壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)旱地小麥產(chǎn)量和水肥利用效率的影響

楊中帥，吳金芝，黃 明，李友軍，付國(guó)占，趙凱男，張振旺，侯園泉

(河南科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023)

旱地小麥占我國(guó)麥播總面積的1/3[1]，但其生產(chǎn)中普遍存在干旱少雨、土壤貧瘠以及過(guò)量施肥等問(wèn)題，導(dǎo)致產(chǎn)量和水肥效率一直處于較低水平，這不僅對(duì)保障我國(guó)糧食安全不利，還會(huì)影響農(nóng)民的種麥積極性[1-2]。因此，研究并優(yōu)化旱地小麥栽培和施肥措施以提高產(chǎn)量和水肥利用效率具有重要意義。

近年來(lái)，人們圍繞旱地小麥高產(chǎn)高效和合理施肥技術(shù)進(jìn)行了較多的研究，如探討了壟溝種植、減量施肥、定位施肥的效果及其機(jī)理。其中，壟溝種植作為旱作區(qū)主要的集雨保水措施，在旱地小麥生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，主要是因?yàn)槠淇梢酝ㄟ^(guò)壟溝地表促進(jìn)雨水流向溝內(nèi)并滲入土壤深層，改善集水保水效果及土壤供水能力，有效緩解旱區(qū)作物水分供需錯(cuò)位矛盾，最終提高小麥產(chǎn)量[3-4]。趙護(hù)兵等[5-6]調(diào)查表明，為了追求高產(chǎn)，農(nóng)戶習(xí)慣重施化肥，使旱地小麥?zhǔn)┓柿科摺uang等[7]研究表明，優(yōu)化施肥可在較農(nóng)戶氮磷肥用量分別降低44%和39%的條件下使肥料利用效率顯著增加，小麥籽粒產(chǎn)量提高7%。裴雪霞等[8]研究也表明，氮磷鉀肥分別減少25%，30%和17%的條件下，小麥產(chǎn)量并不降低。這些結(jié)果表明，旱地小麥生產(chǎn)中有較大的減肥空間，適量減肥不減產(chǎn)甚至?xí)霎a(chǎn)。定位施肥作為科學(xué)施肥的重要組成部分，其將肥料集中施于根區(qū)，利于提高肥料利用效率[9]，在國(guó)內(nèi)外的糧食生產(chǎn)中均有較好的增產(chǎn)作用[10-17]。黃明等[18]研究表明，在覆膜條件下，壟溝種植結(jié)合定位施肥不僅提高了旱地小麥產(chǎn)量、水分利用效率，而且還提高了肥料利用效率[19]。然而，當(dāng)前廣泛采用的覆膜壟溝種植已造成了嚴(yán)重的“白色污染”[20]。近年來(lái)，隨著施肥、播種一體化機(jī)械的發(fā)展，不覆膜壟溝種植定位施肥得到了廣泛應(yīng)用[21]。然而，當(dāng)前的研究多是基于覆膜壟溝種植技術(shù)進(jìn)行，而不覆膜條件下壟溝種植及其與減肥、定位施肥結(jié)合對(duì)旱地小麥產(chǎn)量和水肥效率的影響鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究在黃土高原南部和黃淮海平原交匯處的典型旱地小麥種植區(qū)，通過(guò)連續(xù)3 a的定位試驗(yàn)，設(shè)置常規(guī)平作、壟溝種植、壟溝種植減肥和壟溝種植定位施肥4種栽培模式，分析了麥田土壤水分變化以及小麥群體莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量、籽粒產(chǎn)量和水肥效率，探討多種技術(shù)的組合模式較常規(guī)平作的優(yōu)勢(shì)，以期為旱地小麥高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2016年9月到2019年6月在河南省洛寧縣小界鄉(xiāng)梅窯村(N34°47′、E111°71′，海拔560 m)進(jìn)行。該地位于黃土高原南緣，屬典型的半濕潤(rùn)易旱區(qū)，年均氣溫13.7 ℃，年降水量400～800 mm。冬小麥/夏休閑是當(dāng)?shù)氐闹饕N植制度。試驗(yàn)地土壤為褐土，試驗(yàn)開(kāi)始前0～20 cm土層中基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況：土壤有機(jī)質(zhì)含量12.6 g/kg，全氮含量0.86 g/kg，pH值7.9，硝態(tài)氮含量10.8 mg/kg，速效磷含量16.8 mg/kg，速效鉀含量136.2 mg/kg；20～40 cm土層中基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況：土壤有機(jī)質(zhì)含量9.5 g/kg，全氮含量0.72 g/kg，pH值8.1，硝態(tài)氮含量6.4 mg/kg，速效磷含量8.4 mg/kg，速效鉀含量108.3 mg/kg。試驗(yàn)期間降水量見(jiàn)圖1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)設(shè)常規(guī)平作、壟溝種植、壟溝種植減肥、壟溝種植定位施肥4個(gè)處理。①常規(guī)平作(CK)：按照當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)習(xí)慣，7月底8月初翻耕，深度25 cm，8月底或9月初根據(jù)墑情耙地收墑，小麥播種前人工撒施肥料并立即旋耕將肥料混入土壤，采用常規(guī)等行距播種機(jī)播種，行距20 cm，施肥量為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣用量，氮磷鉀肥設(shè)置為純N 240 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2和K2O 60 kg/hm2。②壟溝種植(FP)：休閑季耕作措施2016-2017年同常規(guī)平作，后2 a免耕，施肥量同常規(guī)平作，小麥播種前人工撒施肥料，然后立即旋耕混入土壤，采用2BMQF-6/12A免耕施肥播種

一體機(jī)(洛陽(yáng)市鑫樂(lè)機(jī)械設(shè)備有限公司)一次性完成開(kāi)溝、起壟、播種、鎮(zhèn)壓，壟寬20 cm、高10 cm、溝寬14 cm，小麥條播于溝內(nèi)，平均行距17 cm。③壟溝種植減肥(FPRF)：施肥量較壟溝種植減少25%，即純N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2和K2O 45 kg/hm2，其他管理同壟溝種植。④壟溝種植定位施肥(FPOF)：小麥播前不進(jìn)行旋耕，采用免耕施肥播種一體機(jī)一次性完成開(kāi)溝、施肥、起壟、播種、鎮(zhèn)壓，施肥量及其他管理同壟溝種植減肥。為了更接近農(nóng)田實(shí)際情況和方便大型農(nóng)機(jī)具進(jìn)行田間農(nóng)事操作，參考于淑婷等[22]方法，各處理采用大區(qū)對(duì)比設(shè)置，每個(gè)處理面積為150 m×6.6 m=990 m2，并于生長(zhǎng)季的四葉期，在每個(gè)處理中選擇3 個(gè)具有代表性且長(zhǎng)20 m、寬4 m的區(qū)域進(jìn)行定位標(biāo)記，作為本研究中的小區(qū)重復(fù)。分別于2016年10月8日、2017年10月26日和2018年10月9日播種，于2017年6月7日、2018年6月8日和2019年6月7日收獲。2016-2017年度和2017-2018年度試驗(yàn)品種為洛旱6號(hào)，2018-2019年度試驗(yàn)品種為洛旱22，前后3 a播量分別為150，225，187.5 kg/hm2。病蟲(chóng)草害防治等其他管理同當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤水分和生育期耗水量 于小麥播種前和成熟期，在每個(gè)標(biāo)記區(qū)域采集0～200 cm土樣，每20 cm為一層，每層取約300 g作為分析樣品，迅速裝入預(yù)先標(biāo)記好的塑料袋并系緊袋口密封，帶回實(shí)驗(yàn)室后取約30 g樣品于105 ℃烘48 h，測(cè)定土壤含水量。按照李俊紅等[23]和黃明等[18]描述的方法計(jì)算土壤蓄水量和小麥生育期耗水量。

WC=WSs-WSh;WH=WSs-WSph;

ET=WC200+P+I+U-R-F

式中，WS為土壤蓄水量(mm)，下標(biāo)字母i表示土層深度，下標(biāo)字母s、h和ph分別表示播前、收獲和前茬收獲；D為土壤容重(g/cm3)；H為土層厚度(cm)；W為土壤質(zhì)量含水量(%)；WC為生育期土壤耗水量(mm)；WH為休閑季土壤蓄水量(mm)；ET為生育期作物耗水量(mm)；P為生育期降水量(mm)；I為灌溉量(mm)；U為地下水補(bǔ)給量(mm)；R為徑流量(mm)；F為深層滲漏量(mm)。本試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，土層深厚，地下水埋深>100 m，因此I、U、R、F均可忽略不計(jì)，值為0。

1.3.2 群體莖蘗數(shù) 在四葉期，于每個(gè)定位區(qū)域內(nèi)選擇并標(biāo)記具有代表性且長(zhǎng)1 m、寬2行的樣點(diǎn)2個(gè)，用于調(diào)查基本苗以及越冬期、拔節(jié)期、開(kāi)花期、成熟期的群體莖蘗數(shù)。

1.3.3 干物質(zhì)積累 分別于越冬期、拔節(jié)期、開(kāi)花期和成熟期，在每個(gè)標(biāo)記區(qū)域中選取具有代表性植株樣點(diǎn)20個(gè)，每個(gè)樣點(diǎn)取1～2株小麥，合并統(tǒng)計(jì)莖蘗數(shù)后將地上部分于105 ℃殺青30 min，80 ℃下烘干至恒質(zhì)量稱質(zhì)量。地上部干物質(zhì)積累量為各器官干質(zhì)量之和[24]。

1.3.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和收獲指數(shù) 在成熟期，從每個(gè)標(biāo)記區(qū)域內(nèi)隨機(jī)收割2個(gè)1 m×1 m的樣方，風(fēng)干后脫粒。將同一標(biāo)記區(qū)域內(nèi)2個(gè)樣方的籽?；旌虾蠓Q風(fēng)干籽粒質(zhì)量。取風(fēng)干籽粒約50 g，65 ℃下烘干測(cè)定其含水量。籽粒計(jì)產(chǎn)按12.5%的含水量進(jìn)行。同時(shí)，從每個(gè)標(biāo)記區(qū)域內(nèi)選取2行長(zhǎng)50 cm且有代表性的小麥植株，測(cè)定穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量。收獲指數(shù)=籽粒產(chǎn)量/干物質(zhì)產(chǎn)量。

1.3.5 水分利用效率和肥料利用效率 按照黃明等[18]描述的方法計(jì)算水分利用效率：WUE(kg/(hm2·mm))=Y/ET。式中，Y為籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)，ET為生育期耗水量(mm)。采用何剛等[25]描述的方法計(jì)算氮(磷、鉀)肥偏生產(chǎn)力：氮(磷、鉀)肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)=籽粒產(chǎn)量/施氮(磷、鉀)肥量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010處理數(shù)據(jù)，Graph Pad Prism 8軟件制圖，SPSS Statistics 19.0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(LSD法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)旱地小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響

由表1可知，不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和收獲指數(shù)的影響極顯著(P<0.01)，且對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素和收獲指數(shù)的調(diào)控作用表現(xiàn)為穗粒數(shù)>穗數(shù)>千粒質(zhì)量>收獲指數(shù)。與常規(guī)平作相比，壟溝種植除2016-2017年度的穗粒數(shù)和收獲指數(shù)以及2017-2018年度的千粒質(zhì)量外，產(chǎn)量三因素、收獲指數(shù)和產(chǎn)量均顯著增加(P<0.05)，其中產(chǎn)量提高10.1%～11.2%；壟溝種植減肥除2016-2017年度收獲指數(shù)略有降低，2017-2018年度千粒質(zhì)量顯著降低3.9%外(P<0.05)，產(chǎn)量三因素、收獲指數(shù)和產(chǎn)量均顯著增加(P<0.05)，其中3個(gè)年度平均產(chǎn)量提高5.9%；壟溝種植定位施肥的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量分別顯著提高8.9%，7.0%和3.8%(P<0.05)，收獲指數(shù)增長(zhǎng)幅度達(dá)到3.4百分點(diǎn)，最終使產(chǎn)量顯著提高12.9%。從3 a均值看，壟溝種植減肥的穗數(shù)和產(chǎn)量較壟溝種植分別顯著降低3.5%，4.5%(P<0.05)，穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和收獲指數(shù)無(wú)顯著差異(P>0.05)；壟溝種植定位施肥較壟溝種植，穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別顯著提高3.7%,1.9%，較壟溝種植減肥產(chǎn)量顯著提高6.7%(P<0.05)?？梢?jiàn)，壟溝種植可提高小麥產(chǎn)量，且以壟溝種植定位施肥效果最好。

表1 不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響Tab.1 Effects of different treatments on the grain yield and its components，and harvest index of wheat

2.2 壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)冬小麥群體莖蘗數(shù)和干物質(zhì)積累的影響

由圖2-A、B、C、D可以看出，除2016-2017年度苗期和2018-2019年度開(kāi)花期增幅不顯著外，3個(gè)壟溝種植處理的莖蘗數(shù)在不同年度不同生育時(shí)期較常規(guī)平作均顯著增加(P<0.05)，從3 a均值來(lái)看，苗期、越冬期、拔節(jié)期和開(kāi)花期分別提高10.2%～13.7%,16.3%～20.5%,13.8%～21.3%和7.6%～12.7%。3 a總體來(lái)看，開(kāi)花期壟溝種植定位施肥的群體莖蘗數(shù)較壟溝種植顯著提高3.8%(P<0.05)。不同生育時(shí)期的干物質(zhì)積累量測(cè)定結(jié)果(圖2-E、F、G、H)表明，與常規(guī)平作相比，壟溝種植和壟溝種植定位施肥的干物質(zhì)積累量在不同年度不同生育時(shí)期均顯著增加，其中越冬期、拔節(jié)期、開(kāi)花

期和成熟期分別提高10.6%～14.9%,9.5%～22.2%,6.2%～19.3%，7.3%～11.0%；壟溝種植減肥也可在一定程度上增加干物質(zhì)積累量，開(kāi)花期和成熟期的3 a均值分別提高4.5%，2.9%。壟溝種植定位施肥較壟溝種植，除2016-2017年度和2017-2018年度開(kāi)花期的干物質(zhì)積累量分別顯著(P<0.05)提高5.5%，3.8%外，二者無(wú)顯著差異(P>0.05)。說(shuō)明壟溝種植有利于提高旱地小麥群體莖蘗數(shù)和干物質(zhì)積累量，壟溝種植定位施肥在減肥25%的情況下仍可與壟溝種植持平甚至提高。

2.3 壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)麥季水分利用和休閑季土壤蓄水量的影響

不同處理對(duì)小麥水分利用效率和休閑季土壤蓄水量的影響極顯著(表2)。與常規(guī)平作相比，壟溝種植、壟溝種植減肥和壟溝種植定位施肥的生育期土壤水分消耗量分別提高3.9%～8.1%，3.9%～8.4%和4.9%～9.7%，壟溝種植和壟溝種植定位施肥的小麥水分利用效率提高7.2%～8.6%和8.1%～12.7%，而壟溝種植減肥的水分利用效率僅在2016-2017年度顯著(P<0.05)增加10.7%。與壟溝種植相比，壟溝種植減肥的小麥水分利用效率除2016-2017年度外顯著降低5.4%～7.7%，壟溝種植定位施肥3 a提高1.1%；較壟溝種植減肥相比壟溝種植定位施肥水分利用效率顯著(P<0.05)提高6.3%。壟溝種植、壟溝種植減肥和壟溝種植定位施肥的休閑季蓄水量無(wú)顯著差異(P>0.05)，但較常規(guī)平作分別顯著提高7.1%～15.2%,7.7%～11.3%和11.6%～16.0%(P<0.05)，從而使播種前的土壤蓄水量顯著提高5.4%～5.5%,4.4%～4.7%和6.0%～6.6%(P<0.05)。

表2 不同處理對(duì)麥季水分利用和休閑季土壤水分恢復(fù)的影響Tab.2 Effects of different treatments on the water use during wheat season and the soil water harvest during fallow period

2.4 壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)旱地小麥肥料偏生產(chǎn)力的影響

由表3可以看出，旱地小麥氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力在不同年份間的差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，其值分別為14.0～47.2 kg/kg，28.1～94.4 kg/kg和56.1～189.0 kg/kg。不同處理之間比較，氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力3個(gè)試驗(yàn)?zāi)甓染憩F(xiàn)為壟溝種植定位施肥>壟溝種植減肥>壟溝種植>常規(guī)平作。從3 a數(shù)據(jù)看，與常規(guī)平作相比，壟溝種植、壟溝種植減肥和壟溝種植定位施肥的氮磷鉀肥偏生產(chǎn)力分別提高10.3%～11.4%，35.6%～50.1%，49.4%～53.6%。壟溝種植減肥和壟溝種植定位施肥氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力較壟溝種植分別提高22.9%～34.6%，35.2%～37.8%，壟溝種植定位施肥的氮磷鉀肥偏生產(chǎn)力較壟溝種植減肥提高2.4%～10.2%。可見(jiàn)，壟溝種植和減肥都可以顯著提高小麥氮磷鉀肥偏生產(chǎn)力，且以壟溝種植定位施肥效果最優(yōu)。

表3 不同處理對(duì)冬小麥氮磷鉀肥偏生產(chǎn)力的影響

表3(續(xù))

3 討論與結(jié)論

3.1 壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

前人研究表明，壟溝種植較常規(guī)平作，在豫西不覆膜旱作條件下可使小麥穗數(shù)增加4%，產(chǎn)量增加10%[26]，在陜西覆膜條件下使穗數(shù)、生物量、產(chǎn)量分別顯著增加11%，7%和8%[27]。在本試驗(yàn)條件下，壟溝種植小麥產(chǎn)量較常規(guī)平作顯著提高10.8%，進(jìn)一步證明了壟溝種植可以提高小麥產(chǎn)量，其增產(chǎn)的原因不僅是穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量提高，還與其顯著提高不同生育時(shí)期的干物質(zhì)積累量和收獲指數(shù)有關(guān)，這與以往的研究并不完全相同，壟溝種植在不同生產(chǎn)條件下的增產(chǎn)機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

本研究還表明，壟溝種植條件下，減肥25%在第1個(gè)試驗(yàn)?zāi)甓缺憩F(xiàn)為不減產(chǎn)，但在后2個(gè)試驗(yàn)?zāi)甓缺憩F(xiàn)為顯著減產(chǎn)，說(shuō)明壟溝種植小麥生產(chǎn)中的減肥量應(yīng)適當(dāng)，否則會(huì)造成減產(chǎn)。而減肥25%下通過(guò)施肥位置優(yōu)化(定位施肥)可顯著提高小麥產(chǎn)量三因素和收獲指數(shù)，較壟溝種植減肥增產(chǎn)6.7%，較壟溝種植還增產(chǎn)1.9%，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量與常量施肥持平甚至顯著提高，說(shuō)明定位施肥可顯著提高壟溝種植小麥產(chǎn)量。前人的研究也證實(shí)了優(yōu)化施肥位置可提高小麥產(chǎn)量[15-16，18，28]。在不覆膜的條件下，方日?qǐng)虻萚16]在黃土高原的研究發(fā)現(xiàn)，播前20 cm深度施肥比表面撒施可使穗數(shù)增加8%～10%，產(chǎn)量提高13%～14%；段文學(xué)等[28]在黃淮海平原的研究指出，播前20 cm深度施肥與表面撒施和10 cm深度施肥相比，使生物量提高8%～15%，產(chǎn)量提高7%～12%；江尚燾等[15]在長(zhǎng)江中下游的研究表明，種子正下方5 cm條施磷肥較撒施的生物量提高38%，增產(chǎn)11%。黃明等[18]在黃土高原的試驗(yàn)表明，在覆膜條件下，定位施肥在偏旱的年份可使小麥穗數(shù)和生物量分別顯著提高19%，15%，產(chǎn)量顯著提高8%。

3.2 壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)麥季水分利用和休閑季土壤蓄水量的影響

本研究表明，3種壟溝種植處理較常規(guī)平作均有利于麥季水分利用和休閑季土壤水分恢復(fù)，休閑季土壤蓄水量顯著增加7.1%～16.0%，播前底墑顯著提高4.4%～6.6%，與常規(guī)平作相比，壟溝種植和壟溝種植定位施肥水分利用效率分別顯著提高7.2%～8.6%和8.1～12.7%，壟溝種植減肥在2016-2017年度顯著提高10.7%，在其余年份無(wú)顯著性差異，這既因?yàn)閴艤戏N植可促進(jìn)壟上雨水流向溝內(nèi)利于土壤蓄水[29]，又因?yàn)樾蓍e季秸稈覆蓋會(huì)減少蒸發(fā)利于土壤蓄水[30]。前人也得到了類似的結(jié)論，如在陜西長(zhǎng)武覆膜條件下，壟溝種植夏閑期蓄水量增加9%，播前土壤蓄水量提高5%[29]；在河南洛陽(yáng)不覆膜條件下，壟溝種植的水分利用效率提高3%[26]。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，3個(gè)壟溝種植處理雖然均會(huì)增加土壤水分消耗，但在后2個(gè)生長(zhǎng)季收獲后0～200 cm土層蓄水量顯著高于常規(guī)平作，與前人研究結(jié)果基本一致。如劉曉英等[31]在北京昌平地區(qū)的研究表明，壟溝種植使冬小麥對(duì)0～160 cm土壤的耗水量增加7%～10%；李廷亮等[4]在覆膜條件下的研究表明，壟溝種植在旱地冬小麥生育期間具有很好的集雨保墑效果，可有效減少土壤水分損耗，收獲后0～200 cm土層蓄水量顯著高于其他處理，從而提高水分利用率。

本研究還表明，與壟溝種植相比，壟溝種植減肥在后2個(gè)試驗(yàn)?zāi)甓鹊乃掷眯曙@著降低5.4%～7.7%，這與前人在壟溝種植條件下發(fā)現(xiàn)水分利用效率隨施肥量減少而降低的研究結(jié)果一致[32]。然而，壟溝種植定位施肥不僅較壟溝種植減肥利于土壤水分利用，水分利用效率顯著提高6.3%，而且較壟溝種植也使水分利用效率提高1.1%，表明通過(guò)定位施肥可消減因減肥所引起的小麥水分利用效率降低效應(yīng)，主要是因?yàn)閴艤戏N植定位施肥的生物量大、休閑季還田覆蓋的秸稈量高，有利于減少蒸發(fā)、蓄水保墑[30]，從而提高下季播前底墑，改善水分條件，促進(jìn)產(chǎn)量形成，最終實(shí)現(xiàn)水分高效。

3.3 壟溝種植及其施肥優(yōu)化對(duì)冬小麥肥料利用效率的影響

肥料偏生產(chǎn)力是評(píng)價(jià)肥料利用效率的常用指標(biāo)，反映了單位施肥量生產(chǎn)作物產(chǎn)量的能力，其高低不僅取決于施肥量，還與栽培措施或養(yǎng)分管理措施是否利于高產(chǎn)有關(guān)[33-34]。本研究表明，3種壟溝種植處理較常規(guī)平作，氮磷鉀肥偏生產(chǎn)力均顯著提高，這與壟溝種植改善了土壤水分狀況，提高了產(chǎn)量有關(guān)。李強(qiáng)等[35]得到了覆膜壟溝種植使小麥氮肥偏生產(chǎn)力提高16%～50%的結(jié)果，與本研究的結(jié)論一致。

研究普遍認(rèn)為，適量減肥會(huì)促進(jìn)小麥對(duì)肥料的吸收利用，進(jìn)而提高養(yǎng)分的利用效率[36-37]，但其增效作用既與施肥量高低有關(guān)，還與施肥對(duì)產(chǎn)量的影響效果有關(guān)[8，38]。本研究發(fā)現(xiàn)，與壟溝種植相比，壟溝種植條件下減肥25%，肥料偏生產(chǎn)力顯著提高27.6%，壟溝種植定位施肥的肥料偏生產(chǎn)力顯著提高36.0%；與壟溝種植減肥相比，壟溝種植定位施肥的肥料偏生產(chǎn)力還會(huì)提高6.6%，主要是因?yàn)槎ㄎ皇┓蕛?yōu)化了施肥位點(diǎn)，促進(jìn)作物對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收利用，利于干物質(zhì)積累和籽粒產(chǎn)量形成，最終實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。江尚燾等[15]、黃明等[19]的研究也證明，定位施肥可顯著提高小麥肥料偏生產(chǎn)力。

綜上，與常規(guī)平作相比，壟溝種植可促進(jìn)休閑季土壤蓄水，提高播前和成熟期土壤蓄水量，從而提高小麥主要生育時(shí)期的群體莖蘗數(shù)和干物質(zhì)積累量，顯著增加穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和收獲指數(shù)，進(jìn)而使小麥產(chǎn)量和水分利用效率分別顯著提高10.1%～11.2%，7.2%～8.6%。與壟溝種植相比，壟溝種植減肥可顯著提高肥料偏生產(chǎn)力，產(chǎn)量和水分利用效率有所降低，但較常規(guī)平作分別顯著提高5.9%，2.9%。壟溝種植定位施肥較壟溝種植減肥可提高群體莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量，從而使產(chǎn)量和水分利用效率達(dá)到壟溝種植水平，且其肥料偏生產(chǎn)力較壟溝種植顯著提高36.0%。綜上，壟溝種植定位施肥可在減肥25%的條件下穩(wěn)定旱地小麥產(chǎn)量和水分利用效率，并可顯著提高肥料偏生產(chǎn)力，是適宜于旱區(qū)推廣的冬小麥栽培措施。