新型有机无机复混肥对冬小麦水肥利用及

节水中心2011届硕士研究生周立峰，在导师冯浩研究员的指导下，经过三年努力完成新型有机无机复混肥对冬小麦水肥利用及农田固碳效应的影响研究。

研究方向：水土资源高效利用

摘 要

化肥、农药、种子、除草剂、农机等的应用消除了很多作物生长障碍因子，使农作物产量大幅度提高，但土壤地力、土壤结构的改善和提高进展缓慢。使用有机无机复混肥是改善土壤地力的重要途径，对有机无机复混肥施用量的确定以及其对农田碳排放的研究是有意义的。本研究将页岩、油渣、活性炭等固体废料与无机化肥配方制成新型有机无机复混肥（SAF），于2009～2010年，通过田间试验设置不同灌水与施肥水平，研究了其对冬小麦水肥利用及农田固碳效应的影响。取得主要研究结果如下：

1.SAF处理与常规施肥（NF）处理在维持田间土壤磷、钾养分方面无显著差异； SAF能显著提高农田土壤有机质含量。NF下农田土壤有机质和碱解氮含量均随着灌水明显降低，而SAF处理土壤有机质降低则不明显，甚至随着SAF使用量的增大土壤有机质水平还会升高。高施用量SAF处理下灌水增多更有利于土壤有机质和碱解氮水平的提高，对这个现象的解释有待于进一步研究。灌水对冬小麦氮肥偏生产力（NPEP）影响不大。在不超量施用SAF的条件下，SAF处理的氮肥偏生产力（NPEP）高于NF处理，SAF处理间的NPEP随着施肥量的增大逐渐减小。

2. 各处理亩穗数与穗粒数差异不大，可见不同灌水及施肥对小麦亩穗数与穗粒数的影响不大。但是不同施肥处理的穗粒重与千粒重差异较大，且表现相对一致：各灌水条件下SAF处理的穗粒重和千粒重较NF处理大，且SAF处理的穗粒重与千粒重随着施肥量的增大呈现先增大后减小的趋势，SAF1350处理的穗粒重和千粒重达到最大。不灌水、灌一水、灌两水下SAF1350处理的千粒重分别比NF处理高0.37g,0.26g与0.44g，高出23.13%，15.48%与27.67%。从以上结果可以看出，SAF主要是通过提高小麦穗粒重和千粒重来提高小麦产量。灌浆过程是影响小麦穗粒重和千粒重的重要因素，SAF处理与NF处理的小麦穗粒重和千粒重上的结果与其灌浆过程的表现是一致的：小麦灌浆期越长、灌浆速率越高，产量就越高。各SAF处理较常规施肥增产均在10%～30%之间，且随着灌水量的增大，SAF最佳施肥量也随之增大：三种灌水处理中，理论最大产量出现在灌一水处理中，为8894.11 kg.hm-2，此时对应的施肥水平为每公顷农田施SAF1350kg。在考虑产投比的前提下，不灌水、灌一水、灌两水下经济最佳SAF施肥量分别为656 kg.hm-2、920.13 kg.hm-2与872.38 kg.hm-2。SAF处理可明显提高小麦生产水分利用效率（WUE）与养分利用效率（PUE），其变化规律与产量变化基本一致。不灌水、灌一水、灌两水条件下，SAF处理较NF处理每方水增产粮食分别为0.616kg、0.56kg、0.46kg，WUE分别提高29.3%、29.32%与27.54%，PUE分别提高21.81%、18.79%、19.71%。

3.小麦拔节初期，SAF处理土壤剖面含水率从表面到深处呈现缓慢减小再持续增大的“V”型分布，而常规施肥处理则呈“W”型分布；在小麦灌浆期，SAF处理土壤垂直含水率的峰、谷值均推迟于NF处理。各灌水下SAF处理土壤耗水均小于常规施肥处理。灌水是造成各处理土壤耗水不同的最关键原因，灌水量越大，土壤耗水量就越大。各灌水下，不同施肥处理间土壤耗水差异较大，其中灌一水条件下不同施肥处理间土壤耗水差异最大，SAF1800比NF处理土壤耗水减少36.43mm，达10.02%；不灌水条件下不同施肥处理间土壤耗水差异也较大，SAF1800比NF处理土壤耗水减少27.47mm，达8.45%；灌两水条件下SAF处理与NF处理土壤耗水差异显著，SAF处理较NF处理土壤耗水减少19 mm ~ 31mm，平均减少5.95%，而不同施肥处理间土壤耗水差异不明显。

4.小麦分蘖期，SAF处理使小麦植株相对低矮，根相对粗短。这种趋势随着肥料施用量的增大愈发明显；在灌浆期，中SAF处理植株最为低矮，而穗重及地上干物质量最大；中SAF的小麦灌浆速率明显高于其余处理。

5.常规施肥处理农田CO2排放量小于SAF处理；在冬小麦农田土壤呼吸作用强烈的拔节及灌浆期，灌水均能显著提高农田土壤CO2排放通量。在考虑作物产量与农田固碳综合效应的前提下，若将产量作为主要判别因子，则SAF1350处理为最优处理；若偏重考虑农田固碳，则SAF1800处理最佳。