現(xiàn)，后者的成穗數(shù)略高于前者，且2/3 NPK化肥施用量和全量NPK下，各有機肥水平處理青稞成穗數(shù)均較接近。由此可見，青稞成穗數(shù)與化肥施用量關(guān)系較大，在一定程度上增大化肥施用量，可以明顯增加青稞單位面積成穗數(shù)，利于增產(chǎn)，但當化肥施用量達到2/3 NPK用量以上時，成穗數(shù)趨于穩(wěn)定，不再增加。

青稞穗長和穗粒數(shù)在各處理間的規(guī)律表現(xiàn)比較統(tǒng)一，穗長和穗粒數(shù)隨著化肥和有機肥施用量的增加而增加。當有機肥施用量達到2 M、3 M水平時，1/3 NPK化肥施用水平和2/3 NPK化肥施用水平下青稞穗長和穗粒數(shù)較接近。2/3 NPK+3 M處理下青稞成穗數(shù)與NPK+0 M、NPK+M、NPK+2 M處理均較為接近。由此可見，降低1/3的化肥施用量，需保證有機肥施用量達到3 M水平，青稞穗長和穗粒數(shù)不受影響。

青稞千粒質(zhì)量隨著有機肥和化肥施用量的增加緩慢增加，隨著有機肥施用量的增加，全量NPK處理下青稞千粒質(zhì)量繼續(xù)增加。青稞千粒質(zhì)量受施肥量的影響較大，增大肥料施用量千粒質(zhì)量增大。

青稞理論產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加，在化肥減量施用的情況下，增加有機肥施用量可以保證青稞產(chǎn)量穩(wěn)定，而要保證高產(chǎn)，則在化肥減量時必須加倍增加有機肥的用量。實際產(chǎn)量在不同的化肥用量處理下差異較明顯，產(chǎn)量隨著化肥施用量的提高而逐漸增加；實際產(chǎn)量在施用有機肥后呈增加的趨勢，但產(chǎn)量增加趨勢不顯著。

總之，青稞成穗數(shù)在各處理組合間無顯著性差異，穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量、實際產(chǎn)量在各處理間均具有顯著性差異（P＜0.05），其中以NPK+3 M表現(xiàn)最好，其次為NPK組合各水平有機肥的處理，隨著化肥施用量的減少，各產(chǎn)量因子和產(chǎn)量均不同程度下降。

表4 不同施肥處理青稞拔節(jié)期生物量和抽穗期旗葉凈光合速率

表5 不同施肥處理下青稞產(chǎn)量因子和產(chǎn)量

2.3 有機肥替代化肥處理下產(chǎn)量因子對青稞產(chǎn)量的構(gòu)成分析

對16個處理下的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子做相關(guān)性分析，結(jié)果表明（表6），青稞穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量兩兩間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，三者與實際產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，因此這3個因素對青稞實際產(chǎn)量貢獻較大。

以收獲期青稞的成穗數(shù)(X1）、穗粒數(shù)（X2）、千粒質(zhì)量（X3、)、穗長（X4）作為自變量，產(chǎn)量作為因變量(Y)，進行逐步回歸分析（表7），結(jié)果表明：在本試驗中青稞實際產(chǎn)量與千粒質(zhì)量關(guān)系最為密切，其次為穗粒數(shù)，成穗數(shù)變量X1未能進入方程，故本研究中產(chǎn)量與青稞成穗數(shù)關(guān)系不大。

表6 不同施肥處理下青稞產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量間的相互關(guān)系

表7 不同施肥處理下青稞產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量間的回歸分析方程

3 討論

商品有機肥部分替代化肥施用后，短期內(nèi)青稞產(chǎn)量略有下降，因為化肥肥效快，易被作物吸收，有機肥中的養(yǎng)分釋放緩慢，不能及時供給作物對養(yǎng)分的需求[15-16]。至少在短期內(nèi)來看，要保證青稞不減產(chǎn)，則在化肥減量時必須加倍增加有機肥的用量。在有機肥部分替代化肥后有機無機養(yǎng)分可以平衡協(xié)調(diào)供應(yīng)，使青稞產(chǎn)量達到穩(wěn)定高產(chǎn)，這與Yu等的研究結(jié)果[17-20]相一致。

由本試驗結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，青稞成穗數(shù)隨著化肥施用量的減少急劇減少，與有機肥的施用量關(guān)系不大，換言之，有機肥部分替代化肥會造成青稞成穗數(shù)的降低。這可能是由于青稞分蘗期化肥供應(yīng)量減少，有機肥的養(yǎng)分未能及時釋放作為補充而導致青稞分蘗數(shù)減少從而成穗數(shù)減少，該結(jié)果與前人研究[21-24]基本相符。

有機肥雖然能夠穩(wěn)定作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)并培肥地力，但過量施用或施用方法不當也會造成環(huán)境污染。并且，商品有機肥進行工廠化生產(chǎn)，價格偏高，產(chǎn)品價格高于農(nóng)民的承受能力。就本研究來看，在化肥減量的基礎(chǔ)上，必須保證有機肥加倍施用方可保證青稞不減產(chǎn)。綜上所述，商品有機肥在青稞生產(chǎn)中具有潛力，但大量推廣具有一定難度。

4 結(jié)論

（1）短期來看，化肥在青稞產(chǎn)量中貢獻大于有機肥，商品有機肥部分替代化肥施用后，青稞產(chǎn)量略有下降，要保證青稞不減產(chǎn)，則在化肥減量時必須加倍增加有機肥的用量。

（2）商品有機肥部分替代化肥，可保障青稞出苗率在較高水平且出苗整齊，有利于增加青稞生長發(fā)育期的干物質(zhì)量，但有降低青稞產(chǎn)量構(gòu)成因子成穗數(shù)的風險，不利于增產(chǎn)，需保證化肥施用量達到2/3 NPK以上。