鄂北崗地兩個小麥品種氮、磷、鉀優(yōu)化施肥研究

段建設(shè)+朱紅英+周平+劉冬碧+葛雙桃+魯明星+張德才+黃小菁+楊文兵

摘要：采用田間小區(qū)試驗(yàn)研究了鄂北崗地2個小麥（Triticum aestivum L.）品種氮、磷、鉀優(yōu)化施肥量。結(jié)果表明，本試驗(yàn)條件下，鄭麥9023和鄂麥596的氮、磷、鉀優(yōu)化施肥量為210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O，此時2個小麥品種產(chǎn)量分別可達(dá)6 850 kg/hm2和6 750 kg/hm2，氮磷鉀吸收量之比（N∶P2O5∶K2O）分別為1∶0.26∶0.98和1∶0.25∶1.01，氮肥當(dāng)季表觀利用率分別為65.9%和68.1%。

關(guān)鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）;氮;磷;鉀;優(yōu)化施肥;鄂北崗地

中圖分類號：S512.2;S147.22 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2015）23-5830-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.23.010

Optimized Fertilization of Nitrogen， Phosphorus and Potassium on Two Wheat Varieties in North Hubei Province

DUAN Jian-she1，ZHU Hong-ying1，ZHOU Ping1，LIU Dong-bi2a，GE Shuang-tao2b，LU Ming-xing3，ZHANG De-cai3，HUANG Xiao-jing3，YANG Wen-bing3

（1.Xiangzhou Distract of Xiangyang City Agricultural Technological Extension Center/ Xiangzhou Distract Agricultural Bureau， Xiangyang 441104， Hubei， China;2a. Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer; 2b. Institute of Food Crops， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China; 3. Cultivated Land and Fertilizer Station of Hubei Province， Wuhan 430070， China）

Abstract： Optimized fertilization of nitrogen， phosphorus and potassium on 2 wheat varieties in north Hubei province was studied by field experiments. The results showed that，under the experimental condition， the optimized fertilization rate of nitrogen （N），phosphorus （P2O5） and potassium （K2O） on both Zhengmai 9023 and Emai 596 were 210 kg/hm2 N，90 kg/hm2 P2O5 and 90 kg/hm2 K2O， on this condition， the yield of the 2 wheat varieties was 6 850 kg/hm2 and 6 750 kg/hm2，respectively.N∶P2O5∶K2O was 1∶0.26∶0.98 and 1∶0.25∶1.01，and the apparent N recovery by crop was 65.9% and 68.1%，respectively.

Key words： wheat（Triticum aestivum L.）; nitrogen; phosphorus; potassium; optimized fertilization; north Hubei province

鄂北崗地是湖北省小麥（Triticum aestivum L.）主產(chǎn)區(qū)，位于湖北小麥種植區(qū)劃中的鄂中丘陵和鄂北崗地麥區(qū)[1]，既是湖北省小麥單產(chǎn)最高的區(qū)域，也是湖北省優(yōu)質(zhì)專用小麥生產(chǎn)基地，同時還位于中國北緯33°小麥高產(chǎn)開發(fā)區(qū)，氣候和土壤條件比較適合發(fā)展小麥生產(chǎn)，蘊(yùn)藏著巨大產(chǎn)量潛力[2]。有研究表明，合理調(diào)節(jié)氮肥基追比例，優(yōu)化施肥，提高化肥養(yǎng)分效率仍然是各區(qū)域小麥增產(chǎn)的重要途徑[3，4]。余宗波等[5-7]利用湖北省11個主產(chǎn)縣（市、區(qū)）70個小麥氮、磷、鉀田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用線性+平臺模型，研究并提出湖北省小麥氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）平均最佳用量分別為158、75和87 kg/hm2，但沒有提出針對不同小麥產(chǎn)區(qū)的最佳平均施肥量。湖北省不同小麥產(chǎn)區(qū)，尤其是以北緯31°左右為界的鄂北地區(qū)和鄂南地區(qū)[1]，由于土壤類型、氣候條件以及種植制度的不同，小麥的產(chǎn)量和養(yǎng)分需求量在不同區(qū)域有較大的差異。熊又升等[8]采用二次多項式模擬，得到3個主要小麥品種在襄陽區(qū)古驛鎮(zhèn)的最高理論產(chǎn)量為6 250～7 570 kg/hm2，相應(yīng)的施氮量為227～253 kg/hm2。在相關(guān)研究結(jié)果基礎(chǔ)上，本研究通過田間試驗(yàn)以作物產(chǎn)量、肥料養(yǎng)分的農(nóng)學(xué)效率、經(jīng)濟(jì)效益以及當(dāng)季肥料養(yǎng)分利用率為主要考察指標(biāo)，進(jìn)一步探討鄂北崗地小麥氮磷鉀優(yōu)化施肥配方，為充分發(fā)揮該區(qū)域不同小麥品種以及不同地力條件下小麥的產(chǎn)量潛力，進(jìn)一步提高土壤和肥料養(yǎng)分利用率提供依據(jù)。

1 ?材料與方法endprint

1.1 ?供試土壤與小麥品種

試驗(yàn)布置在湖北省襄陽市襄州區(qū)張家集鎮(zhèn)何崗村（32°07′42.9″N，112°22′55.3″S），土壤類型為黃土母質(zhì)發(fā)育的淹育型水稻土，供試土壤pH 6.35，有機(jī)質(zhì)16.4 g/kg，堿解氮124 mg/kg，有效磷6.40 mg/kg，速效鉀122 mg/kg。試驗(yàn)田所在區(qū)域的小麥習(xí)慣施肥量平均為純氮（N）161 kg/hm2，純磷（P2O5）33.8 kg/hm2，純鉀（K2O）33.8 kg/hm2。供試小麥品種為鄭麥9023和鄂麥596。

1.2 ?試驗(yàn)設(shè)計

2個小麥品種各布置1個肥料優(yōu)化配比試驗(yàn)。每個試驗(yàn)處理相同，設(shè)置7個處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，小區(qū)間開溝隔開，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)3 m寬的保護(hù)行。試驗(yàn)處理分別為：N0P90K120（T1），N180P90K120（T2），N210P90K120（T3），N240P90K120（T4），N210P67.5K120（T5），N210P90K90（T6），N210P67.5K90（T7），字母下標(biāo)數(shù)字代表每公頃純養(yǎng)分（N、P2O5和K2O）的施用量。

氮、磷、鉀肥料品種分別為尿素（N 46.3%）、過磷酸鈣（P2O5 12%）和氯化鉀（K2O 60%）。氮肥分配為底肥40%+分蘗肥30%+拔節(jié)肥30%，磷肥全部作底肥，鉀肥分配為底肥60%+拔節(jié)肥40%。所有處理均施用鋅肥和鉬肥，鋅肥用量為大粒鋅3 kg/hm2，做底肥;鉬肥在播種前按每千克麥種拌2 g鉬酸銨，根據(jù)小區(qū)面積用量稱好，隨拌隨用。底肥在整地后播種前施用，所有底肥混合均勻（鋅肥單獨(dú)施），開溝條施后蓋土。分蘗肥（2014年1月6日施）和拔節(jié)肥（2014年3月4日施）交替在小麥種植行的兩側(cè)開溝條施。

小麥在2013年10月21日播種，人工條播，播種量為225 kg/hm2。加強(qiáng)田間管理，及時防治病蟲草害，使作物的產(chǎn)量潛力在相應(yīng)施肥條件下得到充分發(fā)揮。

1.3 ?收獲、采樣與數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)前采集基礎(chǔ)土樣，用常規(guī)法分析其基本理化性狀[9]。小麥成熟后分區(qū)齊地收獲，記錄子粒和秸稈實(shí)產(chǎn)。小麥?zhǔn)斋@前，在各小區(qū)采集代表性考種樣本，晾干后記錄株高、穗長、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重等經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因素。最后按子粒和秸稈制備樣品，采用常規(guī)方法[9]分析其全氮、全磷和全鉀含量，計算小麥地上部分吸收的氮、磷、鉀養(yǎng)分總量，并計算氮肥當(dāng)季表觀利用率和農(nóng)學(xué)利用率。計算公式為：氮肥當(dāng)季表觀利用率=（施氮區(qū)吸氮量-無氮區(qū)吸氮量）/施氮量×100%;氮肥農(nóng)學(xué)效率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-無氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用SPSS 16.0軟件。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?不同肥料配比對小麥產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表1可知，在施用90 kg/hm2 P2O5和120 kg/hm2 K2O 基礎(chǔ)上，鄭麥9023產(chǎn)量在施氮（N）量210 kg/hm2范圍內(nèi)隨施氮量增加而顯著增加，超過210 kg/hm2后則隨施氮量的增加而緩慢下降，施氮量為210 kg/hm2時產(chǎn)量達(dá)最高，為（7 030±506） kg/hm2，當(dāng)施氮量增加到240 kg/hm2時產(chǎn)量降低為最高產(chǎn)量的95.9%;鄂麥596產(chǎn)量變化趨勢與鄭麥9023基本一致，也是在施氮量為210 kg/hm2時產(chǎn)量達(dá)最高值，且2個小麥品種的最高產(chǎn)量大致相當(dāng)，不同的是在施氮量達(dá)到180 kg/hm2之后，隨施氮量的增加，鄂麥596產(chǎn)量增加不顯著。在施氮量為210 kg/hm2時，鄭麥9023和鄂麥596的氮肥農(nóng)學(xué)效率分別為25.5 kg/kg（N）和25.4 kg/kg（N），與不施氮處理（T1）相比，施氮凈增收入分別為10 879元/hm2和10 923元/hm2，氮肥產(chǎn)投比（即施氮增加的收益與氮肥投入之比，磷、鉀同）分別為11.9和12.0。另外，鄂麥596施氮量從180 kg/hm2增加到210 kg/hm2，雖然產(chǎn)量增加不顯著，但增施的30 kg/hm2氮的凈增產(chǎn)量和凈增收益分別達(dá)420 kg/hm2和793元/hm2，氮肥產(chǎn)投比為7.08。在肥料經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中通常認(rèn)為，只有當(dāng)肥料產(chǎn)投比大于2.0 時，施用化肥才有意義[10]。根據(jù)這個原則和氮的產(chǎn)量效應(yīng)，2個小麥品種的合理施氮量可確定為210 kg/hm2。

根據(jù)表1中結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的計算，結(jié)果表明，在施用210 kg/hm2 N和120 kg/hm2 K2O 基礎(chǔ)上，將施磷量（P2O5）從90 kg/hm2減少到67.5 kg/hm2，鄭麥9023產(chǎn)量減少了270 kg/hm2，收益減少481元/hm2，減施的22.5 kg/hm2磷的產(chǎn)投比為4.28;鄂麥596產(chǎn)量減少了545 kg/hm2，收益減少1 086元/hm2，減施的22.5 kg/hm2磷的產(chǎn)投比為9.66。由此可見，從經(jīng)濟(jì)效益來看，2個小麥品種的施磷量不宜調(diào)減。在施用210 kg/hm2 N和90 kg/hm2 P2O5 基礎(chǔ)上，將施鉀量（K2O）從120 kg/hm2 減少到90 kg/hm2，鄭麥9023產(chǎn)量減少了180 kg/hm2，收益減少216元/hm2，減施的30 kg/hm2鉀的產(chǎn)投比為1.20;鄂麥596產(chǎn)量減少了300 kg/hm2，收益減少480元/hm2，減施的30 kg/hm2鉀的產(chǎn)投比為2.67。因此從經(jīng)濟(jì)效益來看，2個小麥品種的施鉀量是可以調(diào)減的，尤其是在本試驗(yàn)基礎(chǔ)土壤速效鉀含量較高的條件下[11]，更應(yīng)提倡鉀肥的高效施用。

綜上所述，從產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，本試驗(yàn)條件下，襄陽市襄州區(qū)張家集鎮(zhèn)鄭麥9023和鄂麥596氮、磷、鉀優(yōu)化施肥量為210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O比較合適，此時2個小麥品種的產(chǎn)量分別可達(dá)6 850 kg/hm2和6 750 kg/hm2。endprint

2.2 ?不同肥料配比對小麥生長及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

2個小麥品種的經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)如表2所示。由表2可知，在磷、鉀施用量固定時，施氮量在0～210 kg/hm2的范圍內(nèi)變化時，小麥株高隨施氮量的增加而增加，但當(dāng)施氮量增加到240 kg/hm2時，小麥株高降低，與產(chǎn)量的變化趨勢一致。比較T3與T5、T7以及T3與T6、T7可以發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加磷的施用量有利于小麥株高的增長，而鉀對2個小麥品種株高的影響則不一致。不同肥料配比對小麥穗長的影響均不明顯。

不同肥料配比對小麥千粒重的影響較小，對小麥產(chǎn)量的影響主要通過單位面積有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)來實(shí)現(xiàn)。從不同處理的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)相對值大小來看，不施氮肥處理對小麥每穗粒數(shù)的影響明顯大于對有效穗數(shù)的影響，而其他不同肥料配比處理對有效穗數(shù)的影響略大于對每穗粒數(shù)的影響。根據(jù)考察數(shù)據(jù)估算的小麥理論產(chǎn)量與田間試驗(yàn)小區(qū)實(shí)收產(chǎn)量相比，兩者相差在2%～11%，表明樣本考察數(shù)據(jù)基本能反映大田實(shí)際狀況。

2.3 ?不同肥料配比對小麥養(yǎng)分吸收利用的影響

從表3結(jié)果可見，在210 kg/hm2施氮范圍內(nèi)，2個小麥品種的氮、磷、鉀吸收量均隨氮肥用量的增加而顯著增加（鄂麥596鉀吸收量除外），再增加施氮量，鄭麥9023在減產(chǎn)的條件下其吸氮量和吸鉀量仍然進(jìn)一步增加;減少施磷量，鄭麥9023吸磷量無明顯變化，鄂麥596吸磷量顯著降低;在施用210 kg/hm2 N和90 kg/hm2 P2O5時，減少施鉀量，鄂麥596吸鉀量無明顯變化。相關(guān)分析結(jié)果表明，小麥氮、磷、鉀吸收量分別與其產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，R分別為0.993 5、0.920 6、0.949 9（n=14）。從氮、磷、鉀吸收總量來看，鄭麥9023氮、磷吸收量略高于鄂麥596，而鉀吸收量略低于鄂麥596。在最適施肥配比即210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O條件下，鄭麥9023與鄂麥596的氮、磷、鉀吸收量之比（N∶P2O5∶K2O）分別為1∶0.26∶0.98和1∶0.25∶1.01，若以不施氮肥處理為對照，2個小麥品種的氮肥當(dāng)季表觀利用率分別為65.9%和68.1%。

3 ?小結(jié)與討論

以上研究結(jié)果表明，從產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，本試驗(yàn)條件下，襄陽市襄州區(qū)張家集鎮(zhèn)鄭麥9023和鄂麥596的氮、磷、鉀優(yōu)化施肥量為210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O，并配合施用鋅肥和鉬肥，此時2個小麥品種產(chǎn)量分別可達(dá)6 850 kg/hm2和6 750 kg/hm2，氮磷鉀吸收量之比（N∶P2O5∶K2O）分別為1∶0.26∶0.98和1∶0.25∶1.01，氮肥當(dāng)季表觀利用率分別約為65.9%和68.1%。不同肥料配比對小麥產(chǎn)量的影響主要是通過單位面積有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)來實(shí)現(xiàn)，其中有效穗數(shù)的貢獻(xiàn)又略大于每穗粒數(shù)，千粒重的影響較小。

鄂北崗地既是湖北省小麥單產(chǎn)最高的區(qū)域[2]，也是湖北省土壤鉀素肥力最高的區(qū)域[11]。從本研究得到的鄂北崗地小麥最適氮、磷、鉀施用量比余宗波等[5，6]提出的湖北省小麥平均最佳施氮量和施磷量要高，和湖北省小麥平均最佳施鉀量大致相當(dāng)[7];本研究中小麥最高產(chǎn)量與熊又升等[8]得到的3個主要小麥品種在襄陽區(qū)古驛鎮(zhèn)的最高理論產(chǎn)量在同一水平范圍，合理施氮量比其用二次多項式模擬得到的最高理論產(chǎn)量施氮量略低，小麥氮肥農(nóng)學(xué)效率約25 kg/kg（N），氮肥產(chǎn)投比約12.0，氮肥當(dāng)季表觀利用率比丹江口庫區(qū)小麥、油菜、玉米和水稻的氮肥當(dāng)季表觀利用率都明顯要高[12，13]。土壤分析和上述研究結(jié)果表明，供試土壤氮素肥力較低，得到的小麥優(yōu)化施氮量是比較適宜的。史培等[14]的研究結(jié)果表明，在不同降水年型（干旱年、常態(tài)年、豐水年）下，小麥產(chǎn)量有較大的差異，合理施肥均能使小麥產(chǎn)量大幅度增加，有機(jī)肥在豐水年促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收方面作用顯著。本研究僅用2個小麥品種開展了1年的田間試驗(yàn)，因此有必要結(jié)合當(dāng)?shù)禺?dāng)年的氣象數(shù)據(jù)，繼續(xù)進(jìn)行多年、多點(diǎn)的試驗(yàn)驗(yàn)證，并開展配套技術(shù)研究，在提出小麥優(yōu)化施肥量的同時還應(yīng)明確其應(yīng)用條件。此外，本研究中供試土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，在后續(xù)的小麥優(yōu)化施肥研究中，可根據(jù)研究區(qū)域土壤肥力條件，將化學(xué)肥料與有機(jī)肥料的配合施用一并考慮，以充分利用當(dāng)?shù)氐挠袡C(jī)肥資源，培肥地力，保障小麥生產(chǎn)的持續(xù)高產(chǎn)和農(nóng)田土壤的可持續(xù)利用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 敖立萬，朱旭彤，高廣金.湖北省小麥[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[2] 阮吉洲，王文建，任生志，等.鄂北崗地小麥7 500 kg/hm2技術(shù)原理研究Ⅰ.鄂北崗地小麥7 500 kg/hm2主要技術(shù)措施[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（23）：5689-5692.

[3] 石 ?玉，于振文，王 ?東，等.施氮量和底追比例對小麥氮素吸收轉(zhuǎn)運(yùn)及產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報，2006，32（12）：1860-1866.

[4] 王 ?旭，李貞宇，馬文奇，等.中國主要生態(tài)區(qū)小麥?zhǔn)┓试霎a(chǎn)效應(yīng)分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（12）：2469-2476.

[5] 余宗波，鄒 ?娟，肖興軍，等.湖北省小麥?zhǔn)┑Ч暗世寐恃芯縖J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（5）：911-914，920.

[6] 余宗波，鄒 ?娟，肖興軍，等.湖北省小麥?zhǔn)┝仔Ч傲追世寐恃芯縖J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（7）：1338-1341，1346.

[7] 余宗波，鄒 ?娟，肖興軍，等.湖北省小麥?zhǔn)┾浶Ч扳浄世寐恃芯縖J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（8）：1526-1529.

[8] 熊又升，袁家富，郝福新，等.氮肥用量對不同小麥品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，28（6）：697-700.

[9] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].第三版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 2000.

[10] 劉宏斌，李志宏，張維理，等.露地栽培條件下大白菜氮肥利用率與硝態(tài)氮淋溶損失研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004， ?10（3）：286-291.

[11] 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所.湖北土壤鉀素肥力與鉀肥應(yīng)用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996.

[12] 巴瑞先，劉冬碧，熊桂云，等.丹江口庫區(qū)玉米和水稻氮肥合理用量研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，49（9）：2090-2093.

[13] 熊桂云，劉冬碧，巴瑞先，等.丹江口庫區(qū)小麥和油菜氮肥合理用量研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，49（9）：2094-2096，2100.

[14] 史 ?培，郝明德，何曉雁，等.旱地不同降水年型小麥?zhǔn)┓实漠a(chǎn)量效應(yīng)及吸肥特性[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，38（7）：91-97.endprint