肖倩，武升，劉瑩，曹遲，廖霞，馬友華

（農(nóng)田生態(tài)保育與污染防控安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，合肥 230036）

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，化肥因肥效迅速、增產(chǎn)顯著、施用方便等特點(diǎn)迅速成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主導(dǎo)肥源[1]。我國(guó)化肥施用量占世界31%，每公頃化肥用量是世界平均用量的4 倍，超出國(guó)際公認(rèn)安全線2 倍左右[2]。安徽省作為全國(guó)重要小麥種植基地及小麥外調(diào)重點(diǎn)省份之一，在確保糧食生產(chǎn)的同時(shí)，化肥大量投入是該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的顯著特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，安徽省化肥施用量從2001 年的2.62×106t 增加至2020 年的2.90×106t，單位面積作物化肥施用量高達(dá)349.8 kg·hm-2，超出定額標(biāo)準(zhǔn)5.8%[3]。過(guò)量施用化肥不僅對(duì)作物增產(chǎn)效果不顯著，而且還會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、肥力降低、環(huán)境污染等問(wèn)題[4]。

近年來(lái)，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?；⒓s化的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題日益突出。截至2016年底，我國(guó)畜禽糞便排泄量達(dá)到2.38×109t，約為工業(yè)廢棄物年排放量的2.4 倍[5]。2020 年巢湖流域全年生豬、蛋禽、肉禽、牛和羊的規(guī)模養(yǎng)殖比例已經(jīng)分別達(dá)到37.44%、16.27%、37.80%、2.51%和5.98%，畜禽糞便排泄量達(dá)1.08×109kg[6]。畜禽糞便大量排放造成耕地負(fù)擔(dān)日益嚴(yán)重，已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年約產(chǎn)生200億t養(yǎng)殖廢水，其中80%以上的養(yǎng)殖場(chǎng)污水未經(jīng)處理直接排放。未經(jīng)處理的污水?dāng)y帶有大量的病原微生物和重金屬，造成水體污染、土壤污染、空氣污染，嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康[7-8]。

畜禽糞便含有豐富的有機(jī)物質(zhì)和作物生長(zhǎng)所需的N、P、K 及中微量元素，經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理，可轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)肥料、飼料或能源。然而，與化肥相比，有機(jī)肥養(yǎng)分含量低、肥效緩慢，單獨(dú)施用不能滿(mǎn)足作物生長(zhǎng)需求。根據(jù)科學(xué)施肥原則，從源頭減少化肥用量，將畜禽糞便廢棄物肥料化，作為有機(jī)養(yǎng)分與化肥配合施入農(nóng)田，進(jìn)行循環(huán)利用是建立綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要途徑。大量研究結(jié)果表明，有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施在促進(jìn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、培肥土壤、改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境等方面效果顯著[9-10]。張然等[11]研究認(rèn)為有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施較單施化肥能顯著增加冬小麥產(chǎn)量，5 a 內(nèi)產(chǎn)量平均提高13%，同時(shí)可以降低0～40 cm 土壤容重。趙吉霞等[12]對(duì)云南紅壤坡耕地的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥等氮替代30%化肥處理的玉米籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量達(dá)到最高。王秋君等[13]發(fā)現(xiàn)豬糞、菜籽和中藥渣3 種堆肥具有“緩釋劑”和“增效劑”的作用，其可通過(guò)陽(yáng)離子交換作用與化肥形成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體，使得小麥的氮素利用率顯著增加。長(zhǎng)期配施有機(jī)肥還能降低土壤容重并增加土壤有效養(yǎng)分，增強(qiáng)土壤肥力[14]。

有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用對(duì)作物和土壤的影響，取決于有機(jī)肥種類(lèi)、替代比例、土壤質(zhì)地、耕作制度、氣候因素以及試驗(yàn)周期等因素。因此，在特定地區(qū)開(kāi)展不同有機(jī)肥種類(lèi)與無(wú)機(jī)肥配施最佳比例的研究，對(duì)于培肥土壤、提高氮肥利用率具有重要意義。本研究采用沼液、堆肥和商品有機(jī)肥3種有機(jī)肥與化肥配施，設(shè)計(jì)15%、30%和50%3種等氮替代比例，探究化肥減氮配施有機(jī)肥對(duì)小麥產(chǎn)量、氮肥利用率及土壤肥力的影響，明確巢湖流域稻麥輪作土壤有機(jī)無(wú)機(jī)配施在小麥上的最適種類(lèi)和最佳比例，探索適宜皖中地區(qū)的合理培肥模式，以期為高效綠色生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于安徽省合肥市廬江縣郭河鎮(zhèn)廣寒村（31°29′06″N，117°12′15″E），該地屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為15.9 ℃，平均降水量為1 262.9 mm，年均蒸發(fā)量為1 648.9 mm，年均日照時(shí)數(shù)為1 794.3 h，年無(wú)霜期為301 d。

1.1.2 供試土壤

供試土壤類(lèi)型為河流沖積物發(fā)育的潮土，土壤質(zhì)地為壤土（砂粒53%、黏粒11%、粉粒36%），前茬作物為水稻，0～20 cm 土壤基本理化性質(zhì)如下：土壤容重為0.96 g·cm-3，pH 值為5.77，有機(jī)質(zhì)含量為25.14 g·kg-1，全氮1.56 g·kg-1，銨態(tài)氮14.50 mg·kg-1，硝態(tài)氮3.48 mg·kg-1，水解性氮141.00 mg·kg-1，有效磷46.37 mg·kg-1，速效鉀126.73 mg·kg-1。

1.1.3 供試肥料

供試化肥為尿素（N≥46.4%）、過(guò)磷酸鈣（P2O5≥44%）和氯化鉀（K2O≥60%）。供試有機(jī)肥包括沼液、堆肥、商品有機(jī)肥。沼液原料由豬糞尿發(fā)酵得到，堆肥原料由豬糞在好氧條件下堆制得到，均由安徽省合肥市廬江縣姚和坤養(yǎng)殖場(chǎng)提供；商品有機(jī)肥以雞糞、鴨糞和秸稈為主料，以蘑菇菌棒為輔料，通過(guò)好氧堆肥，后續(xù)添加有益菌劑二次發(fā)酵而成，由安徽祥豐肥業(yè)有限公司提供。供試有機(jī)肥具體性質(zhì)列于表1。

表1 供試有機(jī)肥養(yǎng)分含量Table 1 Nutrient content of the tested organic fertilizers

1.1.4 供試小麥品種

供試小麥品種為揚(yáng)麥25，生育期為202 d 左右，行距25 cm，播種量為337 kg·hm-2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置8 個(gè)處理：不施肥（CK）、常規(guī)施肥（CN）、優(yōu)化減量施肥（ON）、優(yōu)化減量配施15%沼液氮（ONL-15%）、優(yōu)化減量配施30%沼液氮（ONL-30%）、優(yōu)化減量配施50%沼液氮（ONL-50%）、優(yōu)化減量配施30%堆肥氮（ONC-30%）、優(yōu)化減量配施30%商品有機(jī)肥氮（ONS-30%）。CN 處理為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)習(xí)慣施肥量，ON 處理在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上減少8.3%的氮肥投入和22.2%的鉀肥投入，各配施處理以O(shè)N處理氮肥施用量為參照，以等氮施用為基礎(chǔ)，依據(jù)替代比例及沼液、堆肥和商品有機(jī)肥氮含量確定其用量。每個(gè)處理3 次重復(fù)，小區(qū)面積為30 m2（5 m×6 m），采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)排列。各處理養(yǎng)分施用量列于表2。尿素分為基肥和追肥兩次施入（基肥60%+追肥40%），沼液、堆肥和商品有機(jī)肥作為基肥施用，施肥方式為人工撒施，2021 年11 月17 日施入基肥后翻耕土壤，翻耕深度為15 cm，磷肥和鉀肥以過(guò)磷酸鈣和氯化鉀補(bǔ)足；2022 年2 月28 日追肥，追肥方式為人工撒施后澆水。其他田間管理措施與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)措施保持一致。小麥生長(zhǎng)期為2021 年11 月17 日至2022年5月27日。

表2 不同處理施肥類(lèi)型和施肥量Table 2 Fertilizer type and amount of different treatments

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤樣品采集與測(cè)定

本試驗(yàn)于2021 年10 月13 日小麥播種前和2022年5月27日小麥?zhǔn)斋@后采集土壤樣品，每個(gè)小區(qū)采用五點(diǎn)法采集0～20 cm 耕層土樣，各點(diǎn)土樣充分混勻后作為一個(gè)土壤樣品，土樣于4 ℃下進(jìn)行低溫保存。pH值采用電位法測(cè)定（土水比1∶2.5）；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定；全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定；銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量采用2 mol·L-1KCl浸提，過(guò)濾后在流動(dòng)分析儀上測(cè)定；水解性氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀含量用火焰光度法測(cè)定。

1.3.2 植株樣品采集與測(cè)定

于小麥成熟期進(jìn)行收獲測(cè)產(chǎn)，收獲前每個(gè)小區(qū)取1個(gè)1 m 雙行的小麥植株樣品測(cè)定小麥株高、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，脫粒后將樣品按秸稈和籽粒分開(kāi)粉碎后用于籽粒和秸稈的養(yǎng)分含量分析，全氮含量用H2SO4-H2O2消化-凱氏法測(cè)定。

1.3.3 小麥產(chǎn)量測(cè)定

小麥成熟后，每個(gè)小區(qū)實(shí)行單打、單收、單計(jì)產(chǎn)，分別收集每個(gè)小區(qū)的籽粒和秸稈稱(chēng)質(zhì)量，并取部分具有代表性的樣品于60 ℃烘干至恒質(zhì)量后計(jì)算含水量，按烘干質(zhì)量換算成小麥籽粒產(chǎn)量和地上部生物量。

1.4 計(jì)算公式

植株地上部吸氮量（kg·hm-2）=籽粒產(chǎn)量（kg·hm-2）×籽粒含氮量（%）+秸稈產(chǎn)量（kg·hm-2）×秸稈含氮量（%）

氮肥利用率=［施肥處理作物地上部吸氮量（kg·hm-2）－對(duì)照處理作物地上部吸氮量（kg·hm-2）］/施肥量（kg·hm-2）×100%氮肥利用率是指施入的氮肥被作物吸收利用的百分率，施氮量中包含化肥和有機(jī)肥的氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，SPSS 17.0 進(jìn)行處理之間單因素方差分析（LSD），P＜0.05 為差異顯著，Origin 8.5進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

不同施肥處理下小麥籽粒產(chǎn)量與秸稈產(chǎn)量的變化規(guī)律基本一致（表3）。施肥處理小麥籽粒產(chǎn)量為3 543.88～5 244.74 kg·hm-2，秸稈產(chǎn)量為2 705.00～3 701.21 kg·hm-2，與CK相比，各施肥處理顯著增加小麥籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量，增幅分別為30.17%～92.65%和37.14%～87.65%；其中，ONL-15%處理下的小麥籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量均達(dá)到最大值，分別為5 244.74 kg·hm-2和3 701.21 kg·hm-2。與CN 處理相比，沼液氮替代處理中，ONL-15%和ONL-30%處理能增加小麥籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量，增幅分別為16.18%、12.85%和2.03%、6.30%，ONL-50%處理對(duì)小麥秸稈產(chǎn)量無(wú)顯著影響，但降低了小麥籽粒產(chǎn)量，降幅為1.83%。在優(yōu)化減量施肥的基礎(chǔ)上，隨著沼液氮替代比例的增加，小麥籽粒和秸稈產(chǎn)量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)（ONL-15%＞ONL-30%＞ONL-50%）。其中，與ON 處理相比，ONL-15%處理顯著增加小麥籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量，增幅分別為14.08%和11.46%，ONL-30%處理對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量無(wú)顯著影響，而ONL-50%處理顯著降低小麥籽粒產(chǎn)量，降幅為3.61%。當(dāng)有機(jī)肥替代30%化肥氮時(shí)，ONC-30%和ONS-30%處理顯著降低小麥籽粒產(chǎn)量，籽粒產(chǎn)量較CN 處理分別降低18.89% 和21.50%，較ON處理分別降低20.35%和22.92%；ONL-30%處理對(duì)小麥的增產(chǎn)效果顯著，較ONC-30%和ONS-30%相比，小麥籽粒產(chǎn)量分別增加25.79%和29.97%，秸稈產(chǎn)量分別增加28.88%和16.93%。

表3 不同施肥處理對(duì)小麥株高、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 3 Effects of different fertilization practices on plant height，yield and the yield components of wheat

小麥株高及產(chǎn)量組成指標(biāo)的影響結(jié)果顯示（表3），與CN相比，ON處理能顯著增加小麥千粒質(zhì)量，增幅為4.94%，但對(duì)小麥株高和穗粒數(shù)無(wú)顯著影響。隨沼液氮替代比例的增加，小麥株高和千粒質(zhì)量呈逐漸下降趨勢(shì)。ONL-15%處理小麥株高、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均達(dá)到最大值，但與ON 處理之間無(wú)顯著差異。當(dāng)有機(jī)氮替代比例相同時(shí)，與ON 處理相比，ONL-30%處理增加小麥株高和穗粒數(shù)，增幅分別為1.75%和8.87%，而ONC-30%和ONS-30%處理小麥穗粒數(shù)分別降低6.03%和1.06%，千粒質(zhì)量分別降低12.16%和11.11%。

2.2 不同處理對(duì)小麥氮吸收量和氮肥利用率的影響

不同處理小麥氮吸收量和利用率的結(jié)果顯示（圖1），CN 處理的小麥籽粒和秸稈氮吸收量分別為66.82 kg·hm-2和9.72 kg·hm-2，ON 處理對(duì)小麥籽粒和秸稈氮吸收量無(wú)顯著影響。在3 個(gè)沼液氮替代化肥氮處理中，小麥籽粒和秸稈氮吸收量隨配施比例的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，最大值為ONL-15%處理。與ON 處理相比，ONL-15%和ONL-30%處理小麥籽粒氮吸收量分別增加20.29%和3.59%，ONL-50%處理則降低小麥秸稈氮吸收量，降幅為17.93%。在30%有機(jī)氮替代比例下，與CN 處理相比，ONC-30%和ONS-30%處理顯著降低小麥籽粒氮吸收量，降幅分別為23.30%和25.75%，但對(duì)小麥秸稈氮吸收量無(wú)顯著影響。ONL-30%處理顯著增加小麥籽粒氮吸收量，與ONC-30%和ONS-30%處理相比，分別增加36.60%和41.11%。施肥處理小麥氮肥利用率為10.17%～36.46%。與CN 處理相比，ON 處理顯著增加氮肥利用率，增幅為19.79%。在各有機(jī)氮替代處理中，ONL-15%處理氮肥利用率最高，ONL-30%處理次之，較ON 處理分別顯著提高65.35%和24.39%。與ON 處理相比，ONC-30%和ONS-30%處理氮肥利用率顯著降低，降幅分別為50.77%和53.89%。

圖1 不同施肥處理對(duì)小麥氮吸收量和氮肥利用率的影響Figure 1 Effects of different fertilization practices on wheat N uptake and N use efficiency

2.3 不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表4 可知，有機(jī)肥與化肥配施處理降低了土壤容重，與ON 處理相比降幅為1.08%～5.78%。CN 和ON 處理的土壤pH 值分別為4.83 和4.81，而有機(jī)肥與化肥配施各處理的土壤pH 值為5.17～5.38，與CN 處理相比，有機(jī)肥與化肥配施處理的土壤pH 值提高了0.34～0.55 個(gè)單位。有機(jī)肥配施化肥能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，與CN 處理相比，增幅為4.35%～28.05%，且隨有機(jī)肥替代比例的增加而增加。與CN 處理相比，ONL-15%處理增加了土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀含量；ONC-30%處理土壤全氮（表5）和有效磷含量最高，分別為1.42 g·kg-1和17.37 mg·kg-1，較ON 處理顯著增加。除ONS-30%處理外，其余有機(jī)氮替代處理的土壤速效鉀含量較ON 顯著增加28.87%～44.85%。

表4 不同施肥處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響Table 4 Effects of different fertilization practices on soil physical and chemical properties

表5 不同施肥處理對(duì)土壤氮素含量的影響Table 5 Effects of different fertilization practices on soil nitrogen content

與CN 處理相比，有機(jī)肥替代化肥處理均增加土壤水解性氮含量，增幅為1.31%～27.20%。在沼液氮替代處理下，土壤水解性氮含量隨替代比例的增加而降低，其中ONL-15%處理水解性氮含量最高，為139.50 mg·kg-1，較ON處理相比顯著增加35.70%。當(dāng)有機(jī)肥替代比例為30%時(shí)，ONC-30%處理水解性氮含量最高，為135.35 mg·kg-1，較ON 相比顯著增加31.66%，與ONS-30%處理相比顯著增加21.82%。ONL-15%處理土壤銨態(tài)氮含量較CN和ON處理分別增加8.95%和9.58%，各處理之間銨態(tài)氮含量無(wú)顯著差異。與CN 處理相比，ON 處理硝態(tài)氮含量降低26.57%，二者差異未達(dá)到顯著水平，但在優(yōu)化減量施肥基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥能顯著降低32.60%～65.91%的土壤硝態(tài)氮含量，且土壤硝態(tài)氮含量隨沼液氮替代比例的增加整體呈遞減趨勢(shì)。在30%有機(jī)氮替代比例下，ONS-30%處理土壤硝態(tài)氮含量最低，較CN 處理顯著降低65.91%。

3 討論

3.1 有機(jī)養(yǎng)分替代對(duì)小麥有效氮供應(yīng)的影響

水解性氮含量能反映當(dāng)季土壤氮素供應(yīng)情況，呂真真等[15]通過(guò)28 a 長(zhǎng)期定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，配施有機(jī)肥能顯著提高土壤水解性氮含量，并且以70%比例配施處理的水解性氮含量最高。張琳等[16]研究認(rèn)為雞糞與化肥配施后耕層土壤水解性氮含量顯著增加25.32%～131.54%。李彥等[17]的研究表明在等氮條件下配施有機(jī)肥，第3、5、20 年后水解性氮含量分別增加32%、36.81%、18.04%。本研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)養(yǎng)分替代處理均能增加土壤水解性氮含量，且隨替代比例的增加而降低。

本研究中，0～20 cm 土壤銨態(tài)氮含量均較低（＜12 mg·kg-1），各施肥處理對(duì)銨態(tài)氮含量影響較小。這與巨曉棠等[18]的研究結(jié)果相似，銨態(tài)氮在土壤中的累積量很小，不隨施氮量和施肥方式而發(fā)生顯著的變化。李樹(shù)山等[19]認(rèn)為化肥氮的施用與土壤硝態(tài)氮含量的增加具有顯著正相關(guān)關(guān)系，單施化肥處理下有27%的硝態(tài)氮來(lái)自外源化肥氮的轉(zhuǎn)化，而在有機(jī)肥配施處理下僅有5%的硝態(tài)氮來(lái)自外源有機(jī)肥氮的轉(zhuǎn)化。馬臣等[20]的研究表明，化肥與有機(jī)肥配施使大量硝態(tài)氮固定在耕層，抑制其向深層累積和遷移。本研究中，小麥?zhǔn)斋@季土壤硝態(tài)氮含量隨沼液氮替代比例的增加而減少，其原因可能是有機(jī)肥可以增加土壤團(tuán)聚體和活性碳含量，增加對(duì)硝態(tài)氮的固持能力，并且施用有機(jī)肥后土壤C/N 升高，激發(fā)了土壤微生物活性使無(wú)機(jī)氮被固持，從而減少硝態(tài)氮的累積[21]。

3.2 有機(jī)養(yǎng)分替代對(duì)小麥氮肥利用率的影響

本研究中小麥氮肥利用率為10.17%～36.46%，低于陳志龍等[22]報(bào)道的17.20%～43.80%，可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)的施氮量（165 kg·hm-2）高于陳志龍等報(bào)道的120 kg·hm-2。耿維等[2]研究發(fā)現(xiàn)巢湖地區(qū)氮肥施用量為1.89×106t，是作物養(yǎng)分需求量的1.75 倍，過(guò)多的氮素隨徑流和揮發(fā)而損失，導(dǎo)致氮肥利用率降低。前人研究表明，有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用顯著提高作物肥料利用效率[23-25]。一方面有機(jī)肥氮素緩慢釋放使土壤具有更為持久的供氮能力。本研究中，有機(jī)肥與化肥配施處理顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)與全氮含量，促進(jìn)植物對(duì)肥料氮吸收，增加氮肥利用率。王站付等[26]研究發(fā)現(xiàn)單施化肥處理小麥干物質(zhì)累積量和養(yǎng)分吸收量在前期較高，而減氮20%并配施有機(jī)肥處理有利于小麥全生育期對(duì)養(yǎng)分的吸收，成熟期氮素累積量顯著增加，同時(shí)提高氮肥利用率。另一方面，施用有機(jī)肥能增加土壤微生物數(shù)量與活性，更多的無(wú)機(jī)氮被微生物固定，不僅可以減少作物生育前期的氮素?fù)p失，還能在作物需肥量增加時(shí)將氮素釋放供作物吸收[27]。

但有機(jī)肥的替代比例并非越高越好，而是存在最適比例。劉亦丹等[28]發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥氮替代75%化肥氮處理的氮肥利用率為53.3%，較單施化肥顯著提高9.4%。Abbasi 等[29]指出有機(jī)肥替代25%的化肥顯著促進(jìn)小麥各器官的氮素吸收量，并增加25%的氮肥利用率。劉學(xué)彤等[25]的研究表明，在推薦施肥基礎(chǔ)上有機(jī)氮替代15%處理的氮肥利用率最高，這與本研究中15%沼液氮替代處理下氮肥利用率最佳的結(jié)果一致。原因可能是當(dāng)沼液替代化肥比例過(guò)大時(shí)，小麥無(wú)效分蘗易增多，從而影響穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，阻礙產(chǎn)量增加[30]。本研究中同一替代比例下不同有機(jī)肥處理的氮肥利用率表現(xiàn)出一定差異，以沼液氮替代處理的氮肥利用率最高，其原因可能是沼液中銨態(tài)氮占總氮量70%以上，且與其他固體有機(jī)肥相比濕度更大，施入土壤后既能減少氨揮發(fā)，還不利于硝化作用產(chǎn)生N2O，進(jìn)而減少氮素?fù)p失[31]。

3.3 有機(jī)養(yǎng)分替代對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

近年來(lái)，氮肥減量施用技術(shù)一直在不斷探索和改進(jìn)，并在作物生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。本研究中，與常規(guī)施肥相比，優(yōu)化減量施肥處理的產(chǎn)量顯著增加，但后者氮素投入量卻減少15 kg·hm-2，表明在試驗(yàn)地區(qū)小麥種植系統(tǒng)中存在氮肥投入過(guò)多現(xiàn)象，減氮潛力達(dá)8.33%。彭正萍等[24]研究認(rèn)為，在農(nóng)民習(xí)慣施氮（392 kg·hm-2）基礎(chǔ)上減少20%施氮量，不會(huì)顯著影響玉米產(chǎn)量，反而促進(jìn)玉米氮素利用，減少氮素?fù)p失。

馮偉等[32]認(rèn)為在基施沼液的基礎(chǔ)上追施尿素，可提高小麥產(chǎn)量，尤其以基施25%沼液氮+追施75%尿素氮處理的植株光合功能最強(qiáng)，籽粒產(chǎn)量最高。本研究中，沼液替代15%和30%化肥氮顯著增加小麥籽粒和秸稈產(chǎn)量，較常規(guī)施肥相比增幅達(dá)16.18%、12.85%和2.03%、6.30%。李瑞等[33]研究認(rèn)為施氮量相同時(shí)，沼液與化肥配施能顯著提升土壤氮礦化勢(shì)、礦化速率和累積礦化量，增加土壤供氮能力。隨著沼液施用量的增加，土壤全氮、速效鉀和有機(jī)質(zhì)的含量也增加[34]。本研究中，施用沼液顯著增加土壤水解性氮含量，促進(jìn)小麥對(duì)氮素的吸收利用，降低硝態(tài)氮在土壤中的殘留，表明沼液與化肥配施可通過(guò)協(xié)調(diào)氮素供應(yīng)進(jìn)而增加作物產(chǎn)量。潘飛飛等[35]研究發(fā)現(xiàn)與純化肥處理相比，100%沼液處理的冬小麥地上部產(chǎn)量顯著降低。這與本研究結(jié)果相似，隨著沼液替代化肥比例的增加，小麥產(chǎn)量呈逐漸下降趨勢(shì)，其中沼液替代15%化肥處理所獲得的小麥產(chǎn)量最高。但當(dāng)沼液替代比例為50%時(shí)，小麥產(chǎn)量顯著低于常規(guī)處理。王桂良等[30]發(fā)現(xiàn)沼液替代量較高時(shí)小麥基部節(jié)間長(zhǎng)度顯著增加，不良?xì)夂驐l件下易發(fā)生倒伏減產(chǎn)。同時(shí)，沼液施用過(guò)多可能會(huì)導(dǎo)致速效養(yǎng)分含量較低，植株生長(zhǎng)不良，阻礙產(chǎn)量形成[36]。

有機(jī)無(wú)機(jī)配施制度中作物產(chǎn)量不僅受配施比例的影響，還與不同種類(lèi)有機(jī)肥有關(guān)。孫國(guó)峰等[37]的研究表明，50%沼液配施化肥處理對(duì)小麥增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果優(yōu)于堆肥。劉術(shù)新等[38]在茶葉上的研究結(jié)果表明，在施氮量相同的基礎(chǔ)上，沼液、堆肥及海產(chǎn)品殘?jiān)袡C(jī)肥均能提高茶葉品質(zhì)，尤其以豬糞沼液效果顯著。本研究中，在30%有機(jī)氮替代比例下，沼液對(duì)小麥的增產(chǎn)效果優(yōu)于堆肥和商品有機(jī)肥，主要原因是堆肥和商品有機(jī)肥中氮素釋放緩慢，不能滿(mǎn)足當(dāng)季小麥的養(yǎng)分需求；而沼液中的速效養(yǎng)分可促進(jìn)土壤有機(jī)氮的分解，其與化肥配施可以減少作物生育期內(nèi)土壤氮素?fù)p失，因此不同有機(jī)肥在小麥產(chǎn)量指標(biāo)上表現(xiàn)出顯著性差異。此外，有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施可以疏松土壤，增加土壤通氣性，降低土壤容重[15]。但孫澤強(qiáng)[39]研究發(fā)現(xiàn)土壤容重太低則會(huì)影響作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成，這與本研究結(jié)果一致。容重過(guò)小使土壤孔隙增加，雖然通氣性強(qiáng)，但土粒間黏結(jié)力弱，與根系無(wú)法直接接觸，使得養(yǎng)分與水分難以向植物運(yùn)輸，影響幼苗生長(zhǎng)和植物發(fā)育，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量降低[40]。

4 結(jié)論

（1）優(yōu)化減量施肥處理較常規(guī)施肥處理可以在減少8.3%氮肥用量的條件下增加小麥籽粒產(chǎn)量和氮肥利用率，表明試驗(yàn)地塊所在區(qū)域稻麥輪作下小麥?zhǔn)┓蔬€具有一定的化肥減氮空間。

（2）15%沼液氮替代比例下小麥籽粒和秸稈產(chǎn)量均最高，有效促進(jìn)小麥對(duì)氮磷養(yǎng)分的吸收和利用，有利于增加土壤養(yǎng)分含量，但50%沼液配施不利于小麥地上部干物質(zhì)的積累和土壤肥力的提升。

（3）在養(yǎng)分相同條件下，與試驗(yàn)所用堆肥和商品有機(jī)肥相比，沼液與化肥配施對(duì)增加小麥產(chǎn)量的效果較好；堆肥與化肥配施可以促進(jìn)土壤全氮、水解性氮和有效磷的積累，商品有機(jī)肥與化肥配施可以緩解土壤酸化，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。