馬瑞萍，尼瑪扎西*，高 雪，戴相林，邊巴卓瑪

（1.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，西藏拉薩850032；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所，西藏拉薩850032）

有機(jī)肥養(yǎng)分含量少但全面，養(yǎng)分釋放均勻長久，對改善土壤物理性狀、保肥保水、提高土壤生物活性、促進(jìn)作物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、凈化土壤環(huán)境有重要作用[1-4]。已有研究表明，施入有機(jī)肥可降低土壤容重和土壤緊實(shí)度，從而改良土壤結(jié)構(gòu)，為作物的生長提供有利的土壤環(huán)境，并提高氮的有效性，促進(jìn)作物根系生長，有利于農(nóng)作物增產(chǎn)和作物品質(zhì)的提高[5-7]。

我國是世界上化肥施用量最大的國家，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國化肥年施用量高達(dá)4 700萬t，但是利用率僅為30%左右，長期過量的化肥施用易致水體和土壤的污染[8]。近年來，全國各地紛紛開展了有機(jī)肥替代化肥減施增效、有機(jī)肥修復(fù)改良受污染土壤的研究[9-12]。林治安等通過長期不同施肥制度對作物產(chǎn)量影響的研究表明，在有機(jī)肥提供與常規(guī)施肥等氮量的條件下，施用有機(jī)肥與化肥的作物產(chǎn)量水平在大概15年后能夠趨于一致[13]；有機(jī)肥替代化肥還可以減少氧化亞氮等溫室氣體的排放[14]。

青稞是西藏自治區(qū)最主要的糧食作物，年播種面積約占糧食總播種面積的60%左右，其產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的55%左右。針對西藏河谷農(nóng)區(qū)青稞栽培中化肥用量大、肥料利用率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象，以及近20年農(nóng)業(yè)集約化發(fā)展導(dǎo)致的土壤有機(jī)質(zhì)降低、肥力變差的狀況，進(jìn)行西藏河谷地區(qū)青稞地化肥減施增效、有機(jī)肥替代部分化肥及改善土壤肥力研究，該項(xiàng)研究是節(jié)約資源、保護(hù)西藏生態(tài)環(huán)境和青稞安全的重要舉措。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年在西藏農(nóng)牧科學(xué)院4號(hào)試驗(yàn)地（91°02′31″E、29°38′34″N）實(shí)施，該試驗(yàn)地海拔3 662 m，屬高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候，年降水量為200～510 mm，降水集中在6—9月，多夜雨。全年日照時(shí)間3 000 h以上，太陽輻射強(qiáng)，空氣稀薄，年平均氣溫7.4℃，晝夜溫差較大，冬春寒冷干燥且多風(fēng)，年無霜期100～120 d。試驗(yàn)地地勢平坦，土壤類型為西藏河谷農(nóng)區(qū)典型的沙壤土，土層較薄，一般土壤層深度50 cm左右，2017年前用于青稞品種試驗(yàn)，基礎(chǔ)肥力見表1。

表1 播種前試驗(yàn)地基礎(chǔ)肥力

1.2 供試材料

供試品種藏青2000，播種密度14 kg/667 m2，氮肥為尿素，磷肥為磷酸二銨，鉀肥為氯化鉀。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)2個(gè)因素，每因素設(shè)4個(gè)水平。1）化肥水平：①NPK常規(guī)施肥量；②2/3 NPK常規(guī)施肥量；③1/3 NPK常規(guī)施肥量；④0 NPK（不施化肥）。常規(guī)施肥量為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民經(jīng)驗(yàn)施肥量：尿素20 kg/667 m2，磷酸二銨 15 kg/667 m2，氯化鉀 8 kg/667 m2。2）有機(jī)肥水平：①不施有機(jī)肥(0 M)；②236 kg/667 m2(M)；③472 kg/667 m2(2 M)；④708 kg/667 m2(3 M)。其中472 kg/667 m2(2 M)的有機(jī)肥施用量與全量NPK化肥施用量提供的有效養(yǎng)分含量相同，所用有機(jī)肥均為商品生物有機(jī)肥，總養(yǎng)分含量≥5%，有機(jī)質(zhì)含量≥45%。完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共16種處理，3次重復(fù)，48個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積20 m2。有機(jī)肥、磷酸二銨、氯化鉀全部基施，尿素運(yùn)籌：m(基施)∶m(3葉1心)∶m(拔節(jié))=1∶2∶1，即基施5 kg/667 m2，3葉1心期追施10 kg/667 m2，拔節(jié)期追施5 kg/667 m2（表2）。

表2 有機(jī)肥與化肥配施設(shè)計(jì)表

1.4 測定項(xiàng)目與方法

播種后記錄青稞生育期，每小區(qū)選定長勢均勻的1 m2樣方，統(tǒng)計(jì)基本苗。在拔節(jié)期測定其株高和生物量；在抽穗期用LI-6400XT光合儀測定旗葉光合速率；收獲期統(tǒng)計(jì)選定的1 m2樣方中的成穗數(shù)，并選其中15株測定其株高、穗長、穗粒數(shù)，收獲后測千粒質(zhì)量估算其理論產(chǎn)量；收獲1 m2樣方，測產(chǎn)。

理論經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg/hm2）=成穗數(shù)×穗粒數(shù)×千粒質(zhì)量/1 000×10 000；

實(shí)際經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg/hm2）=籽粒質(zhì)量(kg/m2)×10 000 m2/hm2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對青稞生長發(fā)育的影響

2.1.1 不同施肥處理對青稞出苗和株高的影響。由表3可知，在不施有機(jī)肥只施用化肥的4個(gè)處理中，出苗數(shù)以2/3 NPK化肥施用的最高（230株），全NPK的最低（156株），但相互間差異不顯著。不施用化肥且不同用量有機(jī)肥的各處理下青稞出苗數(shù)趨于一致，出苗較整齊，且保持在較高水平；隨著有機(jī)肥施用量的增加，各處理出苗數(shù)表現(xiàn)為少量的增加且趨于整齊。最大有機(jī)肥施用量3 M配合不同化肥施用的各個(gè)處理間出苗數(shù)基本一致。由此可見，不同的化肥施用量影響青稞出苗數(shù)，但差異并不顯著，有機(jī)肥較化肥而言可以保障青稞出苗率在較高水平且出苗整齊。

青稞株高在各個(gè)生育期整體上均為NPK+3 M處理最高，整體表現(xiàn)為隨著化肥和有機(jī)肥施用量的增加而增高。青稞拔節(jié)期，株高在1/3 NPK化肥施用量和2/3 NPK化肥施用量下差異不明顯，且隨有機(jī)肥施用量的增加株高并無顯著增加；到青稞收獲期，隨著有機(jī)肥用量的增加，1/3 NPK化肥施用量下青稞株高略小于2/3 NPK化肥施用量的，2種化肥施用量下，有機(jī)肥施用量達(dá)到3 M時(shí)，株高趨于一致。由此可見，化肥的施用會(huì)使青稞生育前期生長加快，化肥施用量減小到1/3 NPK施用量時(shí)，增施有機(jī)肥至3 M水平，青稞株高可保持相對較高水平。

表3 不同施肥處理下青稞的出苗數(shù)與株高

2.1.2 不同施肥處理對青稞生物量與光合速率的影響。由表4可知，青稞拔節(jié)期生物量隨著有機(jī)肥和化肥施用量的減少呈遞減的趨勢，但是整體上隨著化肥施用量的減少、有機(jī)肥的增加，青稞生物量下降不明顯，且當(dāng)有機(jī)肥施用量達(dá)到3 M水平時(shí)，青稞鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均未受到化肥施用量減少的影響，甚至二者均與在化肥全量施用處理下的生物量水平持平甚至超出。青稞生物量在不同處理組合間差異顯著，其中NPK+3 M處理表現(xiàn)最好。旗葉凈光合速率隨著有機(jī)肥施用量的增加和化肥用量的減少呈大體增加的趨勢，但有機(jī)肥增加至2 M以上，化肥用量減小至1/3 NPK后，凈光合速率不再增加。旗葉光合速率在不同處理組合間具有顯著性差異（P＜0.05）。

2.2 不同施肥處理對產(chǎn)量因子和產(chǎn)量的影響

由表5可見，在全量NPK和2/3 NPK化肥施用量下青稞成穗數(shù)較相近，且高于1/3 NPK和不施化肥處理，隨著有機(jī)肥施用量的增加，成穗數(shù)呈緩慢增加的趨勢，增加量不明顯。通過對比NPK+0 M和2/3 NPK+M處理不難發(fā)現(xiàn)，后者的成穗數(shù)略高于前者，且2/3 NPK化肥施用量和全量NPK下，各有機(jī)肥水平處理青稞成穗數(shù)均較接近。由此可見，青稞成穗數(shù)與化肥施用量關(guān)系較大，在一定程度上增大化肥施用量，可以明顯增加青稞單位面積成穗數(shù)，利于增產(chǎn)，但當(dāng)化肥施用量達(dá)到2/3 NPK用量以上時(shí)，成穗數(shù)趨于穩(wěn)定，不再增加。

青稞穗長和穗粒數(shù)在各處理間的規(guī)律表現(xiàn)比較統(tǒng)一，穗長和穗粒數(shù)隨著化肥和有機(jī)肥施用量的增加而增加。當(dāng)有機(jī)肥施用量達(dá)到2 M、3 M水平時(shí)，1/3 NPK化肥施用水平和2/3 NPK化肥施用水平下青稞穗長和穗粒數(shù)較接近。2/3 NPK+3 M處理下青稞成穗數(shù)與NPK+0 M、NPK+M、NPK+2 M處理均較為接近。由此可見，降低1/3的化肥施用量，需保證有機(jī)肥施用量達(dá)到3 M水平，青稞穗長和穗粒數(shù)不受影響。

青稞千粒質(zhì)量隨著有機(jī)肥和化肥施用量的增加緩慢增加，隨著有機(jī)肥施用量的增加，全量NPK處理下青稞千粒質(zhì)量繼續(xù)增加。青稞千粒質(zhì)量受施肥量的影響較大，增大肥料施用量千粒質(zhì)量增大。

青稞理論產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加，在化肥減量施用的情況下，增加有機(jī)肥施用量可以保證青稞產(chǎn)量穩(wěn)定，而要保證高產(chǎn)，則在化肥減量時(shí)必須加倍增加有機(jī)肥的用量。實(shí)際產(chǎn)量在不同的化肥用量處理下差異較明顯，產(chǎn)量隨著化肥施用量的提高而逐漸增加；實(shí)際產(chǎn)量在施用有機(jī)肥后呈增加的趨勢，但產(chǎn)量增加趨勢不顯著。

總之，青稞成穗數(shù)在各處理組合間無顯著性差異，穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量在各處理間均具有顯著性差異（P＜0.05），其中以NPK+3 M表現(xiàn)最好，其次為NPK組合各水平有機(jī)肥的處理，隨著化肥施用量的減少，各產(chǎn)量因子和產(chǎn)量均不同程度下降。

表4 不同施肥處理青稞拔節(jié)期生物量和抽穗期旗葉凈光合速率

表5 不同施肥處理下青稞產(chǎn)量因子和產(chǎn)量

2.3 有機(jī)肥替代化肥處理下產(chǎn)量因子對青稞產(chǎn)量的構(gòu)成分析

對16個(gè)處理下的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子做相關(guān)性分析，結(jié)果表明（表6），青稞穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量兩兩間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，三者與實(shí)際產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，因此這3個(gè)因素對青稞實(shí)際產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大。

以收獲期青稞的成穗數(shù)(X1）、穗粒數(shù)（X2）、千粒質(zhì)量（X3、)、穗長（X4）作為自變量，產(chǎn)量作為因變量(Y)，進(jìn)行逐步回歸分析（表7），結(jié)果表明：在本試驗(yàn)中青稞實(shí)際產(chǎn)量與千粒質(zhì)量關(guān)系最為密切，其次為穗粒數(shù)，成穗數(shù)變量X1未能進(jìn)入方程，故本研究中產(chǎn)量與青稞成穗數(shù)關(guān)系不大。

表6 不同施肥處理下青稞產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量間的相互關(guān)系

表7 不同施肥處理下青稞產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量間的回歸分析方程

3 討論

商品有機(jī)肥部分替代化肥施用后，短期內(nèi)青稞產(chǎn)量略有下降，因?yàn)榛史市Э欤妆蛔魑镂?，有機(jī)肥中的養(yǎng)分釋放緩慢，不能及時(shí)供給作物對養(yǎng)分的需求[15-16]。至少在短期內(nèi)來看，要保證青稞不減產(chǎn)，則在化肥減量時(shí)必須加倍增加有機(jī)肥的用量。在有機(jī)肥部分替代化肥后有機(jī)無機(jī)養(yǎng)分可以平衡協(xié)調(diào)供應(yīng)，使青稞產(chǎn)量達(dá)到穩(wěn)定高產(chǎn)，這與Yu等的研究結(jié)果[17-20]相一致。

由本試驗(yàn)結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，青稞成穗數(shù)隨著化肥施用量的減少急劇減少，與有機(jī)肥的施用量關(guān)系不大，換言之，有機(jī)肥部分替代化肥會(huì)造成青稞成穗數(shù)的降低。這可能是由于青稞分蘗期化肥供應(yīng)量減少，有機(jī)肥的養(yǎng)分未能及時(shí)釋放作為補(bǔ)充而導(dǎo)致青稞分蘗數(shù)減少從而成穗數(shù)減少，該結(jié)果與前人研究[21-24]基本相符。

有機(jī)肥雖然能夠穩(wěn)定作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)并培肥地力，但過量施用或施用方法不當(dāng)也會(huì)造成環(huán)境污染。并且，商品有機(jī)肥進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，價(jià)格偏高，產(chǎn)品價(jià)格高于農(nóng)民的承受能力。就本研究來看，在化肥減量的基礎(chǔ)上，必須保證有機(jī)肥加倍施用方可保證青稞不減產(chǎn)。綜上所述，商品有機(jī)肥在青稞生產(chǎn)中具有潛力，但大量推廣具有一定難度。

4 結(jié)論

（1）短期來看，化肥在青稞產(chǎn)量中貢獻(xiàn)大于有機(jī)肥，商品有機(jī)肥部分替代化肥施用后，青稞產(chǎn)量略有下降，要保證青稞不減產(chǎn)，則在化肥減量時(shí)必須加倍增加有機(jī)肥的用量。

（2）商品有機(jī)肥部分替代化肥，可保障青稞出苗率在較高水平且出苗整齊，有利于增加青稞生長發(fā)育期的干物質(zhì)量，但有降低青稞產(chǎn)量構(gòu)成因子成穗數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，不利于增產(chǎn)，需保證化肥施用量達(dá)到2/3 NPK以上。