隴東旱塬冬小麥平衡施肥模式

姚志龍，張成，馬劍

(隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院甘肅慶陽745000)

隴東旱塬冬小麥平衡施肥模式

姚志龍，張成，馬劍

(隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院甘肅慶陽745000)

覆蓋黑壚土和梯田黑壚土是隴東地區(qū)冬小麥的主要種植土壤，盲目施肥是冬小麥生產(chǎn)效益低下的重要原因。選擇覆蓋黑壚土和梯田黑壚土的典型地塊，采用兩年定點(diǎn)“3414”試驗，通過田間試驗研究冬小麥平衡施肥模式，研究兩種土壤冬小麥氮磷鉀最佳施用量和最優(yōu)組合，為隴東旱塬冬小麥科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。結(jié)果表明:隴東旱塬覆蓋黑壚土冬小麥田平衡施肥模型為最佳經(jīng)濟(jì)施肥量為隴東旱塬梯田黑壚土冬小麥平衡施肥模型為最佳經(jīng)濟(jì)施肥量為N:107.0 kg·hm-2;P2O5:70.5 kg·hm-2;K2O:37.5 kg·hm-2。隴東旱塬黑壚土鉀素營養(yǎng)豐富，氮、磷養(yǎng)分缺乏，氮、磷肥增產(chǎn)效果顯著，且互作效應(yīng)明顯，鉀肥無明顯增產(chǎn)效應(yīng)。圖2，表4，參9。

隴東;黑壚土;冬小麥;平衡施肥模式

0 引言

隴東位于黃土高原中部，深居內(nèi)陸，黃土丘陵地貌，典型大陸性氣候，塬區(qū)土壤大多為覆蓋黑壚土?！?0℃的年積溫為2 700℃～3 200℃，年日照時數(shù)2 100 h～2 700 h，年地面蒸發(fā)量1 477 mm，年均降水量350 mm～750 mm，干燥度1.3～1.5，屬于半濕潤易旱類型氣候［1］。小麥生育期常年降水207 mm左右［2］，降水集中，季節(jié)差異大，水分和養(yǎng)分利用系數(shù)較低［3］。

隴東旱塬農(nóng)業(yè)黑壚土有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，大體在7.0 g·kg-1～14.5 g·kg-1之間;全氮含量在0.49 g·kg-1～1.18 g·kg-1之間;速效磷(P2O5)在16.6 mg·kg-1～66.3 mg·kg-1之間;速效鉀含量(K2O)在216 mg·kg-1～286 mg·kg-1之間;土層深厚，土性溫暖，質(zhì)地多為中壤，結(jié)構(gòu)較優(yōu)，耕性較好。氮、磷營養(yǎng)缺乏，鉀素營養(yǎng)豐富，土壤水分虧缺、營養(yǎng)有效性受限等是本地種植業(yè)生產(chǎn)水平低下的主要限制因素。2007年-2009年，對隴東8縣(區(qū))主要耕作土壤(耕層)進(jìn)行了肥力質(zhì)量量化評價，旱塬農(nóng)業(yè)黑壚土屬于隴東肥力質(zhì)量較優(yōu)的土壤類型［4］。根據(jù)土壤質(zhì)量評價結(jié)果進(jìn)行平衡施肥模式研究，將有利于土壤調(diào)查和質(zhì)量評價研究成果快速轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。通過多點(diǎn)(次)平衡施肥田間試驗和農(nóng)藝性狀分析，研究不同肥料配施對旱塬冬小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，探索降低土壤養(yǎng)分流失［5］、促進(jìn)土壤良性循環(huán)、提高耕地質(zhì)量的平衡施肥模式，為培肥旱地土壤提供理論依據(jù)［6］。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地位于隴東學(xué)院農(nóng)場(西峰八里廟村)和寧縣春榮鄉(xiāng)三曹村，土壤類型為厚覆蓋黑壚土和梯田黑壚土。2年試驗前茬作物均為冬小麥，指示品種為隴育4號，播種量為199.5 kg·hm-2;供試肥料為含N 46%的尿素，含P2O512%的普通過磷酸鈣，含K2O 50%的氯化鉀。分別于2008年9月25日-27日和2009年9月28日-9月30日播種，于2009年7月28日和2010年7月12日整區(qū)收獲，風(fēng)干計產(chǎn)，對2008年-2009年度試驗田進(jìn)行了田間考種和室內(nèi)考種，期間進(jìn)行了中耕、松土和鋤草。

1.2 測試項目及方法

根據(jù)表1可知，兩塊試驗田的土壤肥力狀況基本屬于中等水平。

表1 試驗地土壤養(yǎng)分含量Tab.1Soil nutrient content of test site

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 試驗方案。試驗方案采用回歸最優(yōu)設(shè)計，即3因素(N、P、K)，4個水平，14個處理，42個小區(qū)，見表2。2水平最佳施肥量分別為N2:128.10 kg·hm-2，P2(P2O5):85.50 kg·hm-2，K2(K2O): 42.75 kg·hm-2。以此為基礎(chǔ)，計算各水平施肥量:

0水平為不施肥;1水平施肥量=2水平×0.5;3水平施肥量=2水平×1.5。

表2 小麥平衡施肥試驗方案Tab.2The test program of wheat balanced fertilization

1.3.2 田間試驗規(guī)劃。小區(qū)面積=行長×區(qū)寬=5 m×2 m=10 m2，行寬為0.2 m，區(qū)間距0.2 m，重復(fù)間距0.5 m，四周種植大田小麥作為保護(hù)區(qū)。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量結(jié)果及農(nóng)藝性狀

2.1.1 產(chǎn)量結(jié)果分析。兩年2點(diǎn)冬小麥平衡施肥結(jié)果表明，各試驗處理間產(chǎn)量達(dá)極顯著水平，區(qū)組間差異不顯著，說明試驗田塊肥力均勻，土壤肥力對產(chǎn)量變化的影響不大，見表3。4點(diǎn)(次)試驗中，第8處理(N2P2K0)3次產(chǎn)量第一，比對照增產(chǎn)30%以上，2010年寧縣春榮點(diǎn)產(chǎn)量排序第5，但與第一位處理9(N2P2K1)產(chǎn)量差異不顯著，其比對照增產(chǎn)26.2%，均達(dá)極顯著增產(chǎn)水平?？梢钥闯觯a(chǎn)量結(jié)果中排名前四位的主要有8、7、6、9等4個處理，比對照增產(chǎn)大體在26%以上，增產(chǎn)極顯著。

八里廟點(diǎn)產(chǎn)量水平相對春榮點(diǎn)較高，這與土壤基礎(chǔ)肥力和田間病害雜草管理等因素有關(guān)。產(chǎn)量年際間變化也較大，2009年明顯低于2010年，這與2008年冬季干冷，2009年春夏雨水偏少，出現(xiàn)高溫逼熟現(xiàn)象等因素有關(guān)。

2.1.2 農(nóng)藝性狀分析。2009年八里廟點(diǎn)的考種結(jié)果表明，8、7、6、9等處理的千粒重、穗長、穗粒數(shù)、單位面積有效穗數(shù)及容重等影響產(chǎn)量的農(nóng)藝性狀相對較優(yōu)。8號處理表現(xiàn)尤為突出，其穗長、千粒重、容重等3項指標(biāo)位居第一，見表4。

以上結(jié)果說明，N2P2處理具有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)，N2P3處理也有較好的增產(chǎn)效果，而不同施K水平，對產(chǎn)量影響不大，N2P2K0處理極顯著的增產(chǎn)效果表明，在隴東地區(qū)中等產(chǎn)量水平的冬小麥生產(chǎn)中，投入高成本的鉀肥必要性不大。

2.2 回歸分析結(jié)果

2.2.1 覆蓋黑壚土冬小麥平衡施肥回歸分析(西峰八里廟)。對試驗結(jié)果進(jìn)行3因素回歸分析，西峰區(qū)八里廟試驗點(diǎn)2009年-2010兩年的回歸結(jié)果為:

2009年:

表3 冬小麥平衡施肥產(chǎn)量結(jié)果Tab.3Winter wheat yield in balanced fertilization

表4 2008-2009年度平衡施肥小麥農(nóng)藝性狀考種表(西峰八里廟)Tab.4Changes of agronomic traits under balanced fertilization from 2008-2009 at Balimiao

2010年:

平均:

其中R值為0.991 1。由方程可知，中等氮、磷施肥水平和低水平施用鉀肥，具有顯著的增產(chǎn)效果。擬合得出最佳產(chǎn)量3 755 kg·hm-2，最佳施肥量為N:149.9 kg·hm-2，P:35.9 kg·hm-2，K: 24.8 kg·hm-2。折合尿素249.8 kg·hm-2，普鈣684.2 kg·hm-2，氯化鉀59.8 kg·hm-2。

2.2.2 梯田黑壚土冬小麥平衡施肥回歸分析(寧縣春榮)。寧縣春榮試驗點(diǎn)2009年-2010兩年試驗的回歸結(jié)果為:

2009年:

2010年:

平均:

其中R值為0.951 0。回歸方程的形式和八里廟的結(jié)果相似。擬合得出最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為3 698 kg·hm-2，最佳施肥量為N:107.0 kg·hm-2，P:30.8 kg·hm-2，K:31.1 kg·hm-2。折合尿素232.6 kg·hm-2，普鈣587.5 kg·hm-2，氯化鉀75.0 kg·hm-2。

2.3 平衡施肥模式與田間產(chǎn)量相關(guān)性分析

8號處理(N2P2K0)產(chǎn)量最高，6(N2P2K2)、7(N2P3K2)、8(N2P2K0)、9(N2P2K1)四個處理較對照均有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，也說明隴東旱塬冬小麥無需施鉀，見圖1。

圖1 2008-2010年小麥平均產(chǎn)量圖(西峰八里廟)Fig.1The wheat average yield during 2008-2010 at Balimiao

圖2中，也是8號處理(N2P2K0)產(chǎn)量最高，但6(N2P2K2)、7(N2P3K2)、8(N2P2K0)、9(N2P2K1)四個處理產(chǎn)量水平接近，無明顯差異，說明N2P2和N2P3組合均有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)，氮、磷增產(chǎn)效果明顯，鉀肥用量的變化對小麥產(chǎn)量影響不大。

年度回歸方程也表明，氮、磷配合施用具有良好的互作增產(chǎn)效應(yīng)，而氮、鉀，磷、鉀在土壤墑情較差的旱塬麥田互作效應(yīng)不明顯。上述擬合出的施肥方案基本接近平衡施肥試驗中6號處理(N2P2K2)和9號處理(N2P2K1)。

圖2 2008-2010年小麥平均產(chǎn)量圖(寧縣春榮)Fig.2The wheat average yield during 2008-2010 at Chunrong

3 討論

隴東旱地冬小麥基本上是在長期不施有機(jī)肥的條件下生長的，脫離了有機(jī)肥的平衡施肥，增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果有很大的局限性。提高土壤有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)土壤保水、保肥及綜合調(diào)節(jié)能力是保證隴東旱地冬小麥可持續(xù)高效生產(chǎn)的重要措施。在有機(jī)肥源日益緊缺的背景下，可以大力推廣秸稈還田，高茬收割。在土地面積寬裕地區(qū)，可每隔幾年進(jìn)行一次豆科綠肥與小麥輪作，也可間、套、復(fù)種豆科綠肥作物，以改善土壤通透性，減少流失［8］。

平衡施肥試驗中，兩塊試驗田均連作小麥8年以上，農(nóng)田雜草及病害較為嚴(yán)重，也是影響產(chǎn)量水平的因素之一。要合理倒茬，通過不同作物對養(yǎng)分的利用，調(diào)節(jié)優(yōu)化土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，降低小麥生理病害，減少農(nóng)田雜草危害。

隴東旱地冬小麥平衡施肥不僅與肥料配方有關(guān)，還與土壤墑情密切相關(guān)。缺水可使養(yǎng)分在土壤中的遷移速率降低，土壤水吸力增大，根系的吸收能力減弱，進(jìn)而影響?zhàn)B分的吸收利用［9］?？刹捎蒙罡暗啬じ采w種植等耕作管理措施，促進(jìn)土壤對秋季雨水的貯藏，提高冬小麥根系對土壤深層水分的高效利用［2］，達(dá)到以水促肥之目的。

隴東地區(qū)的氣候特點(diǎn)是秋濕、冬寒、春旱、夏干熱。施肥時，宜將施肥量50%的氮及全部磷肥作基肥，于播種前深施，以減少養(yǎng)分流失［2］，保障養(yǎng)分持續(xù)供應(yīng)，增強(qiáng)小麥抗旱和抗寒能力。50%的氮于春季返青后追施。有條件的地塊可于孕穗到灌漿期視天氣噴施0.1%～0.2%磷酸二氫鉀2次～3次，以彌補(bǔ)根系衰老對磷素吸收不足，葉面供鉀也會促使籽粒干物質(zhì)積累，提高落黃效果。同時還可緩解旱情及干熱風(fēng)危害。

旱地冬小麥平衡施肥可顯著提高肥料利用率，減少浪費(fèi)和污染，降低施肥成本。但受水分條件限制，中、高產(chǎn)旱塬地靠增加肥料投入提高冬小麥產(chǎn)量，已潛力不大;在不增加肥料成本的前提下，可將平衡施肥節(jié)省的肥料平衡投向偏遠(yuǎn)區(qū)旱地低產(chǎn)田，可大幅度增產(chǎn)，提高肥料報酬率和冬小麥綜合生產(chǎn)效益。

旱地冬小麥水分利用效率和產(chǎn)量隨著施肥量的增加而提高，對有灌溉條件的高產(chǎn)田，隨N、P施用水平的提高，增加K肥施用量，以增強(qiáng)高水肥條件下小麥的抗倒伏、抗病蟲害能力，提高品質(zhì)。

不了解土壤基礎(chǔ)肥力狀況、不考慮土壤水分狀況及盲目施肥是土壤綜合肥力性狀變差、土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力降低的主要原因;土壤有機(jī)質(zhì)缺乏、長期連作及春夏連旱等因素是導(dǎo)致隴東旱塬地冬小麥產(chǎn)量水平不高、生產(chǎn)效益低下的又一重要原因。

4 結(jié)論

各種平衡施肥方案對隴東旱塬冬小麥均有增產(chǎn)作用。其中，N2P2K0、N2P2K1、N2P3K2、N2P2K2等增產(chǎn)效果顯著，增幅在26%以上。

隴東旱塬冬小麥產(chǎn)量的養(yǎng)分限制因子是氮和磷，而非鉀。隴東旱塬冬小麥?zhǔn)┾浽霎a(chǎn)效果不明顯，大量施用鉀肥會促使土壤鉀素富集，增加生產(chǎn)成本。良好的土壤水分條件，可產(chǎn)生良好的氮、磷互作效應(yīng)。氮、磷作用的發(fā)揮，也會促使作物對鉀的充分利用。

［1］李玉山，張孝中，郭民航.黃土高原高原南部作物水肥的產(chǎn)量的效應(yīng)的田間研［J］.土壤學(xué)報，1990，27(1):1-7.

［2］段金省.隴東黃土高原旱地農(nóng)田水分盈虧與開發(fā)對策［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25(3):77-81.

［3］吳健君.果樹栽培學(xué)［M］.蘭州:甘肅民族出版社，2008.

［4］姚志龍.隴東地區(qū)幾種主要耕作土壤質(zhì)量評價及改良利用研究［J］.隴東學(xué)院學(xué)報，2012，23(5):43-48.

［5］王靜，郭熙盛，王允青.秸稈覆蓋與平衡施肥對巢湖流域農(nóng)田氮素流失的影響研究［J］.土壤通報，2011，42(2):331-335.

［6］王淑英，樊廷錄，丁寧平，等.長期定位施肥對黃土旱塬黑壚土土壤酶活性的影響［J］.土壤通報，2011，42(2):307-310.

［7］鮑士旦.土壤農(nóng)化分析.第三版［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.

［8］張慎舉.土壤肥料學(xué)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［9］陸景隣.植物營養(yǎng)學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2003.

Balanced Fertilization Modes for Winter Wheat in Dry Plateau of Eastern Gansu Province

YAO Zhi-long，ZHANG Cheng，MA Jian
(College of Agriculture and Forestry，Long Dong University，Qingyang 745000，China)

Mulching black loessial soil and terrance black loessial soil are the main soils for winter wheat production in eastern Gansu province.Unreasonable fertilization is an important reason for the winter wheat＇s low production efficiency.This study aims to examine a balanced fertilization model for winter wheat through field test，which can provide a theoretical basis for scientific fertilization of winter wheat in dry plateau of eastern Gansu.Choosing typical field of mulching black loessial soil and terrance black loessial soil，through fixed point"3414"test for two years，the optimum NPK application rates and the optimum combination on winter wheat in these two soils were investigated.The results showed:balanced fertilization mode of winter wheat in mulching black loessial soil was Y=23.98+，the best economic application rate wasrespectively;the balanced fertilization mode in terrance loessial soil wasthe best economic application rate was 107.0 kg·hm-2N，70.5 kg·hm-2P2O5，37.5 kg·hm-2K2O，respectively.Potassium nutrient was rich，while nitrogen and phosphorus were lack in the soils of dry plateau of eastern Gansu.Nitrogen and phosphorus significantly improved winter wheat yield，and their interaction effects were also significant.Potassium had no significant effect on yield.

dry plateau of eastern Gansu;black loessial soil;winter wheat;balanced fertilization mode

S15

A

10.11689/j.issn.2095-2961.2015.04.006

2095-2961(2015)04-0176-07

2015-03-15;

2015-05-15.

國家農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化資金項目“高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗冬小麥新品種示范與推廣”(GB2B2011100007)資助.

及通訊作者簡介:姚志龍(1968-)，男，甘肅寧縣人，副教授，主要從事土壤農(nóng)化、土壤調(diào)查與評價等方面研究和教學(xué)工作.