不同類型新型肥料對冬小麥產(chǎn)量和氮素利用率的影響

吳子峰 劉倩倩 鄭良勇

摘要 [目的]篩選適宜安徽淮北砂姜黑土區(qū)小麥專用型新型肥料及土壤改良劑。[方法]以土壤改良劑和10種不同類型的新型肥料為材料，分析不同肥料處理對小麥產(chǎn)量、經(jīng)濟效益及氮素利用的綜合影響。[結(jié)果]不同新型肥料及土壤改良劑對小麥的增產(chǎn)效果不同，與常規(guī)施肥、推薦施肥相比分別增產(chǎn)2.1%～8.7%、1.3%～7.9%，凈收入分別增加105.0～901.5、25.5～807.0元/hm2，氮肥偏生產(chǎn)力分別提高2.1%～8.7%、0.6%～7.1%，氮肥農(nóng)學效率分別提高18.7%～77.0%、10.1%～64.2%。[結(jié)論]總養(yǎng)分含量為48%的增效肥、控失肥I和活性糖肥料3種新型肥料，其綜合效果較優(yōu)，一次性基施技術(shù)可替代推薦施肥。

關(guān)鍵詞 新型肥料;冬小麥;產(chǎn)量;經(jīng)濟效益;氮肥偏生產(chǎn)力

中圖分類號 S512.1+1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2020）03-0167-04

Abstract [Objective] To select optimum newtype fertilizers and soil amendments for wheat production in lime concretion black soil area of Huaibei plain. [Method] Soil amendments and ten different types of new fertilizers were investigated， and the comprehensive effects of different fertilizer treatments on wheat yield， economic benefit and nitrogen uptake and utilization were analyzed. [Result] Different new fertilizers and soil amendments had different yieldincreasing effects on wheat. Compared with traditional fertilization and recommended fertilization， new fertilizers and soil amendments increased yield by 2.1%-8.7%， 1.3%-7.9%， respectively， and net income increased by 105.0-901.5 yuan/hm2， 25.5-807.0 yuan/hm2. Nitrogen use efficiency increased by 1.6%-6.1% and 0.8%-5.5%， respectively. [Conclusion] Three kinds of new fertilizers， such as 48% of total effective fertilizer， controlled loss of fertilizer I and active sugar fertilizer， had better comprehensive effects. The oneoff application of new wheatspecific fertilizers could replace the recommended fertilization.

Key words New fertilizer;Winter wheat;Yield;Economic benefit;Nitrogen partial fator productivity

氮肥作為小麥生長過程中需求最大的肥料類型，其對小麥的增產(chǎn)效果最顯著，因此篩選出適宜小麥生長的氮肥類型及合理的氮肥施用方式對提高小麥產(chǎn)量具有重要作用[1-2]。自20世紀80年代以來，氮肥施用量在我國的糧食生產(chǎn)中增加迅速，其總施用量增加了近1.5倍[3]，但作物的增產(chǎn)速率只有10%左右[4]，這不僅導致肥料的浪費，同時大量施加的氮肥會導致土壤板結(jié)、土壤肥力下降等一系列問題[5]。如何提高氮肥利用率和作物產(chǎn)量在農(nóng)業(yè)上具有重要意義，而穩(wěn)定性、緩控釋型等新型肥料可以通過對土壤中養(yǎng)分的控制及氮素的轉(zhuǎn)化過程來達到以上目的[6-8]。闞正榮等[9]研究表明，施用生物炭可以提高冬小麥的籽粒產(chǎn)量。Zheng等[10]研究表明，包膜控失型肥料不僅可以顯著增加小麥產(chǎn)量，而且對肥料利用率具有明顯的提高作用。鄭學博等[11]研究顯示，與常規(guī)施肥相比，施用控失肥和緩釋肥后小麥產(chǎn)量分別增加1.13%和6.65%，且其氮肥回收率分別提高10.5%和13.7%。因此，合理地運用新型肥料，做到因地制宜，在農(nóng)業(yè)上將是一個重大突破。

筆者于2017—2018年在安徽省濉溪縣開展田間試驗，通過對控失肥、炭基肥、保持性肥料和活性糖肥料等10種新型肥料及土壤改良劑對小麥產(chǎn)量、經(jīng)濟效益與氮肥偏生產(chǎn)力、農(nóng)學利用率等的影響差異分析，篩選出效果較好的新型肥料，以期為砂姜黑土區(qū)小麥高效豐產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年10月—2018年6月在安徽省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所濉溪縣楊柳農(nóng)業(yè)科學院實驗站開展，實驗站位于安徽省淮北市濉溪縣孫疃鎮(zhèn)（116°45′E、33°37′N），氣候?qū)儆谂瘻貛駶櫦撅L氣候。供試土壤為砂姜黑土，前茬作物為大豆，機收后秸稈粉碎還田，旋耕耙實。試驗開始前耕層土壤（0～20 cm）基礎(chǔ)化學性質(zhì)：pH 7.21，有機碳18.88 g/kg，全氮1.12 g/kg，全磷1.12 g/kg，全鉀35.31 g/kg，堿解氮86.59 mg/kg，有效磷38.50 mg/kg，速效鉀136.07 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

試驗材料為不同的肥料種類，由安徽帝元生物科技有限公司提供。試驗共設(shè)置14個處理，分別為增效型肥料10個（T1～T10），T11為土壤改良劑基施+基追普通肥，對照為常規(guī)施肥（CK1）和推薦施肥（CK2），另設(shè)不施氮處理（N0），具體肥料施用量與時期見表1。每個處理3次重復，小區(qū)面積為10.08 m2。供試小麥品種為安科157，播種密度225×104 /hm2，行距20 cm。播種時間為2017年10月19日，收獲時間為2018年6月3日。

1.3 灌溉及病蟲害防治

2017年11月2日人工開溝條播，播后微噴40 min，12月25日澆越冬水微噴40 min。2018年3月8日雙氟磺草胺化除。3月9日用氯氟氰菊酯、吡蟲啉防治蚜蟲、麥蜘蛛一次;4月22、29日用戊唑醇酰胺防治赤霉病、白粉病。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成要素。

在小麥3葉期，于每個小區(qū)中挑選2個具有代表性且長勢較均勻的1 m樣品區(qū)段進行定點標記，調(diào)查記錄其基本苗，至小麥收獲期統(tǒng)計標記樣品區(qū)段的穗數(shù)，并計算單位面積小麥的有效穗數(shù)。各小區(qū)經(jīng)人工脫粒后測定小麥的穗粒數(shù)及穗粒重。每個小區(qū)采用自走履帶式全喂入聯(lián)合收割機（4LZ-0.8，湖南）進行收割，自然曬干后進行稱重記錄產(chǎn)量，并測定千粒重。

1.4.2 效益計算。

小麥籽粒單價是2.3元/kg，常規(guī)復合肥和新型肥料價格分別為1 875、2 025元/hm2，追肥用工225元/hm2。

凈增收（元/hm2）=新增收入-新增投入

1.4.3 氮肥利用率。

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=籽粒產(chǎn)量/施氮量[12]。

氮肥農(nóng)學效率（kg/kg）=（施氮處理籽粒產(chǎn)量-不施氮對照籽粒產(chǎn)量）/施氮量[13]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016進行整理、基礎(chǔ)計算及畫圖;采用IMB SPSS Statistics 22進行方差分析（ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理的小麥產(chǎn)量與產(chǎn)量要素

不同肥料處理下小麥的產(chǎn)量及增產(chǎn)率見圖1。由圖1可知，施加氮肥可以提高小麥產(chǎn)量，但常規(guī)施肥（CK1）、推薦施肥（CK2）、控失肥II（T2）、活性糖肥料I（T7）、活性糖肥料III（T9）和活性肥（T10）與不施氮肥對照（N0）的小麥產(chǎn)量差異不顯著。

基施新型肥料（T1～T10）和土壤改良劑+基追普通肥（T11）的小麥產(chǎn)量為5 353.5～5 700.0 kg/hm2，與CK1、CK2相比分別增產(chǎn)2.1%～8.7%、1.3%～7.9%，但未達顯著差異。基施增效肥（T6）產(chǎn)量最高，為5 700.0 kg/hm2，與CK1、CK2相比增幅分別為8.7%、7.9%。其次為基施控失肥 I（T1），產(chǎn)量為5 692.50 kg/hm2，較CK1、CK2增幅分別為8.6%、77%?；┗钚蕴欠柿希═8）和土壤改良劑+基追普通肥（T11）產(chǎn)量也較高，其較CK1增產(chǎn)7.0%～7.2%，較CK2增產(chǎn)6.2%～6.4%。綜上，與常規(guī)普通肥相比，新型肥料對提高小麥產(chǎn)量具有一定作用。

由表2可知，與N0相比，基施新型肥料（T1～T10）、土壤改良劑+基追普通肥（T11）和推薦施肥（CK2）均可顯著提高有效穗數(shù)。與CK1、CK2相比，T1～T11有效穗數(shù)分別提高77%～23.3%、0.9%～17.0%?；娀剩═5）的有效穗數(shù)顯著高于CK1、CK2處理，且與CK1相比，基施控失肥（T1）、活性糖肥料I（T7）的有效穗數(shù)顯著增加，其余新型肥料處理雖能增加有效穗數(shù)，但未與CK1、CK2達顯著差異。不同肥料處理間的穗粒數(shù)差異均未達顯著水平。千粒重最高的為N0處理，且顯著高于T1～T11。CK1、CK2的千粒重略高于其他氮肥處理，且均與T7達顯著差異，同時CK1的千粒重顯著高于土壤改良劑+基追普通肥（T11）。

2.2 不同肥料處理的增收效益

基施新型肥料（T1～T10）、土壤改良劑+基追普通肥（T11）的增收效益見表3。由表3可知，與CK1相比，新型肥料及土壤改良劑處理小麥產(chǎn)量增加111.0～457.5 kg/hm2，增加收入255.0～1 051.5元/hm2，凈增收為105.0～901.5元/hm2。其中，基施增效肥（T6）、基施控失肥 I（T1）的增收效果最好，分別為901.5、885.0元/hm2，其次為基施活性糖肥料（T8）的增收為694.5元/hm2，基施保持肥（T3）、基施炭基肥（T4）和基施強化肥（T5）的增收為523.5～603.0元/hm2。與CK2相比新型肥料及土壤改良劑處理的增產(chǎn)、新增收入、凈增收分別為69.0～415.5 kg/hm2、160.0～957.0元/hm2、25.5～807.0元/hm2，增收效果最好的T6、T1分別為807.0、789.0元/hm2，T3、T4、T5和T8的增收為427.5～600.0元/hm2。土壤改良劑+基追普通肥（T11）雖然增收效果較好，但由于投入較大，其增收效果較差。

2.3 不同肥料處理的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學效率

基施新型肥料（T1～T10）、土壤改良劑+基追普通肥（T11）的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學效率均高于常規(guī)施肥（CK1）和推薦施肥（CK2）處理（圖2）。CK1、CK2的氮肥偏生產(chǎn)力分別為233、23.6 kg/kg，T1～T11的氮肥生產(chǎn)力為23.8～25.3 kg/kg，與CK1、CK2相比分別增加2.1%～8.7%、0.6%～7.1%。CK1、CK2和T1～T11的氮肥農(nóng)學效率分別為2.6、2.8 kg/kg和3.1～4.7 kg/kg，與CK1、CK2相比分別增加18.7%～770%、10.1%～64.2%。其中T1、T6、T8、T11的兩者均較高。

3 結(jié)論與討論

產(chǎn)量和增收效益是評價肥料效果的重要指標，邢素麗等[14]研究表明施用控失肥等新型肥料與普通肥料相比其產(chǎn)量可增加7.9%～10.4%，孫克剛等[15]、吳小賓等[16]研究表明新型肥料可顯著增加小麥產(chǎn)量。該研究結(jié)果表明，基施新型肥料（T1～T10）和土壤改良劑+基追普通肥比常規(guī)施肥（CK1）、推薦施肥（CK2）分別增產(chǎn)2.1%～8.7%、1.3%～79%，其中基施增效肥（T6）、基施控失肥 I（T1）、基施活性糖肥料（T8）和土壤改良劑+基追普通肥（T11）的增產(chǎn)效果最優(yōu)。與CK1、CK2相比，T1～T11凈收入分別增加105.0～901.5、25.5～807.0元/hm2。其中，T11雖然增收效果較好，但因為投入較大，其增收效果較差。T6、T1和T8處理的增產(chǎn)增收效果均較好。

分析不同處理下小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響可得，新型肥料對穗粒數(shù)的影響不顯著，而對單位面積有效穗數(shù)則有促進作用，比常規(guī)施肥、推薦施肥分別高7.7%～23.3%、0.9%～1703%，這與王飛等[17]、馬洪波等[18]的研究結(jié)果一致;新型肥料除T7顯著低于普通肥料處理外，其他新型肥料的千粒重與普通肥料（CK1、CK2）差異未達顯著水平。由此可知，在該地區(qū)中新型肥料對小麥增產(chǎn)的有效途徑是增加單位面積有效穗數(shù)。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理使用緩控釋等新型肥料是提高肥料效率的重要手段[19-20]，何杰等[21]研究表明施用控失肥對小麥的氮肥偏生產(chǎn)力和農(nóng)學利用率有提高作用。氮肥效率的提高，一方面是氮肥當季利用的提高，另一方面是提高肥料有效性。該研究結(jié)果表明，與CK1和CK2相比，新型肥料和土壤改良劑的氮肥偏生產(chǎn)力分別提高2.1%～8.7%、0.6%～7.1%，氮肥農(nóng)學效率分別提高18.7%～77.0%、10.1%～642%，其中T6、T1、T11、T8的效果較好。

綜上，總養(yǎng)分含量為48%的增效肥、控失肥I和活性糖肥料3種新型肥料，其綜合效果較優(yōu)，一次性基施技術(shù)可替代大田推薦施肥。

參考文獻

[1] ROBERTS T L.The role of fertilizer in growing the worlds food [J].Better crops with plant food，2009（2）：12-15.

[2] 吳中偉，樊高瓊，王秀芳，等.不同氮肥用量及其生育期分配比例對四川丘陵區(qū)帶狀種植小麥氮素利用的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2014，20（6）：1338-1348.

[3] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.新中國農(nóng)業(yè)60周年統(tǒng)計資料[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2009.

[4] DUAN Y H，XU M G，GAO S D，et al.Nitrogen use efficiency in a wheatcorn cropping system from 15 years of manure and fertilizer applications [J].Field crops research，2014，157（2）：47-56.

[5] 李文高.有機-無機肥料配施培肥砂姜黑土研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2000，28（5）：636-637.

[6] GALLOWAY J N，TOWNSEND A R，ERISMAN J W，et al.Transformation of the nitrogen cycle：Recent trends，questions，and potential solutions [J].Science，2008，320（5878）：889-892.

[7] FENG J F，LI F B，DENG A X，et al.Integrated assessment of the impact of enhancedefficiency nitrogen fertilizer on N2O emission and crop yield [J].Agriculture，ecosystems & environment，2016，231：218-228.

[8] CHEN X，ZHANG F，RMHELD V，et al.Synchronizing N supply from soil and fertilizer and N demand of winter wheat by an improved Nmin method [J].Nutrient cycling in agroecosystems，2006，74（2）：91-98.

[9] 闞正榮，濮超，祁劍英，等.施用生物炭對華北平原冬小麥土壤水分和籽粒產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2019，24（4）：1-10.

[10] ZHENG W K，ZHANG M，LIU Z G，et al.Combining controlledrelease urea and normal urea to improve the nitrogen use efficiency and yield under wheatmaize double cropping system [J].Field crops research，2016，197：52-56.

[11] 鄭學博，崔鍵，馬超，等.施肥措施對砂姜黑土小麥生長性狀、營養(yǎng)元素累積及產(chǎn)量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2012，20（5）：550-555.

[12] CASSMAN K G，PENG S，OLK D C，et al.Opportunities for increased nitrogenuse efficiency from improved resource management in irrigated rice systems[J].Field Crops Res，1998，56（1/2）：7-39.

[13] NOVOA R，LOOMIS R S.Nitrogen and plant production [J].Plant & soil，1981，58（1/2/3）：177-204.

[14] 邢素麗，李孝蘭，楊軍芳，等.新型尿素對小麥產(chǎn)量和氮肥利用率的應用效果研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學，2017（6）：40-43.

[15] 孫克剛，和愛玲，金修寬，等.大顆粒包膜尿素控釋肥在冬小麥上的施用效果[J].磷肥與復肥，2013，28（5）：86-87.

[16] 吳小賓，譚德水，林海濤，等.冬小麥一次性施肥氮肥產(chǎn)品篩選與產(chǎn)量效應[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2018，51（20）：3863-3875.

[17] 王飛，徐夢彬，周娜娜，等.不同氮肥運籌對晚播小麥農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學，2018，50（12）：59-63.

[18] 馬洪波，孫若晨，吳建燕，等.控失尿素和含鋅錳尿素對小麥產(chǎn)量和肥料利用率的影響[J].中國農(nóng)學通報，2018，34（13）：8-13.

[19] HUTCHINSON C M.Influence of a controlled release nitrogen fertilizer program on potato（Solanum tuberosum L.）tuber yield and quality[J].Acta horticulturae，2005，684：99-102.

[20] KANG B K，HAN S H.Production of seed potato（Solanum tuberosum L.）under the recycling capillary culture system using controlled release fertilizers [J].Japanese society for horticultural science，2005，74（4）：295-299.

[21] 何杰，張敬昇，王昌全，等.包膜控釋氮肥配施尿素對冬小麥產(chǎn)量與氮素積累及利用的影響[J].西北農(nóng)林科技大學學報（自然科學版），2018，46（3）：34-42.