控釋氮肥對小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

夏光利，朱國梁，史桂芳，牟小翎，畢 軍，董 浩，譚德水

(1．泰安市農(nóng)業(yè)科學研究院，山東泰安271000;2．山東省農(nóng)業(yè)科學院，山東濟南250100)

近年來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥利用率低而施用量越來越高導致環(huán)境污染問題日趨嚴重［1－3］。改變傳統(tǒng)施肥方式，提高作物產(chǎn)量和氮肥利用率成為當務之急。控釋肥料的出現(xiàn)為解決這一問題提供了可能，因為控釋肥料具有養(yǎng)分釋放與作物需求同步，揮發(fā)、淋溶、固定少，減輕環(huán)境污染等優(yōu)點［4－5］。有關控釋肥在主要糧食作物，特別是玉米上的研究報道較多［6－8］。小麥生育期較長，一次性施用控釋肥能否滿足其養(yǎng)分需求，尤其是對氮素需求尚需進一步研究。目前已經(jīng)有人在小麥上開展了控釋肥應用研究，并取得了一定效果［9－11］，但小麥應用控釋肥步伐相對滯后。筆者在優(yōu)化施肥基礎上，選用2種控釋氮肥在小麥上進行了研究，以期為控釋肥在小麥上的推廣應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗材料 試驗于2013～2015年在山東省泰安市岱岳區(qū)馬莊鎮(zhèn)進行。小麥品種為泰山22號。供試肥料包括控釋氮肥A(包膜材料為生物可降解型水性樹脂，山東省農(nóng)業(yè)科學院土肥所研制，含N 420 g/kg)和B(包膜材料為普通樹脂，山東金正大肥業(yè)公司生產(chǎn)，含N 420 g/kg)、尿素(含N 460 g/kg)、過磷酸鈣(含P2O5120 g/kg)、氯化鉀(含K2O600 g/kg)。供試土壤為褐土，土壤質地為輕壤土，土壤堿解氮78．6 mg/kg，速效磷 33．9 mg/kg，速效鉀102．0 mg/kg。

1．2 試驗設計 試驗設置5個處理，①PK:只施磷鉀肥，不施氮肥，投入 P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，全部底施;②OPT:優(yōu)化施肥，投入純 N 210 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮為普通尿素，基追比例為5∶5，磷鉀全部底施，OPT處理氮肥的追肥時期為返青—拔節(jié)期;③100%控氮A:控釋氮肥 A，投入純 N 210 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮為控釋氮肥A，一次性底肥施入;④80%控氮A:減施20%控釋氮肥A，投入純N 168 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，一次性底肥施入;⑤80%控氮B:減施20%控釋氮肥 B，投入純 N 168 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，一次性底肥施入。各處理小區(qū)具體施肥情況見表1。

耕地后按2．1 m筑畦，劃定試驗小區(qū)，試驗小區(qū)面積42．0 m2，每處理重復3次，隨機區(qū)組排列，重復間留1．0 m隔離區(qū)，試驗區(qū)四周設置保護行。將基施常規(guī)氮肥和磷鉀肥按處理設計一次性均勻撒施后翻入土層?？蒯尩侍幚韰^(qū)于每畦開出6條深10～15 cm施肥溝，溝施覆土，耙平應用機械播種。

表1 各處理具體施肥情況 kg/hm2

1．3 調查指標和方法 在小麥三葉期，于各處理小區(qū)確定代表性觀測點0．50 m2，分別調查冬前分蘗、最大分蘗;收獲前在各處理小區(qū)選取代表性樣點1．05 m2，調查有效穗數(shù);分別在冬前、返青期、拔節(jié)期、開花期在各處理小區(qū)取1．0 m長樣段，測定干物質量;成熟期在各處理小區(qū)選取均勻地段，齊地平面刈割長1．0 m雙行樣段裝入網(wǎng)袋，測定該2．0 m樣段的子粒風干重和秸稈干重;自收獲樣段選取代表性植株20株測量株高并調查穗粒數(shù);各處理小區(qū)選擇長勢均勻地段，收取6．30 m2的樣方，測定子粒產(chǎn)量并稱取千粒重。

1．4 數(shù)據(jù)處理 應用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)LSD法對試驗結果進行統(tǒng)計分析;應用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)圖表制作。

2 結果與分析

2．1 不同處理對小麥生長發(fā)育的影響

2．1．1 株高。由表2可知，施氮能夠不同程度地增加小麥株高。與PK處理相比，各施氮處理小麥株高增加2．22～3．22 cm，各處理間小麥株高差異不顯著。適度增加小麥株高可為子粒產(chǎn)量的提高創(chuàng)造良好的株體條件。

2．1．2 群體結構。由表2可知，各施氮處理冬前分蘗數(shù)量比PK處理有所增加，增幅為41．4萬～114．3萬/hm2。與OPT處理比，各控釋氮肥處理冬前分蘗數(shù)量均有所減少，減幅為24．3萬～72．9萬/hm2，差異均未達到0．05顯著水平，冬前群體結構小，有利于形成壯蘗。各控釋氮肥處理間冬前分蘗數(shù)量差異不顯著。各施氮處理最大分蘗數(shù)量變化趨勢與冬前分蘗不同，各控釋氮肥處理最大分蘗數(shù)多于OPT處理和PK處理，以80%控氮B處理最大分蘗最多，達到1 807．2萬/hm2，其與OPT處理和PK處理差異達到0．01顯著水平?？蒯尩狝在減施條件下，分蘗數(shù)量增加，可能是試驗誤差所致。OPT處理最大分蘗數(shù)量相對較少，可能與氮肥分次施用有關。

2．1．3 產(chǎn)量構成因素。由表2可知，PK處理有效穗數(shù)、穗粒數(shù)均少于各施氮處理，而千粒重高于其他處理，可能是群體較小、穗粒數(shù)較少所致。100%控氮A處理有效穗數(shù)最高，與OPT處理比，增加48．1萬/hm2，差異達到0．01極顯著水平，而穗粒數(shù)和千粒重略有下降;80%控氮B處理較OPT處理有效穗數(shù)增加，千粒重提高，穗粒數(shù)減少，但差異均不顯著;控釋氮A在減施條件下，有效穗數(shù)減少54．6萬/hm2，差異達到0．01極顯著水平，而穗粒數(shù)增加2．28粒/穗，千粒重提高1．00 g，差異不顯著。

表2 不同處理株高、群體結構及產(chǎn)量構成因素統(tǒng)計

2．2 不同處理對小麥不同生育時期干物質積累量的影響 從圖1可以看出，各處理小麥干物質積累均隨生育時期的延長呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，但處理間增加的幅度有所差異。在小麥返青期以前，由于植株營養(yǎng)體較小，干物質積累量較低，處理間差異相對較小。自拔節(jié)期開始，施氮處理與不施氮處理間差異逐漸加大，至開花期差異達到最大值，OPT、100%控氮A、80%控氮A、80%控氮B處理比CK處理干物質積累量分別增加16．5%、14．1%、17．9%、19．2%;80%控氮A、80%控氮B處理分別比OPT處理增加1．1%、2．2%。成熟期OPT、100%控氮A、80%控氮A、80%控氮B處理分別比 CK 處理干物質積累量增加 9．4%、10．1%、9．6%、11．5%。

圖1 各處理小麥不同生育時期干物質積累量

2．3 不同處理對小麥產(chǎn)量和效益的影響

2．3．1 產(chǎn)量。由表3可知，與PK處理相比，其他各施氮處理均表現(xiàn)不同程度增產(chǎn)，幅度為17．1% ～22．0%，差異與PK處理均達到0．01極顯著水平。與OPT處理相比，同等氮素水平下，100%控氮A處理增產(chǎn)3．2%，差異未達0．05顯著水平。100%控氮A處理比80%控氮A處理增產(chǎn)1．8%，80%控氮B處理比80%控氮A處理增產(chǎn)2．8%，差異未達0．05顯著水平。

2．3．2 經(jīng)濟效益。由表3可知，在其他因素投入相同條件下，控釋氮肥處理比OPT處理肥料投入成本有所增加，尤其是100%控氮A處理增加336．90元/hm2，但由于產(chǎn)量提高，用工投入減少，收益增加690．60元/hm2。80%控氮A處理與100%控氮A處理施肥效益相當，僅減少86．70元/hm2。

3 結論與討論

(1)與普通氮肥相比，控釋氮肥能夠表現(xiàn)出更好的增產(chǎn)增收效果，即使在減施20%條件下，控釋氮A產(chǎn)量降低1．8%，效益僅略有下降，效益減少86．70元/hm2，控釋氮B產(chǎn)量略有提高，效益增加1 122．00元/hm2，并且隨勞動力日趨緊張，經(jīng)濟效益還會進一步提高。因此，從節(jié)能減排、節(jié)省用工、減輕環(huán)境污染等方面考慮，適當減少控釋氮肥用量是今后值得推廣的施肥技術。

(2)控釋氮肥能夠在一定程度上促進小麥生長發(fā)育，表現(xiàn)在植株高度適中，抗逆性能增強;冬前群體結構較小，有利于形成壯蘗;控釋氮肥養(yǎng)分釋放緩慢，利用效率提高，能夠滿足小麥整個生育期氮素供應，即使在減施20%條件下，亦不會發(fā)生后期脫肥現(xiàn)象，最終有效穗數(shù)基本持平或增加，穗粒數(shù)和千粒重與優(yōu)化施肥處理相當，從而為小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供保障。

表3 不同處理小麥產(chǎn)量及效益統(tǒng)計

(3)喬玉輝等［12］研究認為，在一定范圍內(nèi)，干物質積累量與子粒產(chǎn)量呈顯著正相關，因此提高干物質生產(chǎn)能力是提高小麥子粒產(chǎn)量的重要途徑。該試驗結果表明，在小麥上施用控釋氮肥替代普通氮肥能夠提高干物質積累能力，從而為實現(xiàn)小麥增產(chǎn)提供物質基礎。

［1］蔡燕華．氮肥施用中的污染問題及防治對策［J］．安徽農(nóng)學通報，2007，13(18):48 －50．

［2］聶云．過量施用氮肥和磷肥對環(huán)境的危害［J］．耕作與栽培，2000(4):43－44．

［3］侯彥林，李紅英，周永娟，等．中國農(nóng)田氮面源污染研究:Ⅱ污染評價指標體系的初步制定［J］．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2008，27(4):1277 －1282．

［4］韓曉日．新型緩/控釋肥料研究現(xiàn)狀與展望［J］．沈陽農(nóng)業(yè)大學學報，2006，37(1):3 －8．

［5］劉存寶，徐秋明，鄒國元，等．緩控釋肥料理論與實踐［M］．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2009:1－8．

［6］衣文平，朱國梁，武良，等．不同量的包膜控釋尿素與普通尿素配施在夏玉米上的應用研究［J］．植物營養(yǎng)與肥料學報，2010(6):1497－1502．

［7］谷佳林，徐凱，張東雷，等．硫包衣尿素在夏玉米上的應用效果研究［J］．中國核農(nóng)學報，2010(21):194－197．

［8］谷佳林，徐凱，付鐵梅，等．不同密閉材料硫包衣尿素氮素釋放特性及對夏玉米生長的影響［J］．植物營養(yǎng)與肥料學報，2011(3):630－637．

［9］李守芳，鄭興來．控釋肥料在小麥上的應用研究［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學，2007(35):2952 －2953．

［10］衣文平，孫哲，武良，等．包膜控釋尿素與普通尿素配施對冬小麥生長發(fā)育及土壤硝態(tài)氮的影響［J］．應用生態(tài)學報，2011(3):687－693．

［11］于淑芳，楊力，張民，等．控釋肥對小麥玉米生物學性狀和土壤硝酸鹽積累的影響［J］．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2010(1):128－133．

［12］喬玉輝，宇振榮，DRIESSEN PM，等．冬小麥干物質在各器官中的累積和分配規(guī)律研究［J］．應用生態(tài)學報，2002，13(5):543－546．