摘要
化肥的施用虽然在保障着国家粮食安全方面起着重要作用，但近些年来，由于化肥的大量施用对的农业可持续发展带来严峻挑战。我国有机肥资源丰富，而利用率低不仅造成有机肥资源的浪费，而且成为主要的农业环境污染来源。因此，充分利用有机肥替代部分化肥，是我国今后必然采取的措施。本试验以豫南砂姜黑土区麦玉轮作为研究对象，采用田间小区试验，冬小麦(以下简称小麦)季设置单施化肥(N100M0)，有机肥替代化肥氮20％(N80M40)、40％(N60M40)、60％(N40M60)、80％(N20M80)和100％(N0M100)6个处理，夏玉米(以下简称玉米)季各处理均正常施用等量的化肥，研究麦玉轮作前茬有机肥替不同比例的化肥氮对两季作物生长、植株抗倒性、养分吸收和土壤相关肥力指标的影响，以确定砂姜黑土麦玉轮作有机肥前茬替代化肥的最佳比例，为砂姜黑土麦玉轮作实现化肥减施增效提供实践依据。主要结果如下: (1)随着有机肥替代化肥氮比例的增加，小麦和玉米的产量、生物量均呈先增加后降低的趋势。各替代处理中，均以有机肥替代60％化肥氮处理(N40M60)的产量和生物量均最高。与N100M0相比，有机肥替代20％～100％化肥氮处理均可增加作物光合作用，其中以N40M60处理增加最为显著。与N100M0相比，N40M60处理小麦拔节期和扬花期，玉米拔节期和吐丝期功能叶叶片净光合效率、气孔导度、蒸腾作用显著增加。与N100M0相比，有机肥替代化肥处理均可提高小麦和玉米功能叶片SPAD值，其中小麦拔节期、扬花期以及玉米的拔节期、吐丝期N40M60处理功能叶SPAD值分别依次显著增加了30.67％、21.11％、29.21％和8.63％。 (2)随着有机肥替代化肥氮比例的增加，小麦和玉米各生育期氮素、磷素和钾素养分积累量均呈现出先增加后降低的趋势。在同一生育期内，与N100M0相比，均以N40M60处理增加效果最好。 (3)有机肥替代化肥对作物抗倒指标的影响因作物不同而异。在小麦季，与N100M0相比，有机肥替代20％-100％化肥氮处理小麦灌浆期株高增加了2.03％～8.94％，穗下节间长度降低2.33％～8.74％，重心高度增加了7.98％～16.87％，单株鲜重增加了5.86％～27.18％，小麦茎秆压碎强度和机械强度变化不显著，说明有机肥替代化肥氮虽然对抗倒相关的形态指标的影响方向不一致，总体上对小麦抗倒伏性能的影响较小。在玉米季，与N100M0相比，有机肥替代不同比例化肥吐丝期玉米株高、重心高度、穗位高度及穗位系数与前者相比均无显著差异。虽然3～5节的长度增加，但3～5节间直径、节间干重、单位茎长干物质重、压碎强度和抗倒指数也呈增加趋势，说明有机肥替代化肥总体有利于提高玉米抗倒性。 (4)随着小麦玉米生育期的推移，土壤可溶性碳呈现出先增加后降低的趋势，土壤可溶性随生育期氮变化规律不明显。在同一生育期内，与N100M0相比，有机肥替代化肥可以增加土壤可溶性碳氮的含量，均以N40M60处理可溶性碳氮数值最高。 (5)随着小麦玉米生育期的推移，小麦土壤蔗糖酶和脲酶活性均呈降低趋势，中性磷酸酶活性呈现出先增后降低的趋势，而玉米蔗糖酶、脲酶中性磷酸酶活性变化趋势不明显。随着有机肥替代化肥氮比例的增加，小麦脲酶呈降低趋势，小麦玉米土壤蔗糖酶和中性磷酸酶活性，以及玉米脲酶均呈现出先增高后降低的趋势，其中均以N40M60处理含量最高。 (6)随着有机肥替代化肥的增加，小麦和玉米成熟期土壤活性有机碳氮均呈先上升后降低的趋势，并以N40M60处理水平最高。与N100M0相比，小麦季N40M60处理土壤高、中、低活性有机碳分别增加了7.27％、24.46％和54.54％;而玉米季相应处理土壤高、中、低活性有机碳分别增加29.59％、2.24％和27.06％。 (7)与N100M0相比，有机肥替代20％～100％化肥氮小麦成熟期土壤容重降低了3.35％～8.04％，小麦和玉米成熟期含水量均呈显出增加的趋势，而土壤pH小麦季则有所降低，玉米季有机肥高比例替代化肥氮处理有所升高，但差异均未达显著水平。
NETL