尚保華，姜蘭芳，行翠平

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西臨汾041000）

小麥?zhǔn)侨蛑饕Z食作物之一，隨著市場(chǎng)需求和消費(fèi)習(xí)慣的改變，人們?cè)谧非螽a(chǎn)量的同時(shí)，對(duì)其品質(zhì)方面的要求也越來越高。山西地處黃河中游，由于其獨(dú)特的自然生態(tài)條件，具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥的天然優(yōu)勢(shì)[1]。晉南地區(qū)是山西省小麥主產(chǎn)區(qū)，單一施用化肥使土壤有機(jī)質(zhì)含量低，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)匦←湲a(chǎn)量和品質(zhì)[2]。大量研究結(jié)果表明，氮肥用量對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)的質(zhì)量、含量和結(jié)構(gòu)組成等品質(zhì)性狀影響較大，增施氮肥能夠提高農(nóng)產(chǎn)品中蛋白質(zhì)的含量[3-4]。但是生產(chǎn)上盲目增加施氮量，造成大量氮肥盈余，導(dǎo)致氮肥利用效率降低、土壤板結(jié)和養(yǎng)分淋溶效應(yīng)嚴(yán)重，限制了小麥生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[5]。為了更好的發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)，多數(shù)研究者提出以有機(jī)肥配施無機(jī)肥的解決措施，達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。研究表明，有機(jī)肥配施無機(jī)肥可提高土壤微生物量和酶活性，增強(qiáng)土壤對(duì)氮肥的緩沖能力，提高氮肥利用率，進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量與質(zhì)量[6-10]。目前，關(guān)于增施有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分及作物生長(zhǎng)情況方面的研究較多，但有關(guān)有機(jī)肥配施氮肥對(duì)優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究報(bào)道較少。

本研究在P、K肥固定的條件下，研究不同類型有機(jī)肥配施氮肥對(duì)優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)等的影響，以期為優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)和綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取山西省小麥主推品種強(qiáng)筋冬小麥晉麥95號(hào)作為試驗(yàn)材料，該品種由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所水地小麥育種室提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

2018年9月至2019年6月種植于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所試驗(yàn)基地臨汾市堯都區(qū)韓村。臨汾屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，2018—2019年小麥生育期平均氣溫9.4℃，降水量84.5mm，日照1310.1h。播種前測(cè)定土壤表層養(yǎng)分含量（表1）。

表1 試驗(yàn)地基礎(chǔ)養(yǎng)分含量

供試肥料：普通有機(jī)肥、生物有機(jī)肥（河北潤(rùn)東肥業(yè)有限公司），尿素（山西晉城金象煤化工有限責(zé)任公司），農(nóng)家肥為自制。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用條播方式種植，行距為20 cm，小區(qū)面積為1.2 m×5.0 m。共設(shè)置15個(gè)施肥處理，分別為不施肥處理（CK）；在氮肥含量相等的條件下，設(shè)置全施尿素（TU100），全施農(nóng)家肥（FM100）、全施普通有機(jī)肥（OF100）、全施生物有機(jī)肥（BF100）；每種有機(jī)肥以TU100的氮肥含量為標(biāo)準(zhǔn)，分別設(shè)置氮肥含量為75%、50%、25%共3個(gè)施肥處理；設(shè)置氮肥含量為2倍TU100的TU200施肥處理。每個(gè)處理3次重復(fù)。

表2 農(nóng)家肥、普通有機(jī)肥、生物有機(jī)肥養(yǎng)分含量 %

小麥具體的施肥水平為氮肥225 kg/hm2（以N計(jì)），磷肥110 kg/hm2（以P2O5計(jì)），鉀肥75 kg/hm2（以K2O計(jì)）。所有處理的磷、鉀肥用量一樣，均為磷肥 110 kg/hm2、鉀肥 75 kg/hm2。氮肥用尿素（N 46%），磷肥為磷酸二銨（N 18%、P2O546%），鉀肥用硫酸鉀（K2O 50%），3種有機(jī)肥的具體養(yǎng)分含量見表2。尿素基追比為1∶1，追肥隨拔節(jié)水施入，3種有機(jī)肥、磷、鉀肥在小麥播前一次性施入。

1.4 各性狀指標(biāo)的測(cè)定

農(nóng)藝性狀中的穗數(shù)、穗粒數(shù)在6月1—3日在田間測(cè)量。千粒質(zhì)量和產(chǎn)量在收獲后測(cè)量。2019年11月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所谷物品質(zhì)分析共享實(shí)驗(yàn)室測(cè)定品質(zhì)性狀指標(biāo)，方法參照GB/T相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。根據(jù)產(chǎn)量和施氮量，計(jì)算氮肥偏生產(chǎn)力。

氮肥偏生產(chǎn)力（PFP）＝施氮處理小麥產(chǎn)量/施氮量 （1）

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2007和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型有機(jī)肥配施氮肥對(duì)產(chǎn)量三因素、偏生產(chǎn)力的影響

由表3可知，與CK1相比，施農(nóng)家肥、普通有機(jī)肥和生物有機(jī)肥都顯著提高了小麥的產(chǎn)量，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量也顯著提高。與CK2相比，加倍施氮肥產(chǎn)量提高不明顯，氮肥的偏生產(chǎn)力卻由30.25kg/kg下降到15.52 kg/kg，下降了近1/2。配施有機(jī)肥可顯著提高單位面積成穗數(shù)和千粒質(zhì)量，穗粒數(shù)則無明顯變化，不同施肥配比間，隨著有機(jī)肥占比的增加，產(chǎn)量指標(biāo)與氮肥偏生產(chǎn)力均先增加后減少。在配施農(nóng)家肥的處理中，F(xiàn)M50產(chǎn)量最高，較單獨(dú)施尿素（CK2）增產(chǎn)6.58%，氮肥的偏生產(chǎn)力提高了6.57%；在配施普通有機(jī)肥的處理中，OF75產(chǎn)量最高，較單獨(dú)施尿素（CK2）增產(chǎn)4.58%，氮肥的偏生產(chǎn)力提高了4.59%；在配施生物有機(jī)肥的處理中，BF50產(chǎn)量最高，較單獨(dú)施尿素增產(chǎn)7.00%，氮肥的偏生產(chǎn)力提高了5.98%，不同處理之間千粒質(zhì)量以BF50最高（44.60 g），其次是 OF75（43.90 g）、TU200（42.24 g），F(xiàn)M25 最低，為41.25 g。從產(chǎn)量的平均值來看，農(nóng)家肥最高，為6 842.41 kg/hm2，高于CK1；生物有機(jī)肥產(chǎn)量平均值與CK2相當(dāng)；普通有機(jī)肥最低，為6 483.42 kg/hm2。

2.2 不同類型有機(jī)肥配施氮肥對(duì)小麥品質(zhì)的影響

表4 不同施肥方式對(duì)小麥品質(zhì)的影響

從表4可以看出，不施肥（CK1）時(shí)品質(zhì)指標(biāo)最差，分別單獨(dú)施尿素TU100、氮肥加倍TU200、農(nóng)家肥FM100、普通有機(jī)肥OF100、生物有機(jī)肥BF100時(shí)各品質(zhì)指標(biāo)有明顯差異，其中，單獨(dú)施氮肥時(shí)，蛋白質(zhì)、濕面筋和穩(wěn)定時(shí)間指標(biāo)最高；從不同有機(jī)肥與尿素配施的平均值來看，施生物有機(jī)肥的綜合指標(biāo)最好，農(nóng)家肥次之，普通有機(jī)肥最差，但差異不明顯；從不同有機(jī)肥與氮肥的配比來看，配施生物有機(jī)肥時(shí)處理BF50的蛋白質(zhì)、濕面筋、穩(wěn)定時(shí)間最高，處理BF75沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間最高；配施普通有機(jī)肥時(shí)處理OF50所有指標(biāo)均達(dá)到最高；配施農(nóng)家肥時(shí)處理FM50穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)，其余指標(biāo)以處理FM75最高?？傮w來看，處理BF50蛋白質(zhì)和濕面筋含量最高，穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)，與全施尿素相比，蛋白質(zhì)含量高8.0%、濕面筋含量高8.7%，穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)43.8%，處理BF75沉降值最高，比全施尿素高6.6%。不同施肥配比下，各處理的吸水率差異不明顯，質(zhì)量指數(shù)差異顯著。

3 結(jié)論與討論

賈輝輝等[11]研究表明，通過施氮肥能夠提高蛋白質(zhì)的含量，也能改變植株的有些營(yíng)養(yǎng)成分，提高小麥產(chǎn)量、增強(qiáng)小麥品質(zhì)，但對(duì)蛋白質(zhì)的組成影響不大，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)組成主要受遺傳基因控制。但是長(zhǎng)期過度施用化肥造成了土壤性狀惡化、產(chǎn)品品質(zhì)下降，進(jìn)而影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)中，與不施氮肥（CK1）相比，增施尿素（TU100處理）時(shí)可以顯著提高小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量等產(chǎn)量性狀，蛋白質(zhì)含量、穩(wěn)定值和質(zhì)量指數(shù)等品質(zhì)性狀也顯著提高，但是尿素施肥水平增加1倍時(shí)（TU200處理），并未顯著提高品質(zhì)性狀和產(chǎn)量性狀指標(biāo)，與TU100處理基本持平，氮肥的偏生產(chǎn)力明顯降低。這可能與本地區(qū)長(zhǎng)期采用復(fù)合肥+尿素的施肥方式有關(guān)，長(zhǎng)期施用單一的化肥，造成土壤理化環(huán)境失衡，氮素的有效利用率降低。

唐繼偉等[12]研究認(rèn)為，在有機(jī)肥與化肥的配比為1∶1時(shí)，小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀最好；全施氮肥TU100時(shí)，綜合性狀高于有機(jī)肥與化肥配比為1∶3和3∶1處理。伍曉軒等[13]研究認(rèn)為，全施尿素TU100的蛋白質(zhì)和濕面筋含量要高于有機(jī)肥與化肥配比為1∶3和3∶1處理。本試驗(yàn)研究表明，在有機(jī)肥與化肥的配比為1∶1時(shí)，綜合性狀最好，品質(zhì)性狀指標(biāo)得到明顯改善，產(chǎn)量也達(dá)到了最高水平，這與唐繼偉等的結(jié)論相同。全施尿素TU100處理的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀與有機(jī)肥與化肥配比為1∶3和3∶1處理的差異不明顯，但部分品質(zhì)性狀指標(biāo)如濕面筋、穩(wěn)定時(shí)間和沉降值有明顯改善，這與他們的結(jié)論不同。究其原因可能與本地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低有關(guān)，有機(jī)質(zhì)影響作物對(duì)氮肥的吸收。

生物有機(jī)肥由于富含微生物，可增強(qiáng)作物抗性、提高作物品質(zhì)。王立剛等[14]研究表明，施生物有機(jī)肥可提高土壤微生物數(shù)和改善土壤結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)土壤-微生物-植物根系的關(guān)系，促進(jìn)養(yǎng)分的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)。生物有機(jī)肥配施氮肥處理的效果明顯優(yōu)于農(nóng)家肥和普通有機(jī)肥，穗粒數(shù)和產(chǎn)量這2個(gè)產(chǎn)量性狀在施生物有機(jī)肥處理下表現(xiàn)最優(yōu)，在BF50施肥條件下較單獨(dú)施尿素增產(chǎn)7%、蛋白質(zhì)含量高8.0%、濕面筋含量高8.7%、穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)43.8%。生物有機(jī)肥不僅能有效提升小麥的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀，還可起到改善土壤品質(zhì)和抑制病害發(fā)生的作用[15-16]。制作生物有機(jī)肥的原料廣泛，如各種農(nóng)作物秸稈、動(dòng)物糞便、工業(yè)廢料、生活垃圾等廢棄物均可，制作成本較低，在農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)具有良好的開發(fā)利用前景。

綜上所述，與不施肥、單施尿素相比，農(nóng)家肥、普通有機(jī)肥和生物有機(jī)肥3種類型有機(jī)肥配施氮肥對(duì)優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)都有顯著提高，其中，生物有機(jī)肥效果更佳，適當(dāng)?shù)纳镉袡C(jī)肥配施無機(jī)肥（1∶1）可以同時(shí)提升優(yōu)質(zhì)小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，提高其氮肥偏生產(chǎn)力。