青海低位山旱地化肥氮有机替代研究初探

时间：2024-07-29

徐仲阳，王亚艺，张洋，李松龄，王信，马玲春，高旭升

(青海省农林科学院，青海西宁 810016)

青海省地形复杂，地貌多样，垂直地带明显，呈典型的立体农业特点，小麦种植南自北纬32°11′玉树囊谦县，北至38°11′海北祁连县，西从东经90°31′海西阿拉尔，东到东经102°56′民和县，地跨6个纬度、12个经度，海拔高度相差1800m[1]。试验地在青海春小麦种植区划属于海东低位山旱地麦区，占青海省山旱地面积的21.2%，耕地面积的12.4%，常年小麦播种面积约占全省的14.3%，占旱地总面积的28.3%[1]。自2018年对该区4县8乡11个自然村进行调查发现，小麦种植农户中约50%施氮肥偏高，施磷肥适中，而98%的农户钾肥用量严重不足，肥料中以化肥为主，有机肥用量甚少，且肥料追施比例不到10%，存在施肥不平衡、施肥方法及时期不当等问题。青海省大部分地区为农牧交错区，畜牧业相对发达，牛羊粪便的无害化处理不仅可以保护环境，更可以肥田，因此，在青海进行化肥有机替代具有巨大的资源优势，另外自2000年以来，我国口粮实现自给，粮价平稳[2-4]，以上这些为小麦生产化肥减施和化肥有机替代提供了良好的外部条件。目前，小麦生产有机肥替代化肥已在多省区进行[5-6]，合理进行有机肥替代化肥已成为目前作物栽培研究的热点[7-10]。本研究在青海东部农业区具代表性的低位山旱地进行了小麦配方肥优化试验和化肥有机替代研究，旨在为青海低位山旱地春小麦栽培有机肥利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验位于青海省湟中区李家山镇下油房村低位山旱地(36°47′34″N、101°32′35″E，海拔2560m)进行，试验地土质为沙壤土，土壤20cm耕层基础养分水为：全氮(N)1.49gkg-1，全磷(P2O5)2.15gkg-1，全钾(K2O)24.89mgkg-1，有机质15.56gkg-1，pH 8.24。试验地年均温3-5℃，年降水量450-500mm，无霜期130-140d。

1.2 试验材料

试验材料为青海省农林科学院自育品种青春38，山旱地播量300kg/hm2，行距20cm。有机肥，青海恩泽公司生产的沃土绿丰有机肥(N2.6%、P2O51.2%和K2O 2.0%)，N+P2O5+ K2O≥5%；尿素，N≥46%；磷酸二铵，N=18%，P2O5=46%；过磷酸钙，P2O5≥12%；氯化钾，K2O≥50%。

1.3 试验设计

在课题组前期测土配方优化设计的基础上，试验共设5个处理，(1)不施化肥氮对照，(CK)；(2)农民常规施肥(FP)；(3)化肥优化施用(在农民常规施肥基础上优化施用专用肥和有机肥，OP)；(4)在化肥优化的基础上配施有机肥氮50%+50%化肥(50%OM)；(5)在化肥优化基础上配施有机肥氮30%+70%化肥氮(30%OM)。(6)在化肥优化基础上配施有机肥氮10%+90%化肥氮(10%OM)。试验采用随机区组设计，小区面积30m2(5m×6m)，3次重复。试验时间2018年。注：本实验为了研究氮替代量，CK施用磷和钾，以消除磷钾背景效应。各小区养分用量情况见表1。

表1 山旱地养分用量表

1.4 测定项目与测定方法

1.4.1 小麦不同部位含氮量测定

小麦籽粒氮含量用凯氏定氮法测定。

1.4.2 肥料利用率

1.5 数据处理

采用SPSS 21.0进行方差(ANOVA)分析和差异显著性检验，用Excel 2019作图。

2 结果与分析

2.1 化肥氮有机替代对产量的影响

由图1中可以看出，不同有机肥替代氮肥对春小麦产量影响较大。50%OM处理下，产量最高，且显著高于其他处理；CK处理和10%OM处理下，产量最低，且显著低于其他处理。50%OM处理下，产量最高为5344kg/hm2，较CK增产580kg/hm2，增产率为12.18%；较FP处理增产214kg/hm2，增产率为4.17%，较OP处理增产300kg，增产率达6.9%。农户习惯施肥(FP)处理较CK处理增产367kg/hm2，增产率为7.7%；优化施肥(OP)处理较CK增产236kg/hm2，增产率为4.95%；OP处理较CK处理增产236kg/hm2，增产率为4.95%；50%OM处理较30%OM处理增产5.6%；较10%OM处理增产10.59%；30%OM处理较CK处理增产69kg/hm2，增产率为1.45%；与FP相比，产量差异不显著；比OP处理增产63kg/hm2，增产率为1.26%；较10%OM处理增产230kg/hm2，增产率为4.8%。10%PM除比对照增产外，与其他处理相比产量均有下降。

图1 有机替代结果

由图1可以看出，适当的有机肥替代化肥氮可以提高小麦产量，从试验结果来看，30%OM处理与FP和OP产量无显著差异，50%OM处理产量最优。

2.2 化肥氮有机替代对肥料利用率的影响

由表2可以看出50%OM处理氮利用率最高，达到了43.64%，10%OM处理最低14.79%。各处理与FP处理相比，OP处理比FP处理氮利用率提高了2.93%，处理50%OM提高了26.83%，30%OM处理提高了7.77%，10%OM处理氮利用率比FP处理降低了2.02%。各处理与与OP相比，50%OM提高了23.9%，30%OM处理提高了4.84%，10%OM下降了4.95%。

表2 不同处理氮利用率

因此，化肥有机氮替代可以明显促进化肥氮吸收，提高氮利用率。