配方肥對小麥產(chǎn)量?肥料利用率和抗倒伏性的影響

袁嫚嫚 韋翠珍 鄔剛 王家寶 井玉丹 孫義祥

摘要 為探明配方肥對小麥產(chǎn)量、肥料利用率和抗倒伏性的影響，在安徽省小麥主產(chǎn)區(qū)設(shè)置了農(nóng)民習(xí)慣處理、配方肥處理、配方肥分別配施鋅肥和硫肥處理及其同時配施鋅肥和硫肥的處理的田間試驗。結(jié)果表明，與農(nóng)民習(xí)慣相比，5個配方肥處理增加了小麥產(chǎn)量;配方肥配施鋅和硫肥提高了小麥氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力，平均增幅達9.6%、92.6%、54.1%;配方肥配施鋅和硫肥降低了小麥的株高，提高了小麥的抗倒伏指數(shù)。

關(guān)鍵詞 小麥;配方肥;產(chǎn)量;肥料利用率;抗倒伏指數(shù)

中圖分類號 S 143.7? 文獻標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）18-0161-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.039

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Formula Fertilizer on Yield，F(xiàn)ertilizer Use Efficiency and Lodging Resistance in Wheat

YUAN? Man-man1，WEI? Cui-zhen2，WU Gang1 et al

（1.Anhui Provincial Laboratory of Nutrient Cycling and Resource and Environment，Institute of Soil and Fertilizer，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui? 230031;2.China Water Huaihe Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Hefei，Anhui? 230061）

Abstract In order to investigate the effects of formula fertilizer on yield，fertilizer use efficiency and lodging resistance in wheat，a field experiment was carried out in the main growing areas of winter wheat in Anhui Province.The treatments of experiments included farmers practice pattern，different of formula fertilizers application，and combined applying formula，zinc and sulfur fertilizers.The results showed that compared with the farmers practice pattern，applying formula fertilizers significantly increased wheat yield，and combined applying zinc and sulfur fertilizers had the highest yield.Similarly，compared with the farmers practice pattern，applying zinc and sulfur fertilizers with formula fertilizer increased the partial productivity of nitrogen，phosphorus and potassium fertilizer in wheat on average by 9.6%，92.6% and 54.1%，respectively.Applying zinc and sulfur fertilizers with formula fertilizer also decreased the plant height and increased the lodging index of wheat compared with the farmers practice pattern.

Key words Wheat;Formula fertilizer;Yield;Fertilizer use efficiency;Lodging resistance index

基金項目 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團隊（2020YL065）。

作者簡介 袁嫚嫚（1983—），女，安徽宿州人，助理研究員，博士，從事生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)資源研究。*通信作者，研究員，博士，從事農(nóng)業(yè)資源高效利用研究。

收稿日期 2020-12-31

小麥?zhǔn)鞘澜缰饕Z食作物，對保障我國糧食安全起著舉足輕重的作用。安徽省是我國小麥主產(chǎn)區(qū)之一，常年小麥種植面積253 萬hm2。小麥倒伏常發(fā)生在灌漿中后期，是高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要限制因素[1-2]。小麥植株抗倒伏能力與株高和莖稈機械強度關(guān)系密切，適當(dāng)降低株高是提高抗性的有效措施之一[3-4]。合理的施肥措施有利于保障小麥產(chǎn)量，同時提高小麥抗倒伏能力和肥料利用率，如前氮后移、適量降低氮肥用量等[2，5]。

在測土配方施肥行動在全國實施初期，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院在全國的測土配方施肥試驗示范結(jié)果表明，小麥平均增產(chǎn)12.6%[6]。到2010年，小麥化肥偏生產(chǎn)力從10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg[7]。配方肥作為測土配方技術(shù)物化的產(chǎn)品，對測土配方施肥的成果作出了巨大貢獻。根據(jù)測土配方施肥技術(shù)的發(fā)展，配方肥也在不斷發(fā)展。從側(cè)重氮、磷、鉀大量養(yǎng)分的協(xié)調(diào)供應(yīng)，到考慮鋅和硫等中微量元素，從通用型大配方，到考慮作物專用配方，從營養(yǎng)施肥，到考慮作物的健康的抗逆性，從傳統(tǒng)施肥方式，到配合機械的精簡化施肥方式。配方肥更加全面適應(yīng)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，筆者通過控釋尿素優(yōu)化配方肥的氮素釋放、通過添加鋅和硫調(diào)節(jié)配方肥營養(yǎng)供應(yīng)，研究不同配方肥對小麥產(chǎn)量、肥料利用率和抗倒伏性的影響，以期為小麥的健康高效生產(chǎn)提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

試驗于2018年10月至2019年6月在安徽省宿州市埇橋區(qū)西二鋪村開展，土壤類型為砂姜黑土，土壤理化性質(zhì)：pH 6.95，有機質(zhì)19.7 g/kg，堿解氮、有效磷、有效鉀、有效鋅和有效硫含量分別為116、19.2、78、0.34和5.88 mg/kg。土壤有效鋅含量<0.50 mg/kg，土壤有效硫含量<10.0 mg/kg，分別屬于很低和極缺水平[8-9]。試驗地為冬小麥-夏玉米輪作方式。2018年10月20日播種，播種量為225 kg/hm2，品種為華成麥1688，播種行距統(tǒng)一為20 cm，2019年6月4日收獲。

1.2 試驗設(shè)計 選擇3種配方肥，N-P 2O 5-K 2O分別15-15-15、25-18-7和27-8-10。設(shè)置6個處理（表1），3次重復(fù)，小區(qū)面積為80 m2。根據(jù)試驗地施肥習(xí)慣，農(nóng)民習(xí)慣主要施N-P 2O 5-K 2O為15-15-15的復(fù)合肥和追施返青肥尿素，追肥時間為2019年2月15日，人工撒施。N-P 2O 5-K 2O配方25-18-7為試驗地區(qū)市售小麥專用緩釋型復(fù)合肥。N-P 2O 5-K 2O配方27-8-10是根據(jù)安徽淮北地區(qū)土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)庫，以及相應(yīng)的小麥產(chǎn)量水平和每生產(chǎn)100 kg 籽粒氮、磷、鉀養(yǎng)分需求量計算得到（數(shù)據(jù)未列），與該地區(qū)市售小麥專用復(fù)合肥相比，適當(dāng)提高了氮肥的比例，該配方是將氮、磷、鉀肥摻混制得，氮肥為普通尿素（N=46%）和釋放期分別為60 和90 d的控釋包膜尿素，3種尿素的質(zhì)量比為1：1：1，磷肥為磷酸一銨（N=11%，P 2O 5=44%），鉀肥為氯化鉀（K 2O=60%）。試驗設(shè)置一次性施肥方式為大型拖拉機旋耕20 cm晾曬1 d后，將肥料均勻撒于土壤表面，旋耕1次，最后播種機將麥種播于土層3～5 cm處。田間管理按照當(dāng)?shù)卦耘嗉夹g(shù)統(tǒng)一進行。

1.3 樣品采集與測定方法

莖稈抗倒伏指數(shù)可作為衡量和評價小麥莖稈抗倒伏能力的一個綜合指標(biāo)，抗倒伏指數(shù)越高，作物莖稈抗倒伏能力越強[10]。在小麥蠟熟期，選擇長勢一致的植株15株，測量株高、穗長，測量基部數(shù)的倒1莖節(jié)長和倒2莖節(jié)長，統(tǒng)計莖節(jié)數(shù)后，按照李金才等[11]的方法測定莖稈抗折力和抗倒伏指數(shù)。選擇倒2莖節(jié)，剝除葉鞘，用YYD-1植物莖稈強度測定儀（浙江托普儀器有限公司）測定莖稈抗折力（N）。

抗倒伏指數(shù)=莖稈抗折力/植株中心高度。莖稈重心高度為莖稈基部至莖（包括穗、葉和鞘）平衡支點的距離（cm）。

小麥完熟期，每個小區(qū)拔取1 m2樣品，再剪去根系，作為考種和計算收獲指數(shù)的樣品。收獲指數(shù)=籽粒重/地上部總重。采樣后的小麥樣品，全部收獲測產(chǎn)，風(fēng)干后折算實產(chǎn)。

氮（磷、鉀）肥料偏生產(chǎn)力=籽粒產(chǎn)量/氮（磷、鉀）肥料用量（kg/kg）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel 2010和SPSS 20.0 進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，應(yīng)用Origin Pro 8.0進行作圖。處理間比較采用One-way ANOVA分析，差異顯著性分析用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成 由表2可知，與農(nóng)民習(xí)慣處理（T15-15-15-N）相比，配方肥處理對小麥的增產(chǎn)效果不同。T25-18-7、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S比T15-15-15-N產(chǎn)量僅增加了1.4%～2.6%，T27-8-10-Zn-S比T15-15-15-N產(chǎn)量增加了5.3%，達顯著水平（P<0.05）。不同施肥處理間的收獲指數(shù)差異不大。

分析不同施肥處理的產(chǎn)量構(gòu)成表明，配方處理比T15-15-15-N增加了千粒重和穗粒數(shù)，增幅分別為1.2%～3.8%和8.7%～18.9%，但有效穗數(shù)顯著減少了5.4%～9.6%。

2.2 肥料偏生產(chǎn)力

由圖1可知，不同配方肥處理對小麥的氮、磷、鉀肥料偏生產(chǎn)力影響不同，與肥料用量密切相關(guān)（表3）。T15-15-15-N的氮肥偏生產(chǎn)力最低，為38.2 kg/kg，T25-18-7的氮肥偏生產(chǎn)力最高，為45.2 kg/kg。與T15-15-15-N相比，氮肥偏生產(chǎn)力T25-18-7增加了18.2%，T27-8-10-Zn-S、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S則分別增加了12.3%、8.3%、8.4%和9.3%。

T25-18-7由于磷肥施用量最高，比T15-15-15-N增加了22.5 kg/hm2，比N-P 2O 5-K 2O配方為27-8-10的4個處理增加了75 kg/hm2，因此，T25-18-7的磷肥偏生產(chǎn)力最低，為62.8 kg/kg，T15-15-15-N次之，為73.4 kg/kg。與T15-15-15-N相比，T25-18-7磷肥偏生產(chǎn)力減少了14.5%，T27-8-10-Zn-S、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S則分別增加了97.5%、90.1%、90.6%和92.1%，T27-8-10-Zn-S的增幅最高。

不同處理的鉀肥偏生產(chǎn)力與氮肥偏生產(chǎn)力結(jié)果相似，T15-15-15-N的鉀肥偏生產(chǎn)力最低，為73.4 kg/kg，T25-18-7的鉀肥偏生產(chǎn)力最高，為161.4 kg/kg。與T15-15-15-N相比，鉀肥偏生產(chǎn)力T25-18-7增加了119.8%，T27-8-10-Zn-S、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S則分別增加了58.0%、52.1%、52.5%和53.7%。

2.3 抗倒伏性狀 從表4可以看出，不同施肥處理小麥的穗長和莖節(jié)數(shù)差異不顯著（P>0.05）。T15-15-15-N株高最高，比N-P 2O 5-K 2O配方為27-8-10的4個處理顯著增加了5.3%～7.0%。配方為25-18-7和27-8-10的處理不同程度減少了小麥倒1節(jié)和倒2節(jié)長，其中T27-8-10-S和T27-8-10-Zn-S比T15-15-15-N倒2節(jié)長顯著下降了14.0%和12.1%。T25-18-7與T15-15-15-N的株高、倒1節(jié)和倒2節(jié)長差異不明顯，抗折力和抗倒伏指數(shù)也無顯著差異。T27-8-10-Zn-S抗折力比T15-15-15-N顯著增加了17.5%。T27-8-10、T27-8-10-Zn、T27-8-10-S和T27-8-10-Zn-S抗倒伏指數(shù)分別比T15-15-15-N增加了55.2%、44.3%、27.8%和31.1%，而這4個處理抗倒伏指數(shù)差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

研究表明，化肥在糧食增產(chǎn)中的貢獻率高達40%～50%[12]。筆者所在課題組長期從事測土配方工作，長期的研究和推廣工作發(fā)現(xiàn)，配方肥是保障我國糧食安全的重要抓手[13-14]。

在2017—2018年麥季，筆者所在課題組已在安徽省宿州市埇橋區(qū)西二鋪村試驗地進行過一年試驗，由于受初冬長期陰雨、灌漿期干旱等氣候因素影響，該麥季小麥產(chǎn)量較低，為4 973.3～7 070.8 kg/hm2，但T27-8-10-Zn-S比T15-15-15-N的產(chǎn)量增加了40.2%[14]。在2017—2018年麥季試驗的基礎(chǔ)上，2018—2019年麥季將N-P 2O 5-K 2O配方為25-18-7和27-8-10的復(fù)合選擇或調(diào)整為緩/控釋類型，使之與小麥養(yǎng)分需求匹配，實現(xiàn)一次性施肥。這個麥季的氣候條件適合小麥生長發(fā)育，因此，與T15-15-15-N相比，其他配方肥處理盡管增加了小麥產(chǎn)量，但增幅有限。而與上一年結(jié)果相似，N-P 2O 5-K 2O配方為27-8-10增加了Zn和S，對小麥增產(chǎn)效果最好。這進一步表明，在Zn和S等中微量養(yǎng)分匱乏的土壤，補充這些元素有利于小麥增產(chǎn)，這與王少霞等[15]和朱云集等[16]研究結(jié)果一致。

肥料利用率與小麥產(chǎn)量和肥料用量密切相關(guān)。該試驗中，由于與T15-15-15-N相比，N-P 2O 5-K 2O配方為25-18-7、27-8-10的相關(guān)配方肥處理小麥增產(chǎn)幅度有限，肥料利用

率的變化與肥料用量關(guān)系更加密切。T25-18-7由于氮、鉀肥用量最少，其氮、鉀肥偏生產(chǎn)力最高，同樣，其磷肥用量最高，磷肥偏生產(chǎn)力最低。T27-8-10-Zn-S同時增加了Zn和S，比T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S表現(xiàn)出增加氮、磷、鉀肥料偏生產(chǎn)力的趨勢，與上一年的結(jié)果一致[14]，進一步說明合理配方肥下配Zn和S有利于生態(tài)環(huán)境友好發(fā)展。

與T15-15-15-N相比，N-P 2O 5-K 2O配方為27-8-10增施Zn和S有利于提高小麥抗倒伏性，主要表現(xiàn)為減少倒2節(jié)長，提高抗倒伏力和抗倒伏指數(shù)。小麥的抗倒伏性與氮、鉀大量元素密切相關(guān)[5，15]。N-P 2O 5-K 2O配方為27-8-10減少了氮肥用量，又通過不同釋放期的控釋尿素與普通尿素配比調(diào)控氮素的釋放，使之與小麥生長發(fā)育匹配，調(diào)控小麥有效穗數(shù)，降低小麥的株高，構(gòu)建更加健康合理的小麥群體。同時，在Zn和S缺乏的土壤，補充這些營養(yǎng)元素，能夠在提高小麥Zn和S吸收和積累的同時，促進氮、鉀在韌皮部的轉(zhuǎn)移速率，提高小麥氮素的同化吸收[17]，增加小麥抗干熱風(fēng)的能力[15]。

參考文獻

[1]

羅茂春，田翠婷，李曉娟，等.水稻莖稈形態(tài)結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)成分與抗倒伏關(guān)系綜述[J].西北植物學(xué)報，2007，27（11）： 2346-2353.

[2] 楊世民，謝力，鄭順林，等.氮肥水平和栽插密度對雜交稻莖稈理化性特性與抗倒伏性的影響[J].作物學(xué)報，2009，35（1）：93-103.

[3] WIERSMA D W，OPLINGER E S，GUY S O.Environment and cultivar effects on winter wheat response to ethephon plant growth regulator[J].Agronomy journal，1986，78（5）：761-764.

[4] 張志強，付晶，王奉芝，等.小麥抗倒性研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（5）：2020-2022.

[5] 盧昆麗，尹燕枰，王振林，等.施氮期對小麥莖稈木質(zhì)素合成的影響及其抗倒伏生理機制[J].作物學(xué)報，2014，40（9）：1686-1694.

[6] 白由路，楊俐蘋.我國農(nóng)業(yè)中的測土配方施肥[J].土壤肥料，2006（2）：3-7.

[7] 白由路.高效施肥技術(shù)研究的現(xiàn)狀與展望[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，51（11）： 2116-2125.

[8] 張自立.安徽省土壤有效性微量元素分布研究——Ⅴ.有效鋅的含量與分布[J].安徽農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1990，17（4）： 269-274.

[9] 錢曉華，楊平，周學(xué)軍，等.安徽省土壤有效硫現(xiàn)狀及時空分布[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2018，24（5）：1357-1364.

[10] 魏鳳珍，李金才，王成雨，等.氮肥運籌模式對小麥莖稈抗倒性能的影響[J].作物學(xué)報，2008，34（6）：1080-1085.

[11] 李金才，尹鈞，魏鳳珍.播種密度對冬小麥莖稈形態(tài)特征和抗倒伏指數(shù)的影響[J].作物學(xué)報，2005，31（5）： 662-666.

[12] 張福鎖.測土配方施肥技術(shù)要覽[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2006.

[13] 孫義祥，郭躍升，于舜章，等.應(yīng)用“3414”試驗建立冬小麥測土配方施肥指標(biāo)體系[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2009，15（1）： 197-203.

[14] 袁嫚嫚，鄔剛，耿維，等.配方肥配施鋅肥和硫肥對小麥的提質(zhì)增效作用[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，2020，37（4）： 518-526.

[15] 王少霞，李萌，田霄鴻，等.鋅與氮磷鉀配合噴施對小麥鋅累積、分配及轉(zhuǎn)移的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2018，24（2）： 296-305.

[16] 朱云集，沈?qū)W善，李國強，等.硫吸收同化分配及其對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究進展[J].麥類作物學(xué)報，2005，25（6）：134-138.

[17] MOHAMMAD F，NASEEM U.Effect of K application on leaf carbonic anhydrase and nitrate reductase activities，photosynthetic characteristics，NPK and NO 3 contents，growth，and yield of mustard[J].Photosynthetica，2006，44（3）：471-473.