有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)春小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤礦質(zhì)氮?dú)埩舻挠绊?/h1>
2024-10-31 00:00:00張?jiān)?/span>宋明丹塔林葛娃李月梅
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年17期
摘要：有機(jī)無機(jī)肥配施能提高作物產(chǎn)量和肥料利用效率，但其對(duì)春小麥的影響尚不清楚。通過設(shè)置空白對(duì)照（CK）、單施有機(jī)肥（M）、單施氮肥（N）、氮磷肥配施（NP）、氮磷肥與有機(jī)肥配施（NPM）共5個(gè)處理，探究有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)春小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤礦質(zhì)氮?dú)埩舻挠绊憽Ｑ芯拷Y(jié)果表明氮磷肥與有機(jī)肥配施（NPM）處理下的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)比對(duì)照分別顯著提高了13.45%～47.68%、25.71%～43.68%、4.04%～8.78%。NPM處理的氮肥利用效率比M處理顯著提高了159.52%。NPM處理與N、M處理相比，氮肥農(nóng)學(xué)利用率提高了11.83%、11.09%，但并無顯著性差異。NPM處理的籽粒和秸稈中氮的養(yǎng)分含量與CK、M處理相比，分別提高了3.12%～42.76%，與N、NP處理相比，反而有所下降，可能增施有機(jī)肥對(duì)籽粒和秸稈中氮吸收有一定的抑制作用。NPM處理的籽粒和秸稈中磷的養(yǎng)分含量與NP、N、M處理相比，分別提高了3.88%～24.84%、8.38%～22.50%、2.17%～17.35%。NPM處理的籽粒和秸稈中鉀的養(yǎng)分含量與N、M處理相比，分別顯著提高了5.54%～30.97%、4.64%～25.19%。NPM處理的籽粒和秸稈氮養(yǎng)分吸收量與CK、M處理相比，分別顯著提高了66.73%～74.48%、33.10%～71.31%，與N處理相比，有所下降。NPM處理的籽粒和秸稈磷鉀養(yǎng)分吸收量最高，與NP、N、M處理相比，分別提高了0.84%～21.25%、1.51%～12.26%、30.50%～50.55%。60～100 cm土層中，NPM處理土壤NO-3-N含量低于其他處理，降低了0.63%～7.75%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可降低深層土壤60～100 cm土層的硝態(tài)氮含量，降低土壤硝態(tài)氮的累積。在0～20、40～100 cm土層，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚盹@著降低了4.56%～16.96%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可顯著降低深層土壤40～100 cm土層的土壤硝態(tài)氮的殘留從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。因此，氮磷化肥與有機(jī)肥配施，是提高春小麥產(chǎn)量、秸稈量，小麥籽粒和秸稈的養(yǎng)分吸收以及養(yǎng)分吸收量，降低深層土層硝態(tài)氮含量的最佳施肥措施。
關(guān)鍵詞：有機(jī)無機(jī)配施；春小麥；養(yǎng)分吸收；土壤硝態(tài)氮；土壤礦質(zhì)氮
中圖分類號(hào)：S512.1+20.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)：1002-1302（2024）17-0080-08
收稿日期：2023-09-12
基金項(xiàng)目：第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究資助項(xiàng)目（編號(hào)：2019QZKK0303）；青海省科協(xié)中青年科技人才托舉工程（編號(hào)：2022QHSKXRCTJ29）。
作者簡(jiǎn)介：張 月（1998—），女，河南鹿邑人，碩士研究生，主要從事農(nóng)田土壤碳庫(kù)研究工作。E-mail：m18695849158@163.com.
通信作者：李月梅，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境方向研究。E-mail：Yuemeili2002@hotmail.com。
小麥作為我國(guó)乃至世界最重要糧食作物之一，在我國(guó)種植面積廣泛，保證其生產(chǎn)安全對(duì)我國(guó)糧食安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。人們?cè)陂L(zhǎng)期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到化肥和有機(jī)肥在提高作物產(chǎn)量方面的重要作用［1-5］。化肥可以迅速提高土壤養(yǎng)分含量，改善土壤微環(huán)境，但化肥長(zhǎng)期大量施用會(huì)造成土壤板結(jié)、地力受損、作物品質(zhì)下降等問題［3］。有機(jī)肥則可以培肥土壤，能持續(xù)供給作物營(yíng)養(yǎng)［6］。而有機(jī)肥配施化肥，結(jié)合了有機(jī)肥與無機(jī)肥的優(yōu)點(diǎn)，使二者營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到充分合理的運(yùn)用［7-8］?；史市Э欤梢詽M足當(dāng)季小麥生長(zhǎng)所需養(yǎng)分；有機(jī)肥可以供給土壤大量有機(jī)物質(zhì)，但肥效釋放緩慢，二者配合施用既能提高土壤肥料利用率，還能提高土壤可持續(xù)生產(chǎn)力［9-10］。
大量的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)無機(jī)肥料配施能明顯改善作物生長(zhǎng)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量［11-14］。在等氮量下以合理比例有機(jī)肥氮替代化肥氮有利于提高水稻結(jié)實(shí)率，增加有效穗數(shù)，提高小麥籽粒產(chǎn)量，同時(shí)可以提高氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥利用率［7，14-16］。王小明等的研究也證明了有機(jī)無機(jī)肥料配施能協(xié)調(diào)養(yǎng)分平衡供應(yīng)，提高養(yǎng)分利用率［17］。馮悅晨等發(fā)現(xiàn)相較于單施化肥和單施有機(jī)肥，有機(jī)無機(jī)配施可降低土壤剖面殘留硝態(tài)氮含量［18］，說明有機(jī)無機(jī)肥配施能降低氮素淋失造成環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。
前人對(duì)單施化肥和有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)不同作物產(chǎn)量的影響已有研究，且研究結(jié)果相對(duì)一致，但有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)春小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的研究較少。目前的研究主要集中在化肥、有機(jī)肥單施或減氮配施有機(jī)肥的增產(chǎn)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)及土壤養(yǎng)分庫(kù)的提高，缺乏在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)物料對(duì)春小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤礦質(zhì)氮?dú)埩舻鹊难芯浚?9-21］。本研究基于國(guó)家農(nóng)業(yè)環(huán)境西寧觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站的田間定位試驗(yàn)，研究了有機(jī)無機(jī)肥配施技術(shù)對(duì)春小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤礦質(zhì)氮?dú)埩舻挠绊懀云跒榍嗖馗咴貐^(qū)春小麥持續(xù)安全生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 區(qū)域概況
試驗(yàn)位于青海省西寧市城北區(qū)青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)地（36°56′N，101°45′E），海拔2 322 m。該地區(qū)年均氣溫為5.9 ℃，年均降水量、蒸發(fā)量分別為367.5、1 729.8 mm，年均日照時(shí)數(shù)、日照率分別為2 748 h、62.8%，光合輻射總量為612.5 J/cm2［22］。土壤類型為栗鈣土，質(zhì)地為中壤。采用長(zhǎng)期連作方式種植春小麥，品種為青春38。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)空白對(duì)照（CK）、單施有機(jī)肥（M）、單施氮肥（N）、氮磷肥配施（NP）、氮磷肥與有機(jī)肥配施（NPM）5個(gè)處理（表1），重復(fù)4次，隨機(jī)區(qū)組排列?？偟实?0%作基肥，剩余30%在小麥拔節(jié)期結(jié)合灌水追施，磷肥和有機(jī)肥全部作基肥施用。本研究中常規(guī)化肥N用量為120 kg/hm2，P用量為P2O5 75 kg/hm2；有機(jī)肥采用商品有機(jī)肥，含有機(jī)碳 400.86 g/kg、氮11.13 g/kg、磷3.74 g/kg、鉀 13.0 g/kg，施用量為30 000 kg/hm2。春小麥采用人工行播，播種時(shí)間為2021年4月7號(hào)，播種量為 300 kg/hm2，行距15 cm，小區(qū)面積為27.5 m2（5.5 m×5.0 m），各小區(qū)間以田埂分隔。每個(gè)小區(qū)南北方向播種36行，每行23 g。
1.3 樣品采集與分析
1.3.1 植株樣品
在2021年8月16號(hào)收獲期，每小區(qū)采集2個(gè)0.5 m2的樣品，數(shù)株數(shù)，測(cè)定籽粒和秸稈的干物質(zhì)量（60 ℃下烘干稱重）。所有植株樣品粉碎后過0.5 mm篩，測(cè)定植株氮、磷、鉀含量。
植株氮、磷、鉀含量：過篩后植株樣品，H2SO4-H2O2消煮，分別用凱氏定氮儀、鉬銻抗比色法和火焰光度法測(cè)定。
植株養(yǎng)分吸收量：植株養(yǎng)分含量與植株干重的乘積。
1.3.2 土壤樣品
小麥?zhǔn)斋@后采集0～100 cm土壤剖面樣品，按0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm分層取樣。土壤樣品采用氯化鉀溶液浸提，連續(xù)流動(dòng)分析儀（Seal Analytical GmbH，德國(guó)）測(cè)定浸提液中的NH+4-N和NO-3-N含量［14］。根據(jù)下列公式計(jì)算硝態(tài)氮?dú)埩袅浚?/p>
各土層硝態(tài)氮?dú)埩袅浚≧i）：Ri=C×（D×H×A）×10-6。
式中：Ri為每一土層的硝態(tài)氮（NO-3-N）殘留量（kg/hm2）；C為該土層土壤硝態(tài)氮含量（mg/kg）；D為該土層土壤容重（kg/m3）；H為每一土層的厚度（0.2 m）；A為土地的面積，取1 hm2［23］。
1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
根據(jù)植株吸氮量，計(jì)算氮素利用相關(guān)指標(biāo)，公式如下：
氮肥利用率=（施氮區(qū)植株吸氮量-未施氮區(qū)植株吸氮量）/施氮量（包括有機(jī)肥中氮含量）×100%［24］；
氮肥農(nóng)學(xué)效率（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-未施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量［25］；
采用Excel 2010軟件及Origin 2022進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，SPSS 27.0軟件統(tǒng)計(jì)分析，LSD法顯著性測(cè)驗(yàn)（α=0.05）。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥生物量的影響
施用化肥或化肥與有機(jī)肥配施均顯著提高了小麥產(chǎn)量和秸稈量，提高小麥?zhǔn)斋@指數(shù)（圖1）。收獲指數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系密切，反映了作物轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的能力。方差分析結(jié)果表明，與CK處理相比，單施有機(jī)肥（M）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)分別顯著提高了13.03%、14.30%、10.40%。在單施化肥（N、NP）條件下，小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)比M處理分別提高了30.17%～49.66%、22.44%～24.96%、4.22%～4.56%。與單施有機(jī)肥（M）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)分別顯著提高了47.68%、25.71%、8.78%；與單施氮肥（N）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)分別顯著提高了13.45%、4.04%。
2.2 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分含量的影響
不同施肥處理對(duì)收獲期小麥籽粒中N、P、K含量有一定影響。籽粒中氮的養(yǎng)分含量為15.75～19.75 g/kg，磷的養(yǎng)分含量為3.62～3.93 g/kg，鉀的養(yǎng)分含量為3.91～4.13 g/kg（圖2）。方差分析結(jié)果表明，NPM處理的籽粒氮含量與CK處理相比，顯著提高了11.71%；與M處理相比，提高了3.12%，但未達(dá)到顯著性；與N、NP處理相比，反而有所下降，可能增施有機(jī)肥對(duì)籽粒氮吸收有一定的抑制作用。籽粒中磷的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與N處理相比，顯著提高了8.38%；與CK、M、NP其他處理相比，提高了2.17%～3.88%。籽粒中鉀的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與M、N處理相比，分別顯著提高了4.64%、5.54%；與CK、NP處理相比，分別提高了1.64%、2.06%，但無顯著性。
不同施肥處理對(duì)收獲期小麥秸稈中氮磷鉀含量也有一定影響。秸稈中氮的養(yǎng)分含量為1.84～3.41 g/kg，磷的養(yǎng)分含量為0.47～0.65 g/kg，鉀的養(yǎng)分含量為6.12～11.33 g/kg（圖2）。方差分析結(jié)果表明，NPM處理的秸稈氮含量與CK、M處理相比，分別顯著提高了26.69%、42.76%。秸稈中磷的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與CK、NP處理相比，分別顯著提高了39.00%、24.84%；與M、N處理相比，分別提高了17.34%、22.50%。NPM處理的秸稈鉀含量與CK、M、N處理相比，分別顯著提高了82.29%、25.19%、30.97%。因此，有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)比單施化肥和單施有機(jī)肥，能提高小麥籽粒和秸稈的磷素和鉀素含量。
2.3 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分吸收量的影響
在所有處理中，小麥籽粒氮磷鉀養(yǎng)分吸收量，均是氮養(yǎng)分吸收量最高，磷鉀養(yǎng)分吸收量較低。其中，籽粒中氮的養(yǎng)分吸收量為58.95～102.85 kg/hm2，磷的養(yǎng)分吸收量為11.98～23.09 kg/hm2，鉀的養(yǎng)分吸收量為12.82～22.76 kg/hm2（圖3）。
方差分析結(jié)果表明，NPM處理的籽粒氮養(yǎng)分吸收量（圖3-a）與CK、M處理相比，分別顯著提高了74.48%、33.10%；與NP處理相比，提高了1.59%。籽粒中磷的養(yǎng)分吸收量（圖3-b）在NPM處理時(shí)最高，與CK、M、NP處理相比，分別顯著提高了92.80%、38.94%、21.25%；與N處理相比，提高了10.26%。籽粒中鉀的養(yǎng)分吸收量（圖3-c）在NPM處理時(shí)最高，與CK、M、NP處理相比，分別顯著提高了77.51%、33.04%、20.76%。因此有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)比單施化肥和單施有機(jī)肥，能提高小麥籽粒的NPK養(yǎng)分吸收量。
在所有處理中，小麥秸稈氮磷鉀養(yǎng)分吸收量，均是鉀養(yǎng)分吸收量最高，磷養(yǎng)分吸收量最低。其中，秸稈中氮的養(yǎng)分吸收量為9.96～27.73 kg/hm2，磷的養(yǎng)分吸收量為2.50～4.11 kg/hm2，鉀的養(yǎng)分吸收量為41.10～75.70 kg/hm2（圖3）。方差分析結(jié)果表明，NPM處理的秸稈氮養(yǎng)分吸收量（圖3-a）比CK、M處理分別顯著提高了66.73%、71.31%；與N、NP處理相比，反而顯著降低了17.74%、38.46%。秸稈中磷的養(yǎng)分吸收量（圖3-b）在NPM
處理時(shí)最高，與其他處理相比，提高了4.49%～64.50%，且與CK處理差異性顯著。秸稈中鉀的養(yǎng)分吸收量（圖3-c）在NPM處理時(shí)最高，與其他處理相比，提高了0.84%～84.18%，且與CK、M處理差異性顯著。說明增施有機(jī)肥有利于小麥秸稈對(duì)磷素和鉀素的吸收。
氮素在籽粒和秸稈中的分配比例為78%～88%和12%～22%（圖4）。氮素主要分配在籽粒中，M處理顯著提高了氮素在籽粒中的分配比例，由N處理的78%提高到88%，磷素在各器官的分配規(guī)律與氮素相似，主要分配在籽粒中，籽粒和秸稈中的分配比例分別為83%～85%、15%～17%。鉀素主要分配在秸稈中，在籽粒和秸稈中的分配比例分別為20%～25%、75%～80%。因此，在小麥成熟后，大部分氮磷養(yǎng)分集中在籽粒中，而大部分的鉀集中在秸稈中，有機(jī)無機(jī)肥配施與單施化肥相比，秸稈中氮磷有向籽粒偏移的傾向。
2.4 不同施肥處理對(duì)不同土層土壤硝銨含量的影響
與土壤NO-3-N含量相比，NH+4-N含量亦隨土層變深而變化，但幅度較小，僅在3～8 mg/kg區(qū)間波動(dòng)（圖5-a）。在土壤 0～100 cm土層的銨態(tài)氮含量具有顯著差異，在0～40 cm土層中，NPM處理的土壤NH+4-N含量比M、N處理顯著降低了13.64%～33.48%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，降低了0～40 cm土層的銨態(tài)氮含量。40～80 cm土層中，NPM處理土壤NH+4-N含量比N處理顯著提高了34.83%。80～100 cm土層中，NPM處理土壤NH+4-N含量比CK、NP處理分別顯著提高了45.13%、24.98%， 比M處理顯著降低了13.82%。
表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可提高40～100 cm 土層的銨態(tài)氮含量。銨態(tài)氮比較容易被土壤膠體吸附，有機(jī)無機(jī)肥配施處理一定程度上有利于土壤肥效的保持［26］。
土壤硝態(tài)氮含量在0～100 cm土層中均遠(yuǎn)高于銨態(tài)氮（圖5-b），土壤NO-3-N含量在各處理間隨土層變深變化趨勢(shì)基本一致，呈下降趨勢(shì)。0～40 cm 土層中，NPM處理的土壤NO-3-N含量比M、NP處理分別顯著提高了24.93%、18.50%?？赡苁卿@離子在土壤上層通過硝酸酶可形成硝酸根導(dǎo)致硝態(tài)氮增加。60～100 cm土層中，NPM處理土壤NO-3-N含量低于其他處理，降低了0.63%～7.75%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可降低深層土壤60～100 cm土層的硝態(tài)氮含量，降低土壤硝態(tài)氮的累積量。
土壤礦質(zhì)氮儲(chǔ)量包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮2個(gè)部分，在各處理間隨土層變深變化與硝態(tài)氮含量變化基本一致，也呈下降趨勢(shì)（圖5-c）。不同土層土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅康淖兓鐖D5-d所示，在0～20、40～100 cm土層，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚盹@著降低了4.56%～16.96%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可顯著降低深層土壤40～100 cm 土層土壤硝態(tài)氮的殘留，從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。
2.5 不同施肥處理對(duì)氮肥利用率的影響
方差分析結(jié)果表明，與單施有機(jī)肥（M）處理相比，單施氮肥（N）處理和單施化肥（NP）、有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的氮肥利用率分別顯著提高了184.42%、149.48%、159.52%，可能是氮肥不足或過量均會(huì)降低肥料利用率。氮肥農(nóng)學(xué)利用率為18.51～27.64 kg/kg，在一定程度上也反映出作物潛在產(chǎn)量的高低。有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理與單施氮肥（N）處理、單施有機(jī)肥（M）處理相比，氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別提高了11.83%、11.09%，但并無顯著性差異（表2）。
3 討論
3.1 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥生物量及氮肥利用率的影響
有機(jī)無機(jī)肥配施，可以提高作物產(chǎn)量和生物量，保持土壤肥力［21，27-28］。大量試驗(yàn)表明，有機(jī)無機(jī)肥配施能促進(jìn)小麥增產(chǎn)［5，9，29］。竇露等的研究表明，有機(jī)無機(jī)肥配施較農(nóng)戶常規(guī)施肥顯著提高籽粒產(chǎn)量17.5%，在有機(jī)肥施用的同時(shí)，小麥成穗數(shù)和穗粒數(shù)以及產(chǎn)量，隨著無機(jī)肥施用量的升高呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)［8-9］。本研究結(jié)果表明，與單施有機(jī)肥（M）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)分別顯著提高了47.68%、25.71%、8.78%；與單施氮肥（N）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)分別顯著提高了13.45%、4.04%。這與陳歡等的研究結(jié)果［2，30］相似。施用有機(jī)肥能增加土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，有利于作物對(duì)氮素的吸收［31］?；史市Э欤袡C(jī)肥肥效緩慢，有機(jī)肥配施化肥可提高小麥對(duì)肥料氮的吸收利用，最終提高氮效率［32］。陸強(qiáng)等的研究表明，施用有機(jī)肥料與單施化肥相比提高氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率，因?yàn)槭┯糜袡C(jī)肥料能保證作物整個(gè)生育期尤其是中后期的氮素供應(yīng)［33］。本研究結(jié)果表明，NPM處理的氮肥利用效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用要高于單施有機(jī)肥、單施化肥處理，這與肖倩等的研究結(jié)果［34］相似。說明有機(jī)無機(jī)肥配施能維持和穩(wěn)定小麥產(chǎn)量。
3.2 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分含量的影響
有機(jī)肥含氮、磷、鉀、鈣、鎂等各種營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)活化土壤養(yǎng)分具有重要的作用，土壤養(yǎng)分含量影響著小麥植株養(yǎng)分的吸收利用［35-36］。陳磊等的試驗(yàn)結(jié)果表明，施用有機(jī)肥能夠補(bǔ)充土壤中氮、磷、鉀含量，提高小麥籽粒中養(yǎng)分含量［37］。施氮肥能顯著提高小麥籽粒和秸稈中氮含量，劉亦丹等的研究表明，有機(jī)肥替代化學(xué)氮肥處理對(duì)小麥籽粒和秸稈中N、P2O5、K2O養(yǎng)分含量有影響［3，38-39］。秸稈還田及秸稈配施有機(jī)肥處理都有利于植株氮含量提髙，有機(jī)肥還田有利于增加磷素在麥株中的分配，可顯著的促進(jìn)小麥植株對(duì)鉀素的吸收［40］。本研究結(jié)果表明，籽粒和秸稈中磷、鉀的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與其他處理相比，分別提高了2.17%～8.38%、4.64%～5.54%和17.35%～39.00%、25.19%～82.29%，與前人的研究結(jié)果［3，6］相似。說明有機(jī)無機(jī)肥配施能提高小麥籽粒和秸稈中氮磷鉀養(yǎng)分含量。
3.3 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分吸收量的影響
有機(jī)無機(jī)肥配施可以增加養(yǎng)分的吸收量，提升冬小麥對(duì)于氮素的吸收增加［41-42］。施用生物炭顯著增加春小麥對(duì)氮、磷和鉀的吸收，還對(duì)春小麥產(chǎn)量具有積極的促進(jìn)作用。張靖等的研究表明，羊糞+氮磷配施（MNP）處理，全株吸氮量、籽粒吸氮量均最高，分別達(dá)到227.36、162.73 kg/hm2，其中籽粒產(chǎn)量比對(duì)照（CK）、氮磷鉀配施（NPK）、羊糞（M）分別增產(chǎn)17.67%、4.57%、4.99%［43］。本研究結(jié)果表明，籽粒和秸稈中磷鉀的養(yǎng)分吸收量在NPM處理時(shí)最高，分別提高了10.26%～92.80%、20.76%～77.51%和4.49%～64.50%、0.84%～84.18%；NPM處理的秸稈氮養(yǎng)分吸收量比CK、M處理分別顯著提高了66.73%、71.31%。這與前人的研究結(jié)果［6，14，44-46］一致。本研究發(fā)現(xiàn)，在小麥成熟后，大部分氮磷養(yǎng)分集中在籽粒中，氮素在籽粒和秸稈中的分配比例分別為78%～88%和12%～22%，磷素在籽粒和秸稈中的分配比例分別為83%～85%和15%～17%；而大部分的鉀集中在秸稈中，在籽粒和秸稈中的分配比例分別為20%～25%、75%～80%，與邵云等的研究結(jié)果［40］相似。有機(jī)無機(jī)肥配施與單施化肥相比，秸稈中氮有向籽粒偏移的傾向。說明有機(jī)無機(jī)配施能提高小麥籽粒和秸稈中氮磷鉀養(yǎng)分吸收量。
3.4 不同施肥處理對(duì)不同土層土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響
土壤礦質(zhì)態(tài)氮包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮2部分，是植物主要吸收的氮素，但含量較少。施用有機(jī)肥可直接增加土壤有機(jī)氮含量，同時(shí)提高土壤中的硝態(tài)氮含量，也能防止銨態(tài)氮揮發(fā)［47-49］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，各處理隨土層變深其NO-3-N含量變化趨勢(shì)基本一致，呈下降趨勢(shì)，這與李超等的研究結(jié)果［29］相似。在60～100 cm土層中，NPM處理土壤NO-3-N含量分別低于其他處理1.15%～7.75%、0.63%～3.19%，可降低深層土壤的硝態(tài)氮含量，降低土壤硝態(tài)氮的累積量。這與李超等的研究結(jié)果相同，李超等的研究結(jié)果表明，有機(jī)無機(jī)肥配施措施下土壤的當(dāng)季硝態(tài)氮?dú)埩舯绒r(nóng)戶施肥降低了48%［29］。說明有機(jī)無機(jī)肥配施可有效減少土壤硝態(tài)氮的殘留，從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。本試驗(yàn)結(jié)果表明，NH+4-N含量亦隨土層變深而變化，但其幅度較小，僅在3～8 mg/kg區(qū)間波動(dòng)。施用氮磷化肥和在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可降低0～40 cm土層的銨態(tài)氮含量。施用氮磷化肥和在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可提高40～100 cm土層的銨態(tài)氮含量。銨態(tài)氮比較容易被土壤膠體吸附，有機(jī)無機(jī)肥配施處理一定程度上有利于土壤肥效的保持［26］。這與劉凱等的研究結(jié)果［50-51］相似。土壤礦質(zhì)氮儲(chǔ)量在不同土層與硝態(tài)氮含量變化基本一致，也呈下降趨勢(shì)，這與潘飛飛等的研究結(jié)果［52］相似。張斐斐等的研究結(jié)果表明，氮肥施用量和土壤中硝態(tài)氮?dú)埩袅棵芮邢嚓P(guān)，施氮量越高，土壤中殘留的硝態(tài)氮越多［53］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在0～40 cm土層，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚矸謩e提高了4.56%～32.41%，40～100 cm土層中，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚盹@著降低了6.41%～16.96%。這與鄭利芳等的研究相似，即有機(jī)無機(jī)肥配施可以增加表層土壤硝態(tài)氮的殘留量，降低深層土壤硝態(tài)氮含量，減少土壤硝態(tài)氮向深層土壤的淋溶［54］。
4 結(jié)論
本研究主要分析了有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)小麥生物量、氮肥利用率、養(yǎng)分吸收特征和土壤硝銨的影響，所得結(jié)論如下。
（1）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)比對(duì)照分別顯著提高了 13.45%～47.68%、25.71%、4.04%～8.78%。
（2）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）提高了籽粒和秸稈中磷鉀的養(yǎng)分含量，與其他處理相比，分別提高了2.17%～8.38%、4.64%～5.54%和17.35%～39.00%、25.19%～82.29%。
（3）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）提高了籽粒和秸稈中磷鉀的養(yǎng)分吸收量，與其他處理相比，分別提高了10.26%～92.80%、20.76%～77.51%和4.49%～64.50%、0.84%～84.18%。
（4）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）可降低0～40 cm土層的銨態(tài)氮含量，提高40～100 cm土層的銨態(tài)氮含量，可降低0～20、60～100 cm土層的NO-3-N含量。
（5）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）可顯著降低深層土壤40～100 cm土層的土壤硝態(tài)氮的殘留4.56%～16.96%，從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。
（6）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）的氮肥利用效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率要顯著高于單施有機(jī)肥、單施化肥處理。說明有機(jī)無機(jī)肥配施能維持和穩(wěn)定小麥產(chǎn)量。
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摘要：有機(jī)無機(jī)肥配施能提高作物產(chǎn)量和肥料利用效率，但其對(duì)春小麥的影響尚不清楚。通過設(shè)置空白對(duì)照（CK）、單施有機(jī)肥（M）、單施氮肥（N）、氮磷肥配施（NP）、氮磷肥與有機(jī)肥配施（NPM）共5個(gè)處理，探究有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)春小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤礦質(zhì)氮?dú)埩舻挠绊憽Ｑ芯拷Y(jié)果表明氮磷肥與有機(jī)肥配施（NPM）處理下的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)比對(duì)照分別顯著提高了13.45%～47.68%、25.71%～43.68%、4.04%～8.78%。NPM處理的氮肥利用效率比M處理顯著提高了159.52%。NPM處理與N、M處理相比，氮肥農(nóng)學(xué)利用率提高了11.83%、11.09%，但并無顯著性差異。NPM處理的籽粒和秸稈中氮的養(yǎng)分含量與CK、M處理相比，分別提高了3.12%～42.76%，與N、NP處理相比，反而有所下降，可能增施有機(jī)肥對(duì)籽粒和秸稈中氮吸收有一定的抑制作用。NPM處理的籽粒和秸稈中磷的養(yǎng)分含量與NP、N、M處理相比，分別提高了3.88%～24.84%、8.38%～22.50%、2.17%～17.35%。NPM處理的籽粒和秸稈中鉀的養(yǎng)分含量與N、M處理相比，分別顯著提高了5.54%～30.97%、4.64%～25.19%。NPM處理的籽粒和秸稈氮養(yǎng)分吸收量與CK、M處理相比，分別顯著提高了66.73%～74.48%、33.10%～71.31%，與N處理相比，有所下降。NPM處理的籽粒和秸稈磷鉀養(yǎng)分吸收量最高，與NP、N、M處理相比，分別提高了0.84%～21.25%、1.51%～12.26%、30.50%～50.55%。60～100 cm土層中，NPM處理土壤NO-3-N含量低于其他處理，降低了0.63%～7.75%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可降低深層土壤60～100 cm土層的硝態(tài)氮含量，降低土壤硝態(tài)氮的累積。在0～20、40～100 cm土層，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚盹@著降低了4.56%～16.96%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可顯著降低深層土壤40～100 cm土層的土壤硝態(tài)氮的殘留從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。因此，氮磷化肥與有機(jī)肥配施，是提高春小麥產(chǎn)量、秸稈量，小麥籽粒和秸稈的養(yǎng)分吸收以及養(yǎng)分吸收量，降低深層土層硝態(tài)氮含量的最佳施肥措施。
關(guān)鍵詞：有機(jī)無機(jī)配施；春小麥；養(yǎng)分吸收；土壤硝態(tài)氮；土壤礦質(zhì)氮
中圖分類號(hào)：S512.1+20.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)：1002-1302（2024）17-0080-08
收稿日期：2023-09-12
基金項(xiàng)目：第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究資助項(xiàng)目（編號(hào)：2019QZKK0303）；青海省科協(xié)中青年科技人才托舉工程（編號(hào)：2022QHSKXRCTJ29）。
作者簡(jiǎn)介：張 月（1998—），女，河南鹿邑人，碩士研究生，主要從事農(nóng)田土壤碳庫(kù)研究工作。E-mail：m18695849158@163.com.
通信作者：李月梅，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境方向研究。E-mail：Yuemeili2002@hotmail.com。
小麥作為我國(guó)乃至世界最重要糧食作物之一，在我國(guó)種植面積廣泛，保證其生產(chǎn)安全對(duì)我國(guó)糧食安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。人們?cè)陂L(zhǎng)期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到化肥和有機(jī)肥在提高作物產(chǎn)量方面的重要作用［1-5］。化肥可以迅速提高土壤養(yǎng)分含量，改善土壤微環(huán)境，但化肥長(zhǎng)期大量施用會(huì)造成土壤板結(jié)、地力受損、作物品質(zhì)下降等問題［3］。有機(jī)肥則可以培肥土壤，能持續(xù)供給作物營(yíng)養(yǎng)［6］。而有機(jī)肥配施化肥，結(jié)合了有機(jī)肥與無機(jī)肥的優(yōu)點(diǎn)，使二者營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到充分合理的運(yùn)用［7-8］?；史市Э欤梢詽M足當(dāng)季小麥生長(zhǎng)所需養(yǎng)分；有機(jī)肥可以供給土壤大量有機(jī)物質(zhì)，但肥效釋放緩慢，二者配合施用既能提高土壤肥料利用率，還能提高土壤可持續(xù)生產(chǎn)力［9-10］。
大量的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)無機(jī)肥料配施能明顯改善作物生長(zhǎng)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量［11-14］。在等氮量下以合理比例有機(jī)肥氮替代化肥氮有利于提高水稻結(jié)實(shí)率，增加有效穗數(shù)，提高小麥籽粒產(chǎn)量，同時(shí)可以提高氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥利用率［7，14-16］。王小明等的研究也證明了有機(jī)無機(jī)肥料配施能協(xié)調(diào)養(yǎng)分平衡供應(yīng)，提高養(yǎng)分利用率［17］。馮悅晨等發(fā)現(xiàn)相較于單施化肥和單施有機(jī)肥，有機(jī)無機(jī)配施可降低土壤剖面殘留硝態(tài)氮含量［18］，說明有機(jī)無機(jī)肥配施能降低氮素淋失造成環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。
前人對(duì)單施化肥和有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)不同作物產(chǎn)量的影響已有研究，且研究結(jié)果相對(duì)一致，但有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)春小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的研究較少。目前的研究主要集中在化肥、有機(jī)肥單施或減氮配施有機(jī)肥的增產(chǎn)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)及土壤養(yǎng)分庫(kù)的提高，缺乏在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)物料對(duì)春小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤礦質(zhì)氮?dú)埩舻鹊难芯浚?9-21］。本研究基于國(guó)家農(nóng)業(yè)環(huán)境西寧觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站的田間定位試驗(yàn)，研究了有機(jī)無機(jī)肥配施技術(shù)對(duì)春小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤礦質(zhì)氮?dú)埩舻挠绊懀云跒榍嗖馗咴貐^(qū)春小麥持續(xù)安全生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 區(qū)域概況
試驗(yàn)位于青海省西寧市城北區(qū)青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)地（36°56′N，101°45′E），海拔2 322 m。該地區(qū)年均氣溫為5.9 ℃，年均降水量、蒸發(fā)量分別為367.5、1 729.8 mm，年均日照時(shí)數(shù)、日照率分別為2 748 h、62.8%，光合輻射總量為612.5 J/cm2［22］。土壤類型為栗鈣土，質(zhì)地為中壤。采用長(zhǎng)期連作方式種植春小麥，品種為青春38。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)空白對(duì)照（CK）、單施有機(jī)肥（M）、單施氮肥（N）、氮磷肥配施（NP）、氮磷肥與有機(jī)肥配施（NPM）5個(gè)處理（表1），重復(fù)4次，隨機(jī)區(qū)組排列?？偟实?0%作基肥，剩余30%在小麥拔節(jié)期結(jié)合灌水追施，磷肥和有機(jī)肥全部作基肥施用。本研究中常規(guī)化肥N用量為120 kg/hm2，P用量為P2O5 75 kg/hm2；有機(jī)肥采用商品有機(jī)肥，含有機(jī)碳 400.86 g/kg、氮11.13 g/kg、磷3.74 g/kg、鉀 13.0 g/kg，施用量為30 000 kg/hm2。春小麥采用人工行播，播種時(shí)間為2021年4月7號(hào)，播種量為 300 kg/hm2，行距15 cm，小區(qū)面積為27.5 m2（5.5 m×5.0 m），各小區(qū)間以田埂分隔。每個(gè)小區(qū)南北方向播種36行，每行23 g。
1.3 樣品采集與分析
1.3.1 植株樣品
在2021年8月16號(hào)收獲期，每小區(qū)采集2個(gè)0.5 m2的樣品，數(shù)株數(shù)，測(cè)定籽粒和秸稈的干物質(zhì)量（60 ℃下烘干稱重）。所有植株樣品粉碎后過0.5 mm篩，測(cè)定植株氮、磷、鉀含量。
植株氮、磷、鉀含量：過篩后植株樣品，H2SO4-H2O2消煮，分別用凱氏定氮儀、鉬銻抗比色法和火焰光度法測(cè)定。
植株養(yǎng)分吸收量：植株養(yǎng)分含量與植株干重的乘積。
1.3.2 土壤樣品
小麥?zhǔn)斋@后采集0～100 cm土壤剖面樣品，按0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm分層取樣。土壤樣品采用氯化鉀溶液浸提，連續(xù)流動(dòng)分析儀（Seal Analytical GmbH，德國(guó)）測(cè)定浸提液中的NH+4-N和NO-3-N含量［14］。根據(jù)下列公式計(jì)算硝態(tài)氮?dú)埩袅浚?/p>
各土層硝態(tài)氮?dú)埩袅浚≧i）：Ri=C×（D×H×A）×10-6。
式中：Ri為每一土層的硝態(tài)氮（NO-3-N）殘留量（kg/hm2）；C為該土層土壤硝態(tài)氮含量（mg/kg）；D為該土層土壤容重（kg/m3）；H為每一土層的厚度（0.2 m）；A為土地的面積，取1 hm2［23］。
1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
根據(jù)植株吸氮量，計(jì)算氮素利用相關(guān)指標(biāo)，公式如下：
氮肥利用率=（施氮區(qū)植株吸氮量-未施氮區(qū)植株吸氮量）/施氮量（包括有機(jī)肥中氮含量）×100%［24］；
氮肥農(nóng)學(xué)效率（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-未施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量［25］；
采用Excel 2010軟件及Origin 2022進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，SPSS 27.0軟件統(tǒng)計(jì)分析，LSD法顯著性測(cè)驗(yàn)（α=0.05）。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥生物量的影響
施用化肥或化肥與有機(jī)肥配施均顯著提高了小麥產(chǎn)量和秸稈量，提高小麥?zhǔn)斋@指數(shù)（圖1）。收獲指數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系密切，反映了作物轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的能力。方差分析結(jié)果表明，與CK處理相比，單施有機(jī)肥（M）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)分別顯著提高了13.03%、14.30%、10.40%。在單施化肥（N、NP）條件下，小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)比M處理分別提高了30.17%～49.66%、22.44%～24.96%、4.22%～4.56%。與單施有機(jī)肥（M）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)分別顯著提高了47.68%、25.71%、8.78%；與單施氮肥（N）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)分別顯著提高了13.45%、4.04%。
2.2 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分含量的影響
不同施肥處理對(duì)收獲期小麥籽粒中N、P、K含量有一定影響。籽粒中氮的養(yǎng)分含量為15.75～19.75 g/kg，磷的養(yǎng)分含量為3.62～3.93 g/kg，鉀的養(yǎng)分含量為3.91～4.13 g/kg（圖2）。方差分析結(jié)果表明，NPM處理的籽粒氮含量與CK處理相比，顯著提高了11.71%；與M處理相比，提高了3.12%，但未達(dá)到顯著性；與N、NP處理相比，反而有所下降，可能增施有機(jī)肥對(duì)籽粒氮吸收有一定的抑制作用。籽粒中磷的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與N處理相比，顯著提高了8.38%；與CK、M、NP其他處理相比，提高了2.17%～3.88%。籽粒中鉀的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與M、N處理相比，分別顯著提高了4.64%、5.54%；與CK、NP處理相比，分別提高了1.64%、2.06%，但無顯著性。
不同施肥處理對(duì)收獲期小麥秸稈中氮磷鉀含量也有一定影響。秸稈中氮的養(yǎng)分含量為1.84～3.41 g/kg，磷的養(yǎng)分含量為0.47～0.65 g/kg，鉀的養(yǎng)分含量為6.12～11.33 g/kg（圖2）。方差分析結(jié)果表明，NPM處理的秸稈氮含量與CK、M處理相比，分別顯著提高了26.69%、42.76%。秸稈中磷的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與CK、NP處理相比，分別顯著提高了39.00%、24.84%；與M、N處理相比，分別提高了17.34%、22.50%。NPM處理的秸稈鉀含量與CK、M、N處理相比，分別顯著提高了82.29%、25.19%、30.97%。因此，有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)比單施化肥和單施有機(jī)肥，能提高小麥籽粒和秸稈的磷素和鉀素含量。
2.3 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分吸收量的影響
在所有處理中，小麥籽粒氮磷鉀養(yǎng)分吸收量，均是氮養(yǎng)分吸收量最高，磷鉀養(yǎng)分吸收量較低。其中，籽粒中氮的養(yǎng)分吸收量為58.95～102.85 kg/hm2，磷的養(yǎng)分吸收量為11.98～23.09 kg/hm2，鉀的養(yǎng)分吸收量為12.82～22.76 kg/hm2（圖3）。
方差分析結(jié)果表明，NPM處理的籽粒氮養(yǎng)分吸收量（圖3-a）與CK、M處理相比，分別顯著提高了74.48%、33.10%；與NP處理相比，提高了1.59%。籽粒中磷的養(yǎng)分吸收量（圖3-b）在NPM處理時(shí)最高，與CK、M、NP處理相比，分別顯著提高了92.80%、38.94%、21.25%；與N處理相比，提高了10.26%。籽粒中鉀的養(yǎng)分吸收量（圖3-c）在NPM處理時(shí)最高，與CK、M、NP處理相比，分別顯著提高了77.51%、33.04%、20.76%。因此有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)比單施化肥和單施有機(jī)肥，能提高小麥籽粒的NPK養(yǎng)分吸收量。
在所有處理中，小麥秸稈氮磷鉀養(yǎng)分吸收量，均是鉀養(yǎng)分吸收量最高，磷養(yǎng)分吸收量最低。其中，秸稈中氮的養(yǎng)分吸收量為9.96～27.73 kg/hm2，磷的養(yǎng)分吸收量為2.50～4.11 kg/hm2，鉀的養(yǎng)分吸收量為41.10～75.70 kg/hm2（圖3）。方差分析結(jié)果表明，NPM處理的秸稈氮養(yǎng)分吸收量（圖3-a）比CK、M處理分別顯著提高了66.73%、71.31%；與N、NP處理相比，反而顯著降低了17.74%、38.46%。秸稈中磷的養(yǎng)分吸收量（圖3-b）在NPM
處理時(shí)最高，與其他處理相比，提高了4.49%～64.50%，且與CK處理差異性顯著。秸稈中鉀的養(yǎng)分吸收量（圖3-c）在NPM處理時(shí)最高，與其他處理相比，提高了0.84%～84.18%，且與CK、M處理差異性顯著。說明增施有機(jī)肥有利于小麥秸稈對(duì)磷素和鉀素的吸收。
氮素在籽粒和秸稈中的分配比例為78%～88%和12%～22%（圖4）。氮素主要分配在籽粒中，M處理顯著提高了氮素在籽粒中的分配比例，由N處理的78%提高到88%，磷素在各器官的分配規(guī)律與氮素相似，主要分配在籽粒中，籽粒和秸稈中的分配比例分別為83%～85%、15%～17%。鉀素主要分配在秸稈中，在籽粒和秸稈中的分配比例分別為20%～25%、75%～80%。因此，在小麥成熟后，大部分氮磷養(yǎng)分集中在籽粒中，而大部分的鉀集中在秸稈中，有機(jī)無機(jī)肥配施與單施化肥相比，秸稈中氮磷有向籽粒偏移的傾向。
2.4 不同施肥處理對(duì)不同土層土壤硝銨含量的影響
與土壤NO-3-N含量相比，NH+4-N含量亦隨土層變深而變化，但幅度較小，僅在3～8 mg/kg區(qū)間波動(dòng)（圖5-a）。在土壤 0～100 cm土層的銨態(tài)氮含量具有顯著差異，在0～40 cm土層中，NPM處理的土壤NH+4-N含量比M、N處理顯著降低了13.64%～33.48%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，降低了0～40 cm土層的銨態(tài)氮含量。40～80 cm土層中，NPM處理土壤NH+4-N含量比N處理顯著提高了34.83%。80～100 cm土層中，NPM處理土壤NH+4-N含量比CK、NP處理分別顯著提高了45.13%、24.98%， 比M處理顯著降低了13.82%。
表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可提高40～100 cm 土層的銨態(tài)氮含量。銨態(tài)氮比較容易被土壤膠體吸附，有機(jī)無機(jī)肥配施處理一定程度上有利于土壤肥效的保持［26］。
土壤硝態(tài)氮含量在0～100 cm土層中均遠(yuǎn)高于銨態(tài)氮（圖5-b），土壤NO-3-N含量在各處理間隨土層變深變化趨勢(shì)基本一致，呈下降趨勢(shì)。0～40 cm 土層中，NPM處理的土壤NO-3-N含量比M、NP處理分別顯著提高了24.93%、18.50%?？赡苁卿@離子在土壤上層通過硝酸酶可形成硝酸根導(dǎo)致硝態(tài)氮增加。60～100 cm土層中，NPM處理土壤NO-3-N含量低于其他處理，降低了0.63%～7.75%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可降低深層土壤60～100 cm土層的硝態(tài)氮含量，降低土壤硝態(tài)氮的累積量。
土壤礦質(zhì)氮儲(chǔ)量包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮2個(gè)部分，在各處理間隨土層變深變化與硝態(tài)氮含量變化基本一致，也呈下降趨勢(shì)（圖5-c）。不同土層土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅康淖兓鐖D5-d所示，在0～20、40～100 cm土層，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚盹@著降低了4.56%～16.96%。表明在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可顯著降低深層土壤40～100 cm 土層土壤硝態(tài)氮的殘留，從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。
2.5 不同施肥處理對(duì)氮肥利用率的影響
方差分析結(jié)果表明，與單施有機(jī)肥（M）處理相比，單施氮肥（N）處理和單施化肥（NP）、有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的氮肥利用率分別顯著提高了184.42%、149.48%、159.52%，可能是氮肥不足或過量均會(huì)降低肥料利用率。氮肥農(nóng)學(xué)利用率為18.51～27.64 kg/kg，在一定程度上也反映出作物潛在產(chǎn)量的高低。有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理與單施氮肥（N）處理、單施有機(jī)肥（M）處理相比，氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別提高了11.83%、11.09%，但并無顯著性差異（表2）。
3 討論
3.1 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥生物量及氮肥利用率的影響
有機(jī)無機(jī)肥配施，可以提高作物產(chǎn)量和生物量，保持土壤肥力［21，27-28］。大量試驗(yàn)表明，有機(jī)無機(jī)肥配施能促進(jìn)小麥增產(chǎn)［5，9，29］。竇露等的研究表明，有機(jī)無機(jī)肥配施較農(nóng)戶常規(guī)施肥顯著提高籽粒產(chǎn)量17.5%，在有機(jī)肥施用的同時(shí)，小麥成穗數(shù)和穗粒數(shù)以及產(chǎn)量，隨著無機(jī)肥施用量的升高呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)［8-9］。本研究結(jié)果表明，與單施有機(jī)肥（M）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)分別顯著提高了47.68%、25.71%、8.78%；與單施氮肥（N）處理相比，有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)分別顯著提高了13.45%、4.04%。這與陳歡等的研究結(jié)果［2，30］相似。施用有機(jī)肥能增加土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，有利于作物對(duì)氮素的吸收［31］?；史市Э欤袡C(jī)肥肥效緩慢，有機(jī)肥配施化肥可提高小麥對(duì)肥料氮的吸收利用，最終提高氮效率［32］。陸強(qiáng)等的研究表明，施用有機(jī)肥料與單施化肥相比提高氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率，因?yàn)槭┯糜袡C(jī)肥料能保證作物整個(gè)生育期尤其是中后期的氮素供應(yīng)［33］。本研究結(jié)果表明，NPM處理的氮肥利用效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用要高于單施有機(jī)肥、單施化肥處理，這與肖倩等的研究結(jié)果［34］相似。說明有機(jī)無機(jī)肥配施能維持和穩(wěn)定小麥產(chǎn)量。
3.2 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分含量的影響
有機(jī)肥含氮、磷、鉀、鈣、鎂等各種營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)活化土壤養(yǎng)分具有重要的作用，土壤養(yǎng)分含量影響著小麥植株養(yǎng)分的吸收利用［35-36］。陳磊等的試驗(yàn)結(jié)果表明，施用有機(jī)肥能夠補(bǔ)充土壤中氮、磷、鉀含量，提高小麥籽粒中養(yǎng)分含量［37］。施氮肥能顯著提高小麥籽粒和秸稈中氮含量，劉亦丹等的研究表明，有機(jī)肥替代化學(xué)氮肥處理對(duì)小麥籽粒和秸稈中N、P2O5、K2O養(yǎng)分含量有影響［3，38-39］。秸稈還田及秸稈配施有機(jī)肥處理都有利于植株氮含量提髙，有機(jī)肥還田有利于增加磷素在麥株中的分配，可顯著的促進(jìn)小麥植株對(duì)鉀素的吸收［40］。本研究結(jié)果表明，籽粒和秸稈中磷、鉀的養(yǎng)分含量在NPM處理時(shí)最高，與其他處理相比，分別提高了2.17%～8.38%、4.64%～5.54%和17.35%～39.00%、25.19%～82.29%，與前人的研究結(jié)果［3，6］相似。說明有機(jī)無機(jī)肥配施能提高小麥籽粒和秸稈中氮磷鉀養(yǎng)分含量。
3.3 不同施肥處理對(duì)收獲期小麥植株養(yǎng)分吸收量的影響
有機(jī)無機(jī)肥配施可以增加養(yǎng)分的吸收量，提升冬小麥對(duì)于氮素的吸收增加［41-42］。施用生物炭顯著增加春小麥對(duì)氮、磷和鉀的吸收，還對(duì)春小麥產(chǎn)量具有積極的促進(jìn)作用。張靖等的研究表明，羊糞+氮磷配施（MNP）處理，全株吸氮量、籽粒吸氮量均最高，分別達(dá)到227.36、162.73 kg/hm2，其中籽粒產(chǎn)量比對(duì)照（CK）、氮磷鉀配施（NPK）、羊糞（M）分別增產(chǎn)17.67%、4.57%、4.99%［43］。本研究結(jié)果表明，籽粒和秸稈中磷鉀的養(yǎng)分吸收量在NPM處理時(shí)最高，分別提高了10.26%～92.80%、20.76%～77.51%和4.49%～64.50%、0.84%～84.18%；NPM處理的秸稈氮養(yǎng)分吸收量比CK、M處理分別顯著提高了66.73%、71.31%。這與前人的研究結(jié)果［6，14，44-46］一致。本研究發(fā)現(xiàn)，在小麥成熟后，大部分氮磷養(yǎng)分集中在籽粒中，氮素在籽粒和秸稈中的分配比例分別為78%～88%和12%～22%，磷素在籽粒和秸稈中的分配比例分別為83%～85%和15%～17%；而大部分的鉀集中在秸稈中，在籽粒和秸稈中的分配比例分別為20%～25%、75%～80%，與邵云等的研究結(jié)果［40］相似。有機(jī)無機(jī)肥配施與單施化肥相比，秸稈中氮有向籽粒偏移的傾向。說明有機(jī)無機(jī)配施能提高小麥籽粒和秸稈中氮磷鉀養(yǎng)分吸收量。
3.4 不同施肥處理對(duì)不同土層土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響
土壤礦質(zhì)態(tài)氮包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮2部分，是植物主要吸收的氮素，但含量較少。施用有機(jī)肥可直接增加土壤有機(jī)氮含量，同時(shí)提高土壤中的硝態(tài)氮含量，也能防止銨態(tài)氮揮發(fā)［47-49］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，各處理隨土層變深其NO-3-N含量變化趨勢(shì)基本一致，呈下降趨勢(shì)，這與李超等的研究結(jié)果［29］相似。在60～100 cm土層中，NPM處理土壤NO-3-N含量分別低于其他處理1.15%～7.75%、0.63%～3.19%，可降低深層土壤的硝態(tài)氮含量，降低土壤硝態(tài)氮的累積量。這與李超等的研究結(jié)果相同，李超等的研究結(jié)果表明，有機(jī)無機(jī)肥配施措施下土壤的當(dāng)季硝態(tài)氮?dú)埩舯绒r(nóng)戶施肥降低了48%［29］。說明有機(jī)無機(jī)肥配施可有效減少土壤硝態(tài)氮的殘留，從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。本試驗(yàn)結(jié)果表明，NH+4-N含量亦隨土層變深而變化，但其幅度較小，僅在3～8 mg/kg區(qū)間波動(dòng)。施用氮磷化肥和在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可降低0～40 cm土層的銨態(tài)氮含量。施用氮磷化肥和在化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可提高40～100 cm土層的銨態(tài)氮含量。銨態(tài)氮比較容易被土壤膠體吸附，有機(jī)無機(jī)肥配施處理一定程度上有利于土壤肥效的保持［26］。這與劉凱等的研究結(jié)果［50-51］相似。土壤礦質(zhì)氮儲(chǔ)量在不同土層與硝態(tài)氮含量變化基本一致，也呈下降趨勢(shì)，這與潘飛飛等的研究結(jié)果［52］相似。張斐斐等的研究結(jié)果表明，氮肥施用量和土壤中硝態(tài)氮?dú)埩袅棵芮邢嚓P(guān)，施氮量越高，土壤中殘留的硝態(tài)氮越多［53］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在0～40 cm土層，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚矸謩e提高了4.56%～32.41%，40～100 cm土層中，NPM處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅勘绕渌幚盹@著降低了6.41%～16.96%。這與鄭利芳等的研究相似，即有機(jī)無機(jī)肥配施可以增加表層土壤硝態(tài)氮的殘留量，降低深層土壤硝態(tài)氮含量，減少土壤硝態(tài)氮向深層土壤的淋溶［54］。
4 結(jié)論
本研究主要分析了有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)小麥生物量、氮肥利用率、養(yǎng)分吸收特征和土壤硝銨的影響，所得結(jié)論如下。
（1）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）處理的小麥產(chǎn)量、秸稈干重和收獲指數(shù)比對(duì)照分別顯著提高了 13.45%～47.68%、25.71%、4.04%～8.78%。
（2）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）提高了籽粒和秸稈中磷鉀的養(yǎng)分含量，與其他處理相比，分別提高了2.17%～8.38%、4.64%～5.54%和17.35%～39.00%、25.19%～82.29%。
（3）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）提高了籽粒和秸稈中磷鉀的養(yǎng)分吸收量，與其他處理相比，分別提高了10.26%～92.80%、20.76%～77.51%和4.49%～64.50%、0.84%～84.18%。
（4）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）可降低0～40 cm土層的銨態(tài)氮含量，提高40～100 cm土層的銨態(tài)氮含量，可降低0～20、60～100 cm土層的NO-3-N含量。
（5）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）可顯著降低深層土壤40～100 cm土層的土壤硝態(tài)氮的殘留4.56%～16.96%，從而增加礦質(zhì)態(tài)氮的固定，減少氮素?fù)p失。
（6）有機(jī)無機(jī)肥配施（NPM）的氮肥利用效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率要顯著高于單施有機(jī)肥、單施化肥處理。說明有機(jī)無機(jī)肥配施能維持和穩(wěn)定小麥產(chǎn)量。
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