三種水肥處理模式對(duì)小麥產(chǎn)量、肥料利用率及土壤養(yǎng)分的影響

邵俊飛 李慧敏 李漢燕 孫素霞 于進(jìn)杰 趙成雷

摘 要 噴灌是一種重要的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式。通過(guò)試驗(yàn)研究不同水肥處理對(duì)山東省威海市文登區(qū)峰山村小麥產(chǎn)量、肥料利用率及土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明，處理H-SL（常規(guī)施肥+噴灌）與L-SL（常規(guī)施肥減量25%+噴灌）小麥產(chǎn)量分別較CK（不施肥+畦灌）增加10.21%和17.72%；在肥料減施25%處理下，噴灌能夠較好地維持土壤含水量和養(yǎng)分含量；在小麥拔節(jié)期，處理L-SL 0～40 cm土層養(yǎng)分含量最高，無(wú)機(jī)氮、有效磷、速效鉀含量分別為97.33 mg·kg-1、46.73 mg·kg-1、201.02 mg·kg-1；處理L-SL養(yǎng)分利用率最高，氮磷鉀肥利用率分別為48.57%、19.22%、49.52%。

關(guān)鍵詞 小麥；噴灌；產(chǎn)量；水肥利用率；土壤養(yǎng)分

中圖分類號(hào)：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.002

華北平原是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地之一，該地區(qū)用全國(guó)6%的水資源支撐了18%的耕地，同時(shí)產(chǎn)出了23%的糧食，對(duì)于保障我國(guó)糧食安全發(fā)揮了重要作用[1]。小麥作為華北平原最主要的糧食作物，其生育期長(zhǎng)且生育期內(nèi)降水稀少，50%～75%的需水量需通過(guò)灌溉進(jìn)行補(bǔ)充[2]。小麥灌溉用水占農(nóng)業(yè)用水量的70%，長(zhǎng)期抽取地下水灌溉導(dǎo)致地下水水位下降、水資源匱乏，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞[3-4]。因此，水資源短缺成為影響華北平原農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的重要問(wèn)題[5]。

噴灌作為一種重要的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式，在小麥栽培上可實(shí)現(xiàn)節(jié)水30%～40%，節(jié)肥20%～30%，增產(chǎn)15%～30%[6-7]。筆者選擇冬小麥作為研究對(duì)象，探究噴灌模式下的節(jié)肥增效潛力，以期為華北平原農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

筆者于2020年10月至2021年6月在山東省威海市文登區(qū)澤頭鎮(zhèn)峰山村進(jìn)行大田試驗(yàn)。供試土壤類型為石質(zhì)干潤(rùn)正常新成土，pH值為7.15，有機(jī)質(zhì)含量為10.25 g·kg-1，硝態(tài)氮含量為45.64 mg·kg-1，銨態(tài)氮含量為8.24 mg·kg-1，有效磷含量為24.3 mg·kg-1，速效鉀含量為90.57 mg·kg-1。供試小麥品種為濟(jì)麥22，生育期約240 d。供試氮肥為尿素（46%），磷肥為過(guò)磷酸鈣（12%），鉀肥為硫酸鉀（50%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為20 m2

（4 m×5 m），各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)排列。試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理。1）CK：不施肥+畦灌。2）H-SL：常規(guī)施肥+噴灌，其中氮、磷、鉀肥施用量分別為220.0 kg·hm-2、130.0、kg·hm-2、100.0 kg·hm-2。3）L-SL：常規(guī)施肥減量25%+噴灌，其中氮、磷、鉀肥施用量分別為165.0 kg·hm-2、97.5、kg·hm-2、75.0 kg·hm-2。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。氮肥分基肥和追肥兩次施入，施肥量為1∶1；磷、鉀肥全部作基肥一次性施入，肥料均勻撒施后翻耕。小麥于2020年10月中旬播種，2021年6月中旬收獲，播種量為165 kg·hm-2，生育期管理措施與農(nóng)戶常規(guī)管理措施相同。

1.3 樣品采集與測(cè)定

小麥關(guān)鍵生育期采集樣地0～40 cm土層樣品，測(cè)定土壤養(yǎng)分含量。小麥成熟期收獲，測(cè)定籽粒產(chǎn)量；同時(shí)采集樣地0～100 cm土層樣品，測(cè)定土壤含水量。小麥產(chǎn)量采取實(shí)打?qū)嵤盏姆绞?，測(cè)產(chǎn)同時(shí)測(cè)定穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等。根據(jù)植株養(yǎng)分含量、生物量、產(chǎn)量計(jì)算養(yǎng)分吸收量和肥料利用率。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥生育期不同處理對(duì)0～40 cm土壤養(yǎng)分含量的影響

隨著小麥生長(zhǎng)發(fā)育，土壤中無(wú)機(jī)氮、有效磷、速效鉀含量均呈下降趨勢(shì)（見(jiàn)表1）。

小麥幼苗期，處理H-SL土壤無(wú)機(jī)氮含量最高，為121.93 mg·kg-1。小麥拔節(jié)期，除處理L-SL外，各處理土壤無(wú)機(jī)氮含量均有下降，而處理L-SL土壤無(wú)機(jī)氮含量升高，為97.33 mg·kg-1，顯著高于其他處理。小麥?zhǔn)斋@期，處理H-SL土壤無(wú)機(jī)氮含量最高，為69.54 mg·kg-1，顯著高于其他處理。

小麥幼苗期，處理H-SL土壤有效磷含量較高，為71.56 mg·kg-1。小麥拔節(jié)期，噴灌處理間有效磷含量差異不顯著。小麥?zhǔn)斋@期，處理L-SL土壤有效磷含量顯著高于其他處理，為40.76 mg·kg-1。

小麥幼苗期，各處理土壤速效鉀含量無(wú)顯著差異。小麥拔節(jié)期，處理L-SL土壤速效鉀含量最高，為201.02 mg·kg-1，顯著高于其他處理。小麥?zhǔn)斋@期，噴灌處理土壤速效鉀含量均高于處理CK，但噴灌處理間無(wú)顯著差異。

2.2 不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

由表2可知，處理H-SL與L-SL較CK小麥產(chǎn)量分別顯著增加10.21%和17.72%。小麥產(chǎn)量與穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重均成正相關(guān)。在肥料減施25%處理下，噴灌能夠提高小麥產(chǎn)量，其穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重分別為574.02萬(wàn)株·hm-2、26.80粒和39.83 g。

2.3 小麥成熟期不同處理對(duì)0～100 cm土層含水量的影響

小麥成熟期各土層土壤含水量隨土壤深度的增加而逐漸降低，處理L-SL在0～80 cm土層中土壤含水量均高于處理H-SL和CK（見(jiàn)圖1）。0～100 cm土層中土壤含水量變化趨勢(shì)表現(xiàn)為L(zhǎng)-SL＞H-SL＞CK，在肥料減施25%處理下，使用噴灌技術(shù)能夠較好地維持土壤含水量，平均含水量在15%左右。

2.4 不同處理對(duì)小麥養(yǎng)分累積量和肥料利用率的影響

由表3可知，各處理氮素累積量在84.48～

187.91 kg·hm-2，處理H-SL和L-SL氮肥利用率分別為47.01%和48.57%。各處理磷素累積量在16.01～

34.75 kg·hm-2，處理H-SL和L-SL磷肥利用率分別為12.46%和19.22%。各處理鉀素累積量在52.21～

95.28 kg·hm-2，處理H-SL和L-SL鉀肥利用率分別為43.07%和47.52%。試驗(yàn)結(jié)果表明，處理L-SL氮、磷、鉀肥利用率均最高。

3 結(jié)論與討論

水分是養(yǎng)分運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)，二者存在著相互調(diào)控與互補(bǔ)的效應(yīng)，適宜的水肥措施能夠促進(jìn)小麥增產(chǎn)，提高肥料利用率[8-9]。而噴灌作為一種重要的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式，能夠有效節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，提高水資源利用率。ZHAI等研究表明，微噴灌能夠提高谷物產(chǎn)量，減少20%用水量[10]。因此，注重水氮資源的調(diào)配，對(duì)提高冬小麥水氮資源利用率，實(shí)現(xiàn)以水促氮具有重要意義。張帆等研究表明微噴灌配施水溶肥可提高小麥光合速率，增加有效穗數(shù)，進(jìn)而增加產(chǎn)量[11]。劉見(jiàn)等研究表明，小麥噴灌灌水定額26～35 mm，施氮量193～

204 kg·hm-2能夠節(jié)水11%，節(jié)氮21%[12]。于淑慧等研究表明微噴灌可提高小麥產(chǎn)量3.3%～9.8%，在減肥20%范圍內(nèi)均能夠?qū)崿F(xiàn)增產(chǎn)[13]。

本研究表明，處理H-SL與L-SL小麥產(chǎn)量分別較對(duì)照增加10.21%和17.72%，處理L-SL產(chǎn)量最高，為3 618.62 kg·hm-2；在肥料減施25%處理下，使用噴灌技術(shù)能夠維持土壤含水量；小麥拔節(jié)期，處理L-SL 0～40 cm土層氮、磷、鉀含量均最高，無(wú)機(jī)氮、有效磷、速效鉀含量分別為97.33 mg·kg-1、46.73 mg·kg-1、201.02 mg·kg-1，收獲期處理L-SL土壤的有效磷含量依舊較高，為40.76 mg·kg-1；處理L-SL相較于H-SL有著較高的養(yǎng)分利用效率，氮、磷、鉀素利用率分別為48.57%、19.22%、49.52%。綜上所述，在減量施肥25%處理下，使用噴灌技術(shù)能夠維持較高的土壤含水量，并提高土壤養(yǎng)分含量及小麥養(yǎng)分吸收量。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）