The Crop Journal | 中国农科院灌溉所揭示有机肥—微生物菌剂配施缓解咸水灌溉冬...

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（来源：小麦研究联盟）

近日，中国农业科学院农田灌溉研究所非充分灌溉原理与新技术团队在The Crop Journal在线发表了题为“Combined application of organic fertilizer and microbial inoculants improves wheat grain filling and crop water productivity under saline water irrigation”的研究论文。该研究通过连续两年冬小麦田间试验发现，有机肥—微生物菌剂配施可降低根区土壤盐度、延长籽粒灌浆持续时间，并提高籽粒产量和作物水分生产率；当灌溉水电导率不超过7.9 dS m⁻¹时，改善效果更为明显。

连续两年田间试验验证有机肥—微生物菌剂配施效果

研究团队于2023–2024年和2024–2025年冬小麦生长季，在中国农业科学院新乡综合试验基地开展田间试验。试验设置不同灌溉水矿化度水平，并分别设置常规化肥处理F0和常规化肥基础上配施有机肥—微生物菌剂处理F1。

研究人员通过监测冬小麦主要根区的土壤含水量和电导率，测定籽粒灌浆持续时间、平均灌浆速率、最大灌浆速率、穗部含水率、粒重占穗重比例、产量构成、籽粒产量及水分生产率，并结合相关分析、结构方程模型和随机森林方法，解析土壤水盐条件、灌浆特征和产量形成之间的关系。

有机肥—微生物菌剂配施缓解根区盐分限制并维持籽粒灌浆

随着灌溉水矿化度升高，冬小麦主要根区的土壤含水量和土壤电导率同步增加。较高的土壤含水量并未转化为更有利的作物供水条件，表明盐分积累可能限制根系对土壤水分的有效利用。与此同时，冬小麦最大灌浆速率、灌浆持续时间和最终粒重总体下降；穗部含水率与粒重占穗重比例的交点在较高矿化度条件下提前出现，并伴随灌浆持续时间和快速灌浆阶段缩短，表明较高矿化度灌溉水不利于冬小麦籽粒灌浆和粒重形成。

与常规化肥处理相比，有机肥—微生物菌剂配施降低了冬小麦主要根区的土壤电导率，并总体延长了籽粒灌浆持续时间。相关分析表明，灌浆持续时间、最大灌浆速率持续的时间、平均灌浆速率和快速灌浆持续时间均与粒重呈正相关，而最大灌浆速率与灌浆持续时间呈负相关。这说明，在咸水灌溉条件下，维持适宜的灌浆持续时间可能比单纯提高瞬时最大灌浆速率更有利于最终粒重形成（图1）。

图1 不同灌溉水矿化度下冬小麦籽粒重变化

有机肥—微生物菌剂配施提高冬小麦产量和水分生产率

随着灌溉水矿化度升高，冬小麦穗数和籽粒产量总体下降；当灌溉水电导率超过约7.9 dS m⁻¹后，千粒重、穗数和籽粒产量的下降幅度增加。

与常规化肥处理相比，有机肥-微生物菌剂配施总体提高了冬小麦千粒重、籽粒产量、作物水分生产率和灌溉水生产率，说明配施处理不仅有利于产量形成，也提高了单位作物耗水量和单位灌溉水量所获得的籽粒产出（图2和图3）。

图2 有机肥—微生物菌剂配施对籽粒产量的影响

图3 有机肥—微生物菌剂配施对作物水分生产率的影响

有机肥-微生物菌剂配施重塑冬小麦产量形成路径

结构方程模型显示，土壤水盐条件对冬小麦灌浆特征、粒重占穗重比例、产量构成因素和籽粒产量均产生负向影响。与常规化肥处理相比，有机肥-微生物菌剂配施增强了产量构成因素对最终籽粒产量的直接贡献，并减弱了土壤水盐条件对籽粒产量的直接负向影响（图4）。

随机森林分析进一步表明，在常规化肥处理下，千粒重、土壤含水量和土壤电导率是籽粒产量的主要预测变量；有机肥—微生物菌剂配施条件下，主要预测变量转变为千粒重、土壤电导率和穗数。这说明配施处理使冬小麦产量形成更多地与穗数和粒重等产量构成因素相关。

不同施肥方式下土壤水盐、籽粒灌浆和产量形成的作用路径

明确咸水灌溉下有机肥—微生物菌剂配施的适用条件

研究表明，有机肥—微生物菌剂配施能够部分缓解咸水灌溉导致的冬小麦生产力下降。当灌溉水电导率不超过7.9 dS m⁻¹的条件下，有机肥—微生物菌剂配施该措施对籽粒灌浆、产量和水分生产率的改善效果更为明显，可为干旱和半干旱地区咸水资源利用及冬小麦水肥协同管理提供参考。

作者和基金项目

中国农业科学院农田灌溉研究所博士研究生付媛媛为该文第一作者，司转运助理研究员和高阳研究员为共同通信作者。该研究得到农业科技创新计划（Y2024QC19）、国家现代农业产业技术体系建设专项 （CARS−03−20）、山东省自然科学基金（ZR2025QC614）和农业科技创新计划（ASTIP）)等项目资助。