不同农艺培肥措施对小麦生长和土壤肥力的影响

摘要 ［目的］设置田间试验，研究秸秆还田、增施有机肥、优化小麦后期氮肥追施比例共3种农艺措施对高标准农田建设项目区小麦生长发育和土壤肥力性状的影响，探讨适宜的土壤耕层培肥措施。［方法］设置玉米秸秆+生物腐熟菌剂直接还田S1、增施1 500  kg/hm2商品有机肥M1、小麦拔节期—孕穗期氮肥追施比例N30-0、N20-10和N10-20共5个处理，以不实施秸秆还田S0、不施有机肥M0为对照，构成7个处理，小麦收获期考察产量性状，分析耕层土壤肥力性状。［结果］实施玉米秸秆生物强化还田、增施商品有机肥、优化小麦后期氮肥追施比例，对后季小麦生长发育有良好的促进作用，与各自的对照相比，小麦籽粒产量分别增长5.89%、5.62%和7.65%，较农民习惯施肥提升6.45%、3.91%和11.82%；土壤pH升高0.18～0.25，酸化程度减轻；土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高16.02%～19.11%、7.37%～15.68%、13.37%～31.21%和 13.35%～14.73%。 ［结论］实施玉米秸秆+生物菌剂强化还田、增施有机肥料，显著提升了砂姜黑土肥力，实现了高标准农田建设项目厚沃土壤耕作层的目标。

关键词 秸秆还田;有机肥;小麦产量;砂姜黑土肥力性状;高标准农田

中图分类号 S512.1 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）04-0168-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.04.040

Effects of  Different Agronomic Measures on Wheat  Growth and Soil  Fertility

WU  Qi-yang1，ZHANG Da-sheng2，LI Cheng-feng1 et al

（1.Hefei Tiancheng Testing Technology Co.，Ltd.，Hefei，Anhui 231200;2.Feixi County Agriculture and Rural Bureau，Feixi，Anhui 231200）

Abstract ［Objective］Field experiment was conducted to study the effects of three agronomic measures，included straw returning to field，applying organic fertilizer，and optimizing the ratio of nitrogen topdressing in the late stage of wheat，on wheat growth and soil fertility in the high standard farmland construction project area，so as to explore the appropriate measures to improve the quality of topsoil.［Method］Five treatments were set up including corn straw adding the biological rotting agent directly returned to field （S1），application of  1 500 kg/hm2  commercial organic fertilizer （M1），and nitrogen fertilizer topdressing ratio （N30-0，N20-10，and N10-20） at the joining and heading stage of wheat.Also no straw returning to field （S0） and no organic fertilizer application （M0） were taken as the control which farmed seven treatments.The yield component of wheat was investigated and the fertility characters of topsoil were analyzed.［Result］The implementation of bio-enhanced maize straw returning to field，application of commercial organic fertilizer and optimizing the ratio of nitrogen fertilizer topdressing in the later stage of wheat had better promotion effect on wheat growth of the next season.Wheat grain yield increased by 5.89%，5.62% and 7.65%，respectively compared with their respective controls，and higher raised by 6.45%，3.91% and 11.82% with the farmer practice fertilization;Soil pH increased by 0.18-0.25，and the degree of acidity was reduced.The contents of soil organic matter，alkali-hydrolyzed N and available P and K increased by 16.02%-19.11%，7.37%-15.68%，13.37%-31.21% and 13.35%-14.73%，respectively.［Conclusion］The fertility of lime concretion black soil was improved remarkably when conducting corn straw adding biological agent return to field and applying organic fertilizer which resulted the aim of increasing the depth of the fertile topsoil at high standard farmland construction projects.

Key words Corn straw returning to field;Organic fertilizer;Wheat grain yield;Lime concretion black soil fertility;High standard farmland

砂姜黑土是我国黄淮海平原三大中低产土壤类型之一，全国总面积4.0×106 hm2，主要分布于安徽、河南、山东和江苏等省，其中安徽省砂姜黑土面积最大，达1.65×106 hm2，占全国砂姜黑土总面积的41.5%［1］。砂姜黑土黏粒含量高，黏土矿物中2∶1型的蒙脱石比例较大，质地黏重，耕作性状差，有效养分含量低、瘠薄，保肥和供肥能力均较弱，同时土壤剖面中存在碳酸钙和铁锰氧化物凝结而成的坚硬砂姜结核，土体构型不良，存在多种障碍因素和限制因子，作物产量较低，是安徽省面积最大的中低产土壤类型［2-5］。

宿州市位于安徽省东北部，埇桥区是宿州市唯一的市辖区，总面积2 868 km2，处于我国黄淮海平原南部、淮北平原的东北端，以平原为主，北部兼有丘陵岗地。埇桥区属暖温带半湿润季风气候区，光照充足，雨热同季，雨量中等，光热水资源丰富。土壤类型主要是砂姜黑土，占全区土壤总面积的80%以上。然而，由于土壤肥力低下，光热水资源没有得到充分的利用，土地生产潜力得不到高效发挥，小麦、玉米等主要粮食作物单位面积产量仍较低，与高产省份高产地区还有很大差距。

当前，我国农村实行以家庭为中心的集体土地承包责任制，土地所有权归村集体所有，农户享有承包权。虽然各地加快了土地流转的步伐，流转面积不断增加，但农户自行耕种现象仍然普遍存在，每户种植的面积大多远低于1 hm2，农田环境脏乱、灌溉排水系统不健全也不配套，部分可耕地高差大，高低不平，单个田块面积过小，不适合机械耕作种植，抗灾能力低下。这些问题严重制约了农业高产高效。建设高标准农田能提升农田等级，提高耕地质量及农业装备水平，扩大耕地面积，增加粮食产量，提高农民收益，对保障我国粮食安全、提升现有耕地资源的利用效率和土地产出率、改善农村面貌都具有重要意义。根据规划，2022年我国将新建约6.68×106 hm2高标准农田，年底将形成约6.67×107 hm2高标准农田［5］。

高标准农田建设重点涉及8个方面内容，包括田块整治、灌溉和排水、田间道路、农田防护和生态环境保护、农田输配电、土壤改良、科技服务、管护利用。项目建设过程中，进行了全面的土地平整机械操作，局部打破了犁底层，破坏了土壤耕作层，导致土壤肥力下降。土壤质量和肥力水平关系到土地生产能力，决定粮食产量［6-8］。因此，需要开展土壤改良和培肥工作，提升土壤质量，厚沃耕层，这是高标准农田建设的重要环节。

宿州市埇桥区2021年高标准农田建设项目总面积约0.93万hm2，涉及大店、解集等8个乡镇和北杨寨行管区，于当年9月开工建设。为了确保项目区农田等级有所提升、耕地质量得到提高，需要同步实施土壤改良工程。研究表明，农作物秸秆直接还田、增施有机肥和氮肥优化运筹管理等技术措施，能够明显改善土壤物理性状，抚育、改良和培肥土壤［9-12］。笔者探讨不同农艺培肥措施对高标准建设农田土壤肥力性状和小麦生长发育的影响，为高标准农田建设土壤改良工程提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤 试验在安徽省宿州市埇桥区北杨寨行管区、解集镇2个镇（区）同时进行，供试土壤为普通砂姜黑土，肥力中等，灌溉条件良好。2021年秋季小麦播种前，采集耕作层0～20 cm土壤样品，采用标准分析方法测定，养分状况见表1。

1.2 试验设计

1.2.1 秸秆生物强化还田技术。

试验设在北杨寨行管区大张村，在施用等量氮磷钾化肥N-P2O5-K2O 为200-90-90 kg/hm2 的基础上进行，设置3个处理：①对照S0，无秸秆还田，只施等量化肥；②S1，化肥+秸秆，实施作物秸秆生物强化直接还田，玉米干秸秆施用量5 000 kg/hm2 + 75 kg/hm2高效秸秆腐熟生物菌剂，并增施尿素调节秸秆的C/N至25∶1；③FP1，周边田块农民习惯施肥和管理。所施用的肥料为氮磷钾含量15-15-15总养分45%的普通复合肥和尿素。小区面积300.0 m2，3次重复，完全随机区组排列。肥料施用方法，70%的氮肥和全部磷钾肥作基肥，一次性施用；剩下的30%氮肥作追肥，于第二年3月小麦拔节期追施。玉米秸秆先机械粉碎，再均匀撒施于小区后机械翻埋于15 cm土壤内。供试小麦品种为泛麦8号，2021年10月下旬播种，2022年6月初收获。其他栽培管理措施如病虫草害防治同当地一般大田小麦。

1.2.2 精制有机肥改良培肥土壤技术。

试验设在解集镇磊博农机专业合作社，在等量氮磷钾化肥N- P2O5- K2O 施用量180-90-90 kg/hm2的基础上进行，设置3个处理：①M0对照，不施有机肥，只施等量的NPK化肥；②M1（有机肥料），在氮磷钾基础上，施用精制商品有机肥1 500 kg/hm2。所用肥料为氮磷钾含量15-15-15总养分45%的复合肥和尿素，商品有机肥有机质含量40%、氮磷钾总含量5%；③FP2，周边小麦田农民习惯施肥和管理。小区面积300.0 m2，3次重复，完全随机区组排列。肥料施用方法，70%的氮肥和全部磷钾肥、有机肥作基肥，一次性施用；剩下的30%氮肥作追肥，于第二年3月小麦拔节期追施。供试小麦品种为烟农22，2021年10月下旬机械播种，2022年6月初收获。其他各种栽培管理措施，同当地农民大田小麦。

1.2.3 小麦氮肥优化运筹管理技术。与上述有机肥试验设在同一地块，在等量氮磷钾化肥基础上进行，N- P2O5- K2O 施用量180-90-90 kg/hm2。氮肥的基肥施用比例均为70%，小麦拔节期和孕穗期肥料的优化运筹百分比例，设置3个处理：①N30-0即30-0的比例；②N20-10即20-10的比例；③N10-20即10-20的比例。所施用的肥料为氮磷钾含量15-15-15总养分45%的复合肥和尿素。小区面积300.0 m2，3次重复，完全随机区组排列。肥料施用方法，70%的氮肥和全部磷钾肥作基肥；剩下的30%氮肥作追肥，于第二年3月上中旬和4月中下旬小麦拔节期、孕穗期按设计方案追施。供试小麦品种为当地主推的烟农22号，2021年10月下旬播种，2022年6月初收获。其他栽培管理措施如病虫草害综合防治，同当地农民一般大田小麦。