王 燕，武 艷，喬策策，劉健健，關文義

（1.安徽國禎環(huán)衛(wèi)科技有限公司，合肥 230000；2.安徽科技學院，安徽 鳳陽 233100）

皖北地區(qū)是我國小麥的重要產區(qū)，保證其生產安全對于我國糧食安全具有的重要意義。在小麥生產過程中，農戶為了追求產量，往往會施用大量化肥，但也帶來一系列的環(huán)境問題。在碳達峰碳中和的背景下，我國化肥使用需要實現(xiàn)零增長，農業(yè)生產對肥料的合理施用提出更高的要求。有機肥與化肥配施是實現(xiàn)化肥減量增效的重要途徑，也是提高土壤肥力，保證糧食產量的重要措施。

廚余廢棄物是人類生產生活中產生的一系列易腐爛的、含有有機質的垃圾，處理不當會嚴重影響人居環(huán)境，甚至危及人體健康。目前，廚余廢棄物資源化利用的主要方式是好氧堆肥，其產物富含有機質和多種養(yǎng)分，幾乎不含重金屬和有毒有害物質，是一種較為理想的有機肥原料。錢佳宇等[1]研究指出，在白菜、菘菜栽培基質中添加一定比例的廚余堆肥產物，能夠顯著提高白菜和菘菜產量。張春英等[2]研究表明，適量添加廚余廢棄物可顯著提高堆肥基質的養(yǎng)分含量。目前，在大田作物生產中，有關有機肥替代無機肥的研究較多，但是以廚余廢棄物為主要原料的有機肥替代無機肥的研究鮮有報道。本研究以兩年廚余廢棄物替代化肥定位試驗為平臺，探討廚余有機肥施用對皖北小麥產量和土壤肥力的影響，旨在為廚余堆肥產物在大田作物中的應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

試驗地位于安徽省滁州市鳳陽縣府城鎮(zhèn)山后村，處于安徽省東北部，地處淮河中游南岸，氣候呈北亞熱帶向南溫帶漸變的特征，年均氣溫為15.6 ℃，年均降水量為850 mm，全年無霜期為212 d。試驗地土壤類型為黃棕壤，pH 為6.3，有機質含量為17.0 g/kg，全氮含量為0.75 g/kg，堿解氮含量為112 mg/kg，有效磷含量為90.4 mg/kg，速效鉀含量為114.5 mg/kg。

1.1 供試材料

供試材料主要有3 種。一是阜陽市義豐肥業(yè)有限公司生產的商品有機肥，氮磷鉀含量不小于5%，有機質含量不小于45%；二是廚余有機肥，它是課題組前期堆肥產物，氮磷鉀含量大于5.5%，有機質含量大于43%；三是復合肥，N、P2O5、K2O 的含量均為15%。小麥品種為煙農19。試驗時間為2021年11月至2023年6月。

1.2 試驗設計

試驗共設4 個處理。一是對照組CK，不施肥，作為空白對照；二是COF20，采用20%廚余有機肥替代化肥（每667 m2施用有機肥200 kg+復合肥40 kg）；三是SOF20，采用20%商品有機肥替代化肥（每667 m2施用有機肥200 kg+復合肥40 kg）；四是UF，常規(guī)施用化肥，每667 m2施用復合肥50 kg。采用隨機區(qū)組設計小區(qū)，小區(qū)面積為91 m2（7 m×13 m），每個處理重復3 次。

1.3 測定項目及方法

選用梅花法確定土壤樣品采集位置，每個樣點用土鉆采集距地表20 cm 的耕層土壤，每個小區(qū)的5 個樣點混合成1 個樣品。按照相應方法[3]測定土壤pH、有機質、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀。土壤容重采用環(huán)刀法測定，土壤團聚體穩(wěn)定性采用干篩法進行測定。小麥采樣在收獲期進行，每個小區(qū)隨機選取4 m2收獲測產，同時隨機選取1 m 雙行小麥進行穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的調查測定，每個小區(qū)重復3 次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用WPS Office 軟件進行計算，利用SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果分析

2.1 廚余有機肥施用對小麥產量的影響

如表1所示，與不施肥對照處理相比（CK），純施化肥（UF）和有機肥替代（SOF20，COF20）均能顯著提高小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產量。其中，UF 處理的小麥產量最高，并且顯著高于COF20和SOF20 處理。兩年產量數(shù)據(jù)表明，與CK 相比，COF20 和SOF20 處理的小麥產量分別提高44.54%、42.23%。此外，SOF20 處理的小麥千粒重在2022年的試驗中顯著高于COF20 處理，其他指標則與COF20處理無顯著差異。

表1 廚余有機肥替代對小麥產量及其構成要素的影響

2.2 廚余有機肥施用對土壤結構的影響

良好的土壤結構可以促進植物生長，提高土壤微生物活性。由表2 可知，COF20、SOF20 處理的土壤容重均顯著低于UF 和CK，但不同種類有機肥處理的土壤容重沒有顯著差異。此外，還測定不同施肥處理對非水穩(wěn)性土壤團聚體的影響。結果表明，各處理中2～5 mm 非水穩(wěn)性團聚體占比最大，其中COF20、SOF20 處理的1～2 mm、0.5～1.0 mm 非水穩(wěn)性團聚體占比顯著高于UF 和CK，其他粒徑的非水穩(wěn)性團聚體則沒有顯著差異。

表2 廚余有機肥替代對土壤容重和非水穩(wěn)性團聚體分布的影響

2.3 廚余有機肥施用對土壤化學性質的影響

為了進一步評估廚余有機肥替代化肥對土壤肥力的影響，本研究測定不同處理耕層土壤pH、有機質、全氮、速效磷和速效鉀的含量。如表3所示，UF、COF20、SOF20 處理土壤的有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量均顯著高于CK 處理。與UF 和CK 相比，施用有機肥能夠顯著提高土壤pH，緩解土壤酸化問題。COF20 處理對土壤有機質水平的提升效果最好，其次是SOF20 處理，并且不同有機肥種類替代化肥處理的土壤有機質含量均顯著高于UF 處理。與此同時，COF20 處理的土壤全氮和堿解氮含量也顯著高于其他3 個處理，而COF20 和SOF20 處理的速效磷和速效鉀則沒有顯著差異。

表3 廚余有機肥替代對土壤化學性質的影響

3 討論

當前，隨著經濟社會的快速發(fā)展，居民的飲食結構發(fā)生較大改變，廚余廢棄物在生活垃圾中所占比重逐年上升。廚余垃圾富含有機物質，具有高油高鹽特性，因此將廚余廢棄物轉化為有機肥不僅可以提高資源利用率，也能避免廚余廢棄物處理不當造成環(huán)境污染。李強等[4]研究表明，廚余垃圾堆肥施用比例為30%～60%時，普通白菜的品質顯著優(yōu)于施用商品有機肥，其中施用比例為45%時品質最佳。盛利[5]研究表明，施用廚余垃圾有機肥部分替代化肥能夠促進小麥生長，提高產量，降低資源浪費。在本研究中，與CK 相比，COF20 處理的小麥產量顯著提高，并且與商品有機肥沒有顯著差異，表明以廚余廢棄物為原料生產的有機肥能夠達到商品有機肥的肥效。與UF相比，兩種有機肥替代化肥處理的小麥產量有所降低，經分析，有機肥替代化肥的肥效發(fā)揮較純化肥慢，但也可能與UF 處理養(yǎng)分投入過高有關。

大量研究表明，有機肥部分替代化肥對于改善土壤理化性質和培肥土壤具有重要作用。有機肥富含有機物質，施入土壤能夠為土壤微生物提供碳源，促進微生物繁殖，同時礦化分解產生多種小分子化合物，能夠進一步刺激作物生長，并充當膠結物質，膠黏土壤顆粒，形成團聚體，改善土壤物理性質，降低土壤容重，提高土壤通氣和保水保肥能力。研究發(fā)現(xiàn)，COF20 處理的1～2 mm、0.5～1.0 mm 非水穩(wěn)性團聚體占比顯著高于UF，分別高出2.06%和1.80%。劉明月等[6]的研究表明，施用有機物料能夠顯著增加土壤中大團聚體（粒徑大于0.250 mm）的含量。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，施用有機肥能夠降低土壤容重，緩解土壤板結問題。因此，廚余廢棄物的有機肥料化處理對于改善土壤物理性質具有重要作用。

土壤有效養(yǎng)分含量的高低是作物產量的決定性因素，有機肥配施化肥可以顯著增加土壤有機質含量，改善土壤結構，提高土壤養(yǎng)分的有效性。馬寧寧等[7]的研究表明，増施有機肥能夠顯著提高土壤肥力，增加土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量。李娟等[8]通過長期定位試驗發(fā)現(xiàn)，有機肥配施化肥能夠提高土壤微生物活性和養(yǎng)分含量。研究表明，相較于純施化肥，施用廚余有機肥能夠顯著提高土壤有機質、全氮和堿解氮含量，主要原因是廚余有機肥富含有機質，施入土壤能夠提高土壤有機質含量，同時提高土壤中氮素的儲備和有效氮的含量。此外，廚余有機肥富含多種有機物質，施入土壤能夠活化土壤微生物，在促進有機物質礦化過程中加快速效磷、速效鉀等土壤有效養(yǎng)分的釋放，增加土壤有效態(tài)磷鉀的含量。

4 結論

施用廚余有機肥能夠降低土壤容重，提高土壤團聚體穩(wěn)定性，改善土壤水熱狀況。與純施化肥相比，施用廚余有機肥能夠顯著提高土壤有機質和速效養(yǎng)分含量，并且提高土壤pH，緩解土壤酸化問題。因此，廚余有機肥替代化肥能夠培肥土壤，有助于皖北地區(qū)小麥穩(wěn)產。