小麥水肥一體化肥效試驗研究

司學樣，杜成喜

（1.河南省周口市淮陽區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，河南淮陽 466700；2.河南省周口市土壤肥料工作站，河南周口 466000）

為落實好小麥肥料效應田間試驗工作，探索提高小麥肥料利用率技術(shù)途徑，促進化肥減量增效，實現(xiàn)小麥綠色高效發(fā)展，本文根據(jù)《周口市淮陽區(qū)2020年農(nóng)業(yè)旱作節(jié)水技術(shù)推廣項目實施方案》要求，結(jié)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部下達的《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范（試行）》，開展小麥肥料效應試驗研究。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2020年10月安排在周口市淮陽區(qū)大連鄉(xiāng)淮陽祥泰家庭農(nóng)場，經(jīng)度114.987330，緯度33.678091，海拔44m。土壤類型為潮土類、典型潮土亞類，土屬兩合土，肥力中等，地力均勻[1]。該田塊面積10畝，耕層土壤養(yǎng)分為：有機質(zhì)15.9g/kg，全氮1.27g/kg，速效磷（P2O5）8.6mg/kg，速效鉀（K2O）86mg/kg，pH值8.24。前茬作物夏玉米，品種迪卡653，產(chǎn)量700kg/畝，玉米秸稈打捆回收。供試作物小麥品種選用強筋麥“鄭麥369”。供試肥料氮肥選用尿素（含氮46%）、鉀肥選用氯化鉀（含60% K2O），磷肥選用過磷酸鈣（含12% P2O5）。試驗所用氮、磷、鉀肥均為市場購買。

1.2 方法

肥料利用率（氮、磷、鉀豐缺）試驗設(shè)5個處理。

處理1 N0P0K0（空白區(qū)）

處理2 N2P2K2（全肥區(qū)）

處理3 N2P2K0（缺鉀區(qū)）

處理4 N2P0K2（缺磷區(qū)）

處理5 N0P2K2（缺氮區(qū)）

試驗各處理N、P、K分別指純N、P2O5、K2O，結(jié)合當?shù)厥┓仕胶蛷娊铥準┓室?，?yōu)選51%（N-P2O5-K2O，25-18-8）配方施肥，畝底施50kg，折純氮（N）12.5kg、磷（P2O5）9kg、鉀（K2O）4kg。水肥一體化追施尿素（含氮46%）15kg/畝，折純氮用量為6.9kg/畝。試驗在不施有機肥的基礎(chǔ)上進行，各處理按大區(qū)試驗無重復設(shè)計設(shè)置，大區(qū)面積200（5×40）m2，大區(qū)之間起壟，設(shè)置畦埂，嚴防竄水竄肥，試驗地周圍設(shè)1m以上保護行。

1.3 田間調(diào)查

按試驗方案要求于2020年10月20日采用機械旋耕將供試肥料施入各處理區(qū)；施肥前在試驗田區(qū)域內(nèi)按照“S型”取樣法隨機采集混合土樣1個，采集深度0-20cm。試驗小麥于2020年10月22日機械播種，播量15kg/畝。2020年11月5日、12月5日、2021年3月24日、5月21日田間調(diào)查；2021年2月22日試驗處理要求追尿素，追肥方式采用水肥一體化，將尿素溶解后低壓噴施；5月31日5點取樣法收獲，樣點面積0.5m2。在收獲同步的各處理區(qū)內(nèi)按照“S”形設(shè)置 10個采樣點，每個采樣點隨機采集10 穗小麥全植株。分為莖葉部分和籽粒部分，風干送檢。收獲小麥實收計產(chǎn)，并從中隨機抽取30株用于室內(nèi)考種。試驗除按方案要求的施肥方法外，其他管理措施與一般小麥大田生產(chǎn)相同[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷鉀豐缺對小麥群體的影響

小麥群體動態(tài)變化直接反映出小麥生育期生長狀況，建立合理的群體結(jié)構(gòu)對小麥高產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。做到冬前不旺長、壯苗入越冬、春季快分化、起身群體大、穗多粒又飽、成產(chǎn)因素優(yōu)等是肥料效應發(fā)揮和管理的最佳要求。小麥群體動態(tài)變化中，群體表現(xiàn)為全肥區(qū)＞缺鉀區(qū)＞缺磷區(qū)＞缺氮區(qū)（見表1）。氮肥是作物健康生長發(fā)育、提高產(chǎn)量不可缺少的三大元素之一[3]，是小麥形成蛋白質(zhì)、葉綠素等的營養(yǎng)元素。表1顯示，氮磷鉀配合施用有利于小麥分蘗、成穗，其中氮肥發(fā)揮主要作用，其次是磷肥。

表1 試驗不同處理小麥群體動態(tài)變化 單位（穗）

2.2 氮磷鉀豐缺對小麥生物學性狀的影響

小麥生物學性狀主要包括株高、穗長、成穗率、結(jié)實率、穗粒數(shù)等。氮、磷、鉀配合施用與其他處理相比，提高了小麥株高、穗長、結(jié)實率等（見表2），使其表現(xiàn)出良好綜合生物學性狀。缺某一營養(yǎng)元素會影響小麥生物學性狀，綜合性狀變差，自然會影響小麥產(chǎn)量。

表2 試驗處理小麥生物學性狀

2.3 氮磷鉀豐缺對小麥成產(chǎn)因素的影響

小麥成產(chǎn)因素包括畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。氮磷鉀配合施用與其他處理相比，使小麥成產(chǎn)三因素協(xié)調(diào)，提高了小麥產(chǎn)量（見表3，折實產(chǎn)量縮值系數(shù)0.85）。產(chǎn)量水平全肥區(qū)＞缺鉀區(qū)＞缺磷區(qū)＞缺氮區(qū)。處理2與處理3、4、5相比，畝小麥分別增產(chǎn)10.95%、31.9%、120.8%。試驗表明：氮肥、磷肥是小麥產(chǎn)量形成的重要因子，其次是鉀肥。

表3 氮磷鉀豐缺對小麥成產(chǎn)因素的影響

2.4 小麥肥料利用率計算

小麥肥料利用率是小麥所能吸收肥料養(yǎng)分的比率，是反映肥料效應的重要指標。用差減法計算肥料利用率的公式為肥料利用率=（施肥區(qū)小麥吸收養(yǎng)分量-缺素區(qū)小麥吸收養(yǎng)分量）/（肥料施用量×肥料中的養(yǎng)分含量百分比）×100%，單位為kg/畝。依據(jù)委托送檢樣品的檢測報告（檢測單位：河南省百恩信檢測技術(shù)有限公司，檢測項目：試驗小麥籽粒、秸稈氮、磷、鉀養(yǎng)分含量，檢測報告編號：NO：Z202107033-042），結(jié)合試驗處理小麥產(chǎn)量，計算出氮、磷、鉀肥料利用率分別為67.3%、29%、65%（見表4、5、6）。優(yōu)化配方施肥，小麥拔節(jié)期采取水肥一體化追施尿素，較農(nóng)民常規(guī)施肥顯著提高了氮、磷、鉀肥料利用率。原因一是農(nóng)民不注意配方篩選，優(yōu)質(zhì)麥不按優(yōu)質(zhì)麥需肥規(guī)律施肥；二是常規(guī)追肥撒施表施現(xiàn)象嚴重，損失較多，降低了尿素利用率，氮、磷、鉀交互增效效應發(fā)揮不夠；三是灌水只澆保命水，不澆豐產(chǎn)水且習慣大水漫灌。澆水過量滲漏淋溶，沒有做到水肥耦合，都會影響到肥料利用率提高。

表4 試驗小麥籽粒吸收養(yǎng)分量

2.5 小麥肥料貢獻率和試驗田土壤貢獻率計算

在小麥生產(chǎn)中，小麥的增產(chǎn)因素較多，而使用某一單質(zhì)化學肥料或復合肥料所增加的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分比稱為肥料產(chǎn)量貢獻率。計算公式為肥料產(chǎn)量貢獻率（%）=[（全肥區(qū)產(chǎn)量-缺素區(qū)產(chǎn)量）/全肥區(qū)產(chǎn)量]×100%。土壤貢獻率（%）=（空白區(qū)產(chǎn)量/全肥區(qū)產(chǎn)量）×100%。氮肥、磷肥、鉀肥對小麥產(chǎn)量的貢獻率分別為54.7%、28.4%、9.9%，土壤貢獻率47.8%（見表7）。以上表明：1）氮肥仍是小麥高產(chǎn)的主要營養(yǎng)元素，其次是磷和鉀?？紤]氮肥在施肥實踐中最易損失，磷、鉀易在土壤中富集，探討氮肥科學施用，提高其利用率則是施肥優(yōu)先關(guān)注的重點，水肥一體化施肥顯然提供了一條技術(shù)路徑；2）土壤貢獻率反映出耕地質(zhì)量狀況，耕地地力隱形下降問題不易被發(fā)現(xiàn)，化肥支撐的產(chǎn)量水平難以維持小麥持續(xù)高產(chǎn)。據(jù)資料顯示，土壤貢獻率由過去的70%-80%下降到目前的50%-60%。該試驗結(jié)果提醒我們，必須做到種地養(yǎng)地結(jié)合起來。

表5 試驗小麥秸稈吸收養(yǎng)分量

表6 氮磷鉀豐缺小麥肥料利用率

表7 氮磷鉀豐缺小麥肥料和土壤貢獻率

3 結(jié)論

試驗表明，優(yōu)選強筋麥，水肥一體化條件下平衡施用氮、磷、鉀，小麥三因素協(xié)調(diào)，肥效發(fā)揮充分，小麥實現(xiàn)高產(chǎn)。

缺少氮、磷、鉀任一營養(yǎng)元素，會導致小麥減產(chǎn)。產(chǎn)量水平表現(xiàn)為全肥區(qū)＞缺鉀區(qū)＞缺磷區(qū)＞缺氮區(qū)。氮肥、磷肥、鉀肥對小麥產(chǎn)量的貢獻率分別為54.7%、28.4%、9.9%。

土壤地力貢獻率47.8%的試驗田塊和氮肥水肥一體化追肥條件下，實現(xiàn)了小麥高產(chǎn)水平，提高了小麥肥料利用率，氮、磷、鉀肥料利用率分別為67.3%、29.1%、65%。

4 問題與建議

4.1 問題與討論

為研究水肥一體化追肥問題，本研究采取了大區(qū)無重復設(shè)計，大區(qū)土壤差異可能對試驗精度有影響，還需做進一步探討；完善配方設(shè)計，應用前氮后移技術(shù)，減少氮肥基施數(shù)量，后移到起身-拔節(jié)期水肥一體化追施，效果如何有待試驗；本試驗對強筋麥品質(zhì)指標未做檢測，施肥與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)有密切關(guān)系，農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)綠色高效是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展必然要求，有待研究。

4.2 建議

該研究為實現(xiàn)小麥高產(chǎn)高效施肥提供了科學依據(jù)，體現(xiàn)使用出水肥一體化技術(shù)和配方施肥技術(shù)是提高肥料利用率較理想的技術(shù)路徑，對實現(xiàn)化肥減量增效意義重大。水肥一體化技術(shù)也叫灌溉施肥技術(shù)，是將灌溉與施肥融為一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)，能做到精確施肥與精確灌溉相結(jié)合，實現(xiàn)水肥耦合，同步供給，相互作用，在供給作物水分的同時最大限度地發(fā)揮肥料效應[4]。建議在做好配方施肥基礎(chǔ)工作的同時，打造高標準水肥一體化設(shè)施工程，加強水肥一體化技術(shù)推廣。