劉 靜 李慧敏 孫黎明 王 文 孫素霞

（威海市文登區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東 威海 264400）

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出的“到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案”的大背景下[1]，優(yōu)化施肥是實(shí)現(xiàn)糧食高產(chǎn)、肥料高效和環(huán)境友好的有效途徑，對(duì)解決小麥生產(chǎn)中過量和不平衡施肥的問題有重要作用[2]。本試驗(yàn)在系統(tǒng)分析化肥減量使用對(duì)小麥生長(zhǎng)、產(chǎn)量、養(yǎng)分利用率等影響的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究進(jìn)展，研究了不同化肥減施量下通過控釋肥管理對(duì)小麥不同特性的影響，旨在為小麥的化肥減量使用技術(shù)和養(yǎng)分高效管理提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概述

于2020年11月至2021年6月在威海市文登區(qū)澤頭鎮(zhèn)峰山村（北緯36°82′、東經(jīng)121°59′）進(jìn)行大田試驗(yàn)。該區(qū)域地處山東半島東部，屬于大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為11.5℃，年平均降雨量為762.20 mm。供試土壤類型根據(jù)中國系統(tǒng)分類為石質(zhì)干潤(rùn)正常新成土，其表層土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)

1.2 供試材料

供試小麥品種為濟(jì)麥22，生育期約為240 d。

氮肥分別使用大顆粒尿素（N 46%）與樹脂包膜尿素控釋肥（PCU，N 43%）；磷肥使用過磷酸鈣（P2O512%）；鉀肥使用硫酸鉀（K2O 50%）。其中樹脂包膜尿素控釋肥由土肥資源高效利用工程實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以田塊為區(qū)組，小區(qū)面積為20 m2（4 m×5 m），每個(gè)處理3次重復(fù)，各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)排列。試驗(yàn)共設(shè)計(jì)8個(gè)處理，分別為不施肥（CK）、農(nóng)民傳統(tǒng)施肥（CCF）、農(nóng)民傳統(tǒng)肥料減量25%（OF）、與傳統(tǒng)施肥等量的樹脂包膜尿素控釋肥（CRF）、普通尿素與樹脂包膜尿素控釋肥配合施用（CCRF）、減量25%的樹脂包膜尿素控釋復(fù)合肥（75%CRF）、減量33.3%的樹脂包膜尿素控釋復(fù)合肥（66.7%CRF）、減量50%的樹脂包膜尿素控釋復(fù)合肥（50% CRF）。

小 麥 季N、P2O5、K2O按 照 用 量220 kg/hm2、130 kg/hm2、100 kg/hm2施入。其中所用處理的樹脂包膜尿素、磷肥和鉀肥均作基肥一次性施入，肥料均勻撒施在每個(gè)小區(qū)，然后深翻至10～15 cm。小麥季具體施肥方案見表2、表3。

表2 施肥處理和施肥量（純養(yǎng)分）

表3 各施肥處理（小區(qū)面積：20 m2）具體施肥量

小麥于每年10月中旬播種，次年6月中旬收獲。小區(qū)面積為20 m2，每小區(qū)小麥播種330 g，分6行條播，播種量為165 kg/hm2。生育期管理措施與農(nóng)民大田的常規(guī)管理措施相同，按生產(chǎn)上的高產(chǎn)農(nóng)田進(jìn)行管理。

1.4 樣品采集與測(cè)定

1.4.1 植株樣品采集與測(cè)定 分別在小麥苗期（施肥播種后23 d）、返青期（151 d）、拔節(jié)期（182 d）、開花期（204 d）、成熟期（235 d）采集土壤和植株樣品。在每小區(qū)中隨機(jī)選取50 cm行長(zhǎng)的具有代表性的小麥植株，成熟期分為秸稈和籽粒。105℃下殺青30 min，置于75℃的烘箱烘干后測(cè)定干物重。將所有樣品磨細(xì)、過0.25 mm篩子后混合均勻，得到分析樣品，測(cè)定植株全氮、全磷、全鉀。生育期內(nèi)各試驗(yàn)小區(qū)采用對(duì)角線5點(diǎn)取樣法，采集0～20 cm和20～40 cm的土壤樣品混合均勻，采用四分法保留500 g土壤樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，研磨并分別過2 mm篩和0.25 mm篩，測(cè)定土壤的理化性質(zhì)[3]。

1.4.2 計(jì)算參數(shù)及方法 國內(nèi)外有許多表征肥料利用率的參數(shù)，如作物的生產(chǎn)系數(shù)（PI）或邊際產(chǎn)量、作物的偏生產(chǎn)率、作物的生產(chǎn)效率等。但國內(nèi)比較通用的是肥料利用率，即肥料養(yǎng)分回收率，其反映了作物對(duì)施入土壤中的肥料養(yǎng)分的回收效率[4]。

REN=（N-N0）/FN；REP=（P-P0）/FP；REK=（K-K0）/FK

其中N、P、K分別為施肥后作物收獲時(shí)地上部的吸氮、磷和鉀總量,N0、P0、K0分別為未施肥時(shí)作物收獲期地上部的吸氮、磷、鉀總量，F(xiàn)N、FP、FK分別代表化肥氮、磷、鉀的投入量。

除肥料利用率之外，國際上常用以下3個(gè)參數(shù)來表征農(nóng)田氮肥的利用效率。氮肥偏生產(chǎn)力，是指單位投入的肥料氮所能生產(chǎn)的作物籽粒產(chǎn)量，即：

PFPN=Y/F，（Y為施肥后所獲得的作物產(chǎn)量；F代表化肥的投入量）。

氮肥農(nóng)學(xué)效率，是指單位施氮量所增加的作物籽粒產(chǎn)量，即：

AEN=（Y-Y0）/F，（Y為施肥后所獲得的作物產(chǎn)量；Y0為不施肥條件下作物的產(chǎn)量；F代表化肥的投入量）。

氮肥生理利用率，是作物地上部每吸收單位肥料中的氮所獲得的籽粒產(chǎn)量的增加量；PEN=（Y-Y0）/（U-U0）。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

使用Excel 2016、SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

從表4可以看出，小麥?zhǔn)斋@期，各處理選取2行小麥?zhǔn)崭畈y(cè)產(chǎn)，結(jié)果表明不同肥料處理對(duì)小麥產(chǎn)量影響較大。與常規(guī)施肥處理CCF相比，控釋肥料處理小麥產(chǎn)量均有所提高，其中處理CCRF、75%CRF、CRF顯著增產(chǎn)，分別增產(chǎn)18.20%、17.07%、14.97%；處理OF增產(chǎn)3.65%?？蒯尫柿咸幚碇校蒯尫逝c普通尿素配合施用產(chǎn)量最高，達(dá)到7 020.75 kg/hm2。在這里施用與農(nóng)民常規(guī)施用等量的控釋肥時(shí)，與66.7%CRF和50%CRF處理有相似的產(chǎn)量，說明肥料減量施用并采用控釋肥管理能夠明顯的提高養(yǎng)分利用效率。

表4 不同施肥處理對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)小麥養(yǎng)分利用效率的影響

從表5可以看出，不同的施肥處理對(duì)小麥氮磷鉀的養(yǎng)分吸收有較大的影響效果。不同的施肥處理的氮素累計(jì)量在84.48～197.76 kg/hm2之間，施肥時(shí)的氮素利用效率為32.21%～68.65%，具有明顯的效果。處理75%CRF的氮素累計(jì)量最高，達(dá)197.76 kg/hm2，氮素的利用效率也最高，達(dá)到68.65%。各施肥處理磷累積量在16.01～39.19 kg/hm2之間，控釋肥處理能夠較CCF處理提高磷素利用效率15.68%～90.78%，其中，75%CRF的磷素累積量最高，達(dá)39.19 kg/hm2。不同的施肥處理的鉀素累計(jì)量在52.21～108.32 kg/hm2之間，處理CCRF的鉀利用效率最高，達(dá)56.11%，較CCF處理提高69.46%。

表5 不同施肥處理對(duì)小麥養(yǎng)分利用效率的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)偏生產(chǎn)力的影響

不同施肥處理的肥料偏生產(chǎn)力明顯高于農(nóng)民常規(guī)施肥處理（表6），控釋肥處理的氮肥偏生產(chǎn)力相比較CCF處理提高15.01%～126.31%，磷肥偏生產(chǎn)力相比較CCF處理提高14.97%～126.24%，鉀肥偏生產(chǎn)力相比較CCF處理提高14.97%～126.26%，肥料偏生產(chǎn)力相比較CCF處理提高14.92%～126.21%。50%CRF處理氮、磷、鉀及肥料偏生產(chǎn)力分別為61.08 kg/kg、103.37 kg/kg、134.38 kg/kg和29.86 kg/kg。

表6 不同施肥處理對(duì)肥料偏生產(chǎn)力的影響

2.4 不同施肥處理對(duì)小麥拔節(jié)期土壤速效養(yǎng)分的影響

在小麥拔節(jié)期采取土壤樣品測(cè)定各處理土壤速效養(yǎng)分含量，結(jié)果表明（表7），各施肥處理對(duì)土壤速效養(yǎng)分的含量存在顯著影響。各施肥處理硝態(tài)氮含量在52.87～99.43 mg/kg之間，各施肥處理銨態(tài)氮含量在28.47～54.27 mg/kg之間；各施肥處理有效磷含量在62.00～76.17 mg/kg之間；各施肥處理速效鉀含量在328.17～287.00 mg/kg之間。75%CRF處理的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量均處于最高的水平，表明其具有較好的提高土壤養(yǎng)分的性能。

表7 不同施肥處理對(duì)小麥拔節(jié)期土壤速效養(yǎng)分的影響

2.5 不同施肥處理對(duì)小麥?zhǔn)斋@期土壤速效養(yǎng)分的影響

在小麥?zhǔn)斋@期采取土壤樣品測(cè)定各處理土壤速效養(yǎng)分含量，結(jié)果表明（表8），各施肥處理硝態(tài)氮含量在9.78～12.6 3 mg/kg，除處理OF外，各處理硝態(tài)氮含量無顯著差異，處理OF硝態(tài)氮含量顯著低于其他施肥處理。各施肥處理銨態(tài)氮含量在7.43～8.95 mg/kg，處理OF銨態(tài)氮含量最低，處理50%CRF銨態(tài)氮含量最高，但處理間差異并不顯著。各施肥處理有效磷含量在72.67～82.90 mg/kg，處理50%CRF含量最低，處理OF含量最高，但處理間差異不顯著。各施肥處理速效鉀含量在173.93～225.27 mg/kg，處理50%CRF含量最低，處理OF含量最高，但處理間差異不顯著。

3 結(jié)論

合理的減少化肥使用量并采用控釋肥管理是實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)及養(yǎng)分高效利用的重要途徑。本研究表明，與農(nóng)民常規(guī)施肥相比，施用控釋肥能夠顯著地提高小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收量、肥料的偏生產(chǎn)力及改善土壤養(yǎng)分?？蒯尫逝c普通尿素配合施用能夠明顯地提高小麥產(chǎn)量，產(chǎn)量達(dá)7 020.75 kg/hm2；50%CRF處理有較高的肥料生產(chǎn)力，氮、磷、鉀及肥料偏 生 產(chǎn) 力 分 別 可 達(dá)61.08 kg/kg、103.37 kg/kg、134.38 kg/kg和29.86 kg/kg。而75%CRF處理在提高土壤養(yǎng)分含量方面具有較大的作用，同時(shí)也能顯著地提高小麥產(chǎn)量，具有較好的應(yīng)用前景。綜合來看，在控釋肥使用量在一定的范圍內(nèi)與普通肥料配合使用能夠顯著的提高小麥產(chǎn)量，并且化肥減量使用采用控釋肥管理能夠顯著提高養(yǎng)分利用效率及改善土壤養(yǎng)分狀況。

表8 不同施肥處理對(duì)小麥?zhǔn)斋@期土壤速效養(yǎng)分的影響