付永強(qiáng),于洪波,鐘 軍,龍再俊,張永霞
(1.阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,新疆 阿克蘇 843000;2.沙雅縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站)
沙雅縣每年播種冬小麥1.33萬hm2左右,生產(chǎn)中主要使用化肥,長期施用化肥容易造成土壤板結(jié),過多施用的氮肥超過土壤的保持能力時,就會形成農(nóng)業(yè)面源污染,造成水體富營養(yǎng)化,破壞水環(huán)境。有機(jī)與無機(jī)肥配施在提升土壤肥力、增加農(nóng)作物產(chǎn)量、提升肥料利用效率等方面效果都十分顯著[1-3]。在沙雅縣進(jìn)行有機(jī)與無機(jī)肥配施試驗,研究不同有機(jī)與無機(jī)肥配比對冬小麥產(chǎn)量和氮肥利用率的影響,探索出適宜當(dāng)?shù)囟←溕a(chǎn)的最佳施肥配比,可為該地區(qū)冬小麥生產(chǎn)施肥制度的建立提供理論依據(jù)。
試驗地點(diǎn)位于阿克蘇地區(qū)沙雅縣古勒巴格鎮(zhèn)阿克村1組,海拔911 m,溫帶大陸性干旱氣候,年平均降水量47 mm。供試土壤肥力中等,試驗前0~20 cm 土層土壤pH 8.12、有機(jī)質(zhì)含量12.23 g/kg,速效氮33 mg/kg,速效磷12.4 mg/kg,速效鉀186 mg/kg。
供試冬小麥品種為新冬22號。
試驗用肥料為尿素(N ≥46%)、三料磷肥(P2O5≥46%)、硫酸鉀(K2O ≥50%)、格瑞龍商品有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)≥40%)。
試驗共設(shè)6個處理,各處理施肥情況見表1。每個處理3 次重復(fù),小區(qū)面積為36 m2,隨機(jī)區(qū)組排列。各處理磷肥和商品有機(jī)肥的全部、鉀肥的50%、氮肥的30% 做底肥,在小麥播種前結(jié)合犁地施入,鉀肥的50%和氮肥的70%在小麥拔節(jié)期追施。冬小麥于2019 年9 月28 日播種,播種量15 kg/667 m2,等行距(10 cm)條播。
表1 各處理施肥量 kg/667 m2
1.4.1土壤樣品采集與測定
在試驗開始前于整個試驗地S 型選取5 個點(diǎn),采集0~20 cm 土壤樣品,將樣品混合,密封帶回。自然風(fēng)干后過0.25 mm 篩,用于土壤基礎(chǔ)肥力分析。土壤有機(jī)質(zhì)含量釆用油浴加熱-重鉻酸鉀容量法測定,速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定,速效磷含量采用0.5 mol/L 碳酸氫鈉溶液浸提-鉬銻抗比色法測定,速效鉀含量采用1 mol/L 乙酸銨溶液浸提-火焰光度法測定。
1.4.2植株樣品采集與測定
在2020年冬小麥?zhǔn)斋@期采集植株樣品,在各小區(qū)隨機(jī)選取3個1 m×1 m代表性樣方調(diào)查穗數(shù)和穗粒數(shù),測定千粒重。每個小區(qū)取3個1 m長的樣段,取小麥植株樣,按莖葉和穗分樣,烘干至恒重,稱干重。小麥植株干樣研磨過篩后經(jīng)濃H2SO2-H2O2消煮,半微量凱氏定氮法測定莖葉和籽粒的全氮含量。
試驗數(shù)據(jù)和圖表處理采用Excel 2013 和SPSS 22.0 進(jìn)行統(tǒng)計分析,不同小寫字母表示在P ≥0.05水平上差異顯著。
由表2 可知,不同施肥配比對小麥生育性狀有一定影響,施肥處理各生育性狀指標(biāo)均高于不施肥處理。冬小麥株高隨尿素施用量的增加而增加,處理4株高最高,株高為77.43 cm,比不施肥處理(CK)株高增加了28.34%,比單施有機(jī)肥處理增加4.71%。有機(jī)與無機(jī)肥配施下,施氮量過低或過高均會影響小麥成穗數(shù),小麥成穗數(shù)隨施氮量增加呈明顯的先增加后降低趨勢,施氮量15 kg/667 m2時,冬小麥穗數(shù)最多。與處理2 相比,處理4 穗數(shù)沒有明顯增加。單施有機(jī)肥穗粒數(shù)最多,穗長較短。施肥方式對穗行數(shù)的影響不顯著。
表2 不同施肥配比對冬小麥生育性狀的影響
由表3 可知,有機(jī)與無機(jī)肥配施可顯著增加冬小麥產(chǎn)量,相比不施肥處理平均增產(chǎn)59.58%,比單施有機(jī)肥平均增產(chǎn)41.89%。籽粒產(chǎn)量隨尿素施用量的增加呈先增加后降低趨勢,但變化幅度未達(dá)顯著水平,以處理3 籽粒產(chǎn)量最高,產(chǎn)量為467.17 kg/667 m2。施肥處理對小麥千粒重的影響顯著,有機(jī)與無機(jī)肥配施能顯著提高小麥千粒重,有機(jī)肥與尿素15 kg/667 m2配施時,千粒重最重。不同施肥配比對小麥秸稈產(chǎn)量的影響與籽粒產(chǎn)量相似。收獲指數(shù)反映了作物群體光合同化物轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的能力,有機(jī)與無機(jī)肥配施能提高作物將干物質(zhì)向籽粒分配的能力,有機(jī)肥與尿素10 kg/667 m2配施時,收獲指數(shù)最大。
表3 不同施肥配比對冬小麥產(chǎn)量的影響
由表4 可知,處理4 籽粒吸氮量最高,比單施有機(jī)肥和對照處理分別高47.81%和77.18%。與對照處理相比,單施有機(jī)肥、有機(jī)與無機(jī)肥配施均能提高冬小麥籽粒和秸稈吸氮量,處理3 和處理4 提升效果更明顯。各有機(jī)與無機(jī)肥配施處理,氮肥利用率從高到低依次為處理2 >處理3 >處理4 >處理1,尿素的施用量大于10 kg/667 m2時,氮素利用率降低,與處理2 相比,處理3 和處理4 氮肥利用率分別降低了29.27%和35.18%。氮肥農(nóng)學(xué)效率是單位尿素施用量所增加的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,氮肥農(nóng)學(xué)效率從高到低依次為處理1 >處理2 >處理3 >處理4,說明隨著尿素施用量的增加,出現(xiàn)了氮素“奢侈吸收”。尿素施用量超過10 kg/667 m2,會降低單位氮素形成籽粒的效率。與對照處理相比,各施肥處理籽粒生產(chǎn)效率均有不同程度的變化,有機(jī)肥配施尿素5~15 kg/667 m2,籽粒生產(chǎn)效率平均增加了13.88%,有機(jī)肥配施尿素20 kg/667 m2,籽粒生產(chǎn)效率降低了8.82%。說明小麥對氮素的吸收受施氮量影響,施氮量過高會造成氮素?fù)p失。
表4 不同施肥配比對冬小麥氮素利用的影響
(1)前人對有機(jī)與無機(jī)肥配施方面的大量研究表明,合理的有機(jī)與無機(jī)肥配施可以起到顯著的增產(chǎn)作用[4-6]。不同施氮量配施有機(jī)肥對小麥穗粒數(shù)和千粒重均無顯著影響,隨著施氮量的增加,小麥成穗數(shù)與產(chǎn)量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢[1]。本試驗中,有機(jī)與無機(jī)肥配施可顯著增加冬小麥株高、穗數(shù)和穗長,對穗粒數(shù)和穗行數(shù)影響無顯著規(guī)律。有機(jī)與無機(jī)肥配施的各處理隨著施氮量的增加小麥穗數(shù)與產(chǎn)量均呈先增加后降低的趨勢,與前人研究一致。尿素15 kg/667 m2+商品有機(jī)肥100 kg/667 m2處理小麥穗數(shù)與產(chǎn)量最高,尿素20 kg/667 m2+商品有機(jī)肥100 kg/667 m2處理產(chǎn)量與之相較有所降低,其原因可能是因為施氮量過高,光合產(chǎn)物從源器官向庫器官轉(zhuǎn)運(yùn)的能力下降。有機(jī)無機(jī)肥配施對千粒重的影響顯著,這與前人研究結(jié)果不同,產(chǎn)量構(gòu)成三因素間的關(guān)系是從穗數(shù)到穗粒數(shù)再到粒重的單向制約關(guān)系,穗粒數(shù)不能制約穗數(shù),粒重不能制約穗粒數(shù)與穗數(shù)[7]。因此,有機(jī)與無機(jī)肥配施條件下,氮肥的施用應(yīng)適量,尿素15 kg/667 m2+商品有機(jī)肥100 kg/667m2小麥產(chǎn)量最高。(2)在保證小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上,如何減少化肥用量,高效利用氮肥,是近年來小麥?zhǔn)┓恃芯康男路较?。研究表明,采取有效的氮肥施用方法,按照作物的需求動態(tài)調(diào)控施肥,就可減少氮素?fù)p失,提高氮肥利用率[8]。而有機(jī)與無機(jī)肥配合施用有利于作物氮肥利用率的提高,有利于氮素由營養(yǎng)器官向生殖器官的轉(zhuǎn)運(yùn)[9]。本試驗中有機(jī)與無機(jī)肥配施提高了冬小麥氮肥利用率,以尿素10 kg/667 m2+商品有機(jī)肥100 kg/667 m2氮肥利用率最高,達(dá)到了37.07%。隨著施氮量增加,氮肥農(nóng)學(xué)效率和籽粒生產(chǎn)效率降低,說明增加尿素用量不利于營養(yǎng)器官中的氮向籽粒轉(zhuǎn)移。(3)尿素15 kg/667 m2+商品有機(jī)肥100 kg/667 m2處理產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素為各處理最高,但與處理2相比,籽粒產(chǎn)量差異不顯著,產(chǎn)量僅增加3.89%,而氮肥利用率卻降低了10.85%。因此在施用有機(jī)肥100 kg/667 m2的基礎(chǔ)上,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥婪柿吧鷳B(tài)條件,尿素施用量以10~15 kg/667 m2為宜。