氮肥增效劑對春小麥產(chǎn)量和效益的影響

陳亮之 孫建好 趙建華 李偉綺 楊新強

摘要：為驗證氮肥增效劑在春小麥上的施用效果，以春小麥品種永良15號為指示品種，設(shè)添加不同用量的氮肥增效劑NBPT、DMPP，常規(guī)施肥和不施肥處理（對照）共5個處理，在河西灌區(qū)研究了減量施肥條件下添加肥料增效劑對春小麥生長性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響。結(jié)果表明，較傳統(tǒng)施肥（N 232.5 kg/hm2、P2O5 241.5 kg/hm2、K2O 56.3 kg/hm2）減N 14.0%、P2O5 37.9%，添加脲酶抑制劑（NBPT） 0.40 kg/hm2、硝化抑制劑（DMPP）2.00 kg/hm2時春小麥主要性狀表現(xiàn)較好，產(chǎn)量最高，為4 693.3 kg/hm2，純收益較傳統(tǒng)施肥增加975.59元/hm2。在河西灌區(qū)，春小麥在化肥減量并添加氮肥增效劑條件下能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)本增效，可在小麥生產(chǎn)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：春小麥；氮肥增效劑；產(chǎn)量；經(jīng)濟效益；河西灌區(qū)

中圖分類號：S512.1；S147.2? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2023）06-0564-03

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.06.016

Effects of Nitrogen Fertilizer Synergists on the Yield and

Economic Benefit of Spring Wheat

CHEN Liangzhi， SUN Jianhao， ZHAO Jianhua， LI Weiqi， YANG Xinqiang

（Institute of Soil Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： In order to investigate the effects of synergistic nitrogen fertilizers on spring wheat， with spring wheat variety Yongliang 15 as the experiment material， 5 treatments， i.e.， different application rates of nitrogen fertilizer synergists of NBPT and DMPP， conventional fertilization and non fertilization treatment（control）， were used to study the effects of fertilizer synergists application on the growth traits， yields and economic benefits of spring wheat under the condition of reduced chemical fertilization in the Hexi irrigation region. The results showed that peak yield， i.e.， 4 693.3 kg/ha， was obtained in treatment with urease inhibitor （NBPT） application at 0.40 kg/ha plus nitrification inhibitor（DMPP） application at 2.00 kg/ha and nitrogen and P2O5 reduction by 14.0% and 37.9%， respectively compared with the conventional fertilization （N 232.5 kg/ha， P2O5 241.5 kg/ha and K2O 56.3 kg/ha）， in which the net income was increased by 975.59 RMB/ha compared with that of the conventional fertilization. Therefore， the application of nitrogen fertilizer synergists with less application rate of chemical fertilizers for spring wheat in the Hexi irrigation region could not only save cost but also improve efficiency of production， which could be applied in wheat production.

Key words： Spring wheat; Nitrogen fertilizer synergist; Yield; Economic benefit; Hexi irrigation region

中國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國和消費國，小麥是中國主要的糧食作物之一，截至2021年，小麥產(chǎn)量13 434萬t，相較2016年的13 319萬t 增產(chǎn)0.86%［1 ］。小麥也是甘肅省第二大糧食作物，是最重要的口糧作物［2 ］，在糧食安全中起到了不可或缺的作用。近年來隨著小麥種植效益的降低，加之農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，嚴重威脅到了甘肅省的糧食安全生產(chǎn)［3 ］。施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要一環(huán)，甘肅省化肥用量增長較快，但糧食產(chǎn)量的增長幅度卻和化肥用量的增長不同步，同時，不合理施肥也導(dǎo)致了大氣污染和土壤養(yǎng)分流失等一系列的環(huán)境問題［4 - 5 ］。我們針對當前甘肅小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和肥料減施增效的要求［6 - 8 ］，在河西灌區(qū)進行了小麥減量施肥和添加肥料增效劑對春小麥的生長發(fā)育、產(chǎn)量以及經(jīng)濟效益的影響研究［9 - 10 ］，以期為河西灌區(qū)春小麥減肥增效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗設(shè)在甘肅省張掖市民樂縣。試驗區(qū)位于祁連山北麓、河西走廊中段、張掖市東南部，屬山地和傾斜高平原地區(qū)，海拔1 589～5 027 m，屬溫帶大陸性荒漠草原氣候區(qū)。年平均日照時數(shù)約? 3 000 h，年平均氣溫為0～8℃，年平均降水量為90～290 mm，年平均蒸發(fā)量為1 638 mm。降水稀少且蒸發(fā)強烈。試驗地土壤為灌漠土。

1.2? ?供試材料

指示春小麥品種為永良15號。供試肥料為尿素（蘭化公司產(chǎn)品，N≥46%）、磷酸二銨（甕福集團產(chǎn)品，N 18%、P2O5 46%）、硫酸鉀（國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司產(chǎn)品，含K2O≥51.0%）；肥料增效劑為NBPT（脲酶抑制劑）和DMPP（硝化抑制劑），均由武威金倉生物科技有限公司提供。

1.3? ?試驗方法

試驗設(shè)5個處理，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積105 m2 ，試驗小區(qū)間隔50 cm。試驗方案見表1。處理1（CK），不施肥；處理2，當?shù)爻Ｒ?guī)施肥；處理3，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上按純氮量的0.2%添加NBPT、純氮量的1%添加DMPP；處理4，較常規(guī)施肥純氮量減少14.0%、純磷量減少37.9%，并添加NBPT和DMPP；處理5：較常規(guī)施肥純氮量減少22.6%、純磷量減少50.3%，并添加NBPT和DMPP。所有肥料和增效劑均一次性基施。試驗地塊靠路邊預(yù)留一定寬度，以便于觀察。2020年3月28日播種，小麥采用等行距種植，行距10 cm，生育期共灌水1次（5月3日），其余管理同大田。7月28日收獲。

1.4? ?數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2020和 SPSS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同處理對春小麥農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，各處理的春小麥株高以處理2最高，為84.19 cm，較處理1（CK）增加9.64 cm；其次是處理3，為83.10 cm，較處理1（CK）增加8.55 cm；處理4、處理5分別較處理1（CK）增加7.66、6.00 cm。處理2與處理3、處理4、處理5差異不顯著，與處理1（CK）差異顯著；其余處理間差異不顯著。穗長以處理3最長，為9.23 cm，較處理1（CK）增加1.79 cm；其次是處理2，為8.95 cm，較處理1（CK）增加1.51 cm；處理4、處理5較處理1（CK）分別增加1.31、1.24 cm，除處理1外，其余處理之間穗長差異不顯著。小穗數(shù)以處理2最多，為9.43個，較處理1（CK）增加0.69個；其次是處理4，為9.28個，較處理1（CK）增加0.54個；處理3、處理5較處理1（CK）分別增加0.21、0.18個。處理2、處理4均與處理3、處理5差異不顯著，與處理1（CK）差異顯著。穗粒數(shù)以處理5最多，為26.76粒，較處理1（CK）顯著增加7.65粒；處理3、處理2分別為26.27、25.78粒，分別較處理1（CK）顯著增加7.16、6.67粒，處理4較處理1（CK）增加4.70粒。說明在減少化肥施用量的前提下添加增效劑可以保證春小麥生長。對株高、穗長、小穗數(shù)穗粒數(shù)均有影響，但和常規(guī)施肥處理差異不顯著。

2.2? ?不同處理對春小麥產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，添加氮肥增效劑處理的春小麥產(chǎn)量均較處理1（CK）提高。折合產(chǎn)量以處理4最高，為4 693.3 kg/hm2，較處理1（CK）增產(chǎn)1 166.6 kg/hm2，增產(chǎn)率33.08%；其次是處理3，為4 653.3 kg/hm2，較處理1（CK）增產(chǎn)1 126.6 kg/hm2，增產(chǎn)率31.95%；處理2、處理5為4 440.0、4 266.7 kg/hm2，分別較處理1（CK）增產(chǎn)25.90%、20.98%。方差分析表明，處理4、處理3、處理2、處理5之間差異不顯著，均與處理1（CK）差異顯著。表明在土壤、地形等條件相對一致的情況下，減少氮、磷肥用量并增施NBPT和DMPP，可以使春小麥有一定的增產(chǎn)，但較常規(guī)施肥增產(chǎn)不顯著。

2.3? ?不同處理對春小麥經(jīng)濟效益的影響

從表4可以看出，在鉀肥用量相同的基礎(chǔ)上，減少氮磷肥料施用量對于春小麥經(jīng)濟效益產(chǎn)生了明顯的影響。各施肥處理純收益為2 104.07～3 079.66元/hm2，其中處理2、處理5較處理1（CK）純收益減少；處理3、處理4純收益較處理1（CK）分別增加92.98、810.24元/hm2。處理4較處理2純收益增加975.59元/hm2，各處理純收益由高到低依次為處理4、處理3、處理1（CK）、處理5、處理2。隨著化肥施用量降低，純收益呈先增加后降低的趨勢，各處理間差異不顯著。各處理產(chǎn)投比由高到低依次為處理4、處理1（CK）、處理5、處理3、處理2。綜合考慮肥料、人工及其余生產(chǎn)成本，處理4為最佳施肥方案。說明在減少肥料施入的情況下添加增效劑，減少了成本投入，可獲得較好的效益。

3? ?討論與結(jié)論

尿酶抑制劑和硝化抑制劑可以抑制土壤中的脲酶活性，延緩尿素水解和抑制銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，可以更好地滿足植物對氮素的吸收［11 ］，本研究中，在減施肥料的情況下添加增效劑，可以穩(wěn)產(chǎn)甚至增產(chǎn)，說明在肥料減施條件下添加增效劑可以有效提高作物氮肥利用效率，提升作物產(chǎn)量。從經(jīng)濟效益來看，減施肥料后純收益比傳統(tǒng)施肥模式高，說明在肥料減施條件下，硝化抑制劑和尿酶抑制劑的配合施用能夠通過改變氮素的轉(zhuǎn)化過程，增強相關(guān)氮酶活性，延長氮素釋放周期，保證氮素持續(xù)供應(yīng)，提高小麥的氮肥吸收利用效率，從而增加小麥產(chǎn)量［12 - 13 ］。這為尿素添加尿酶抑制劑NBPT和硝化抑制劑DMPP用于小麥生產(chǎn)提供了一定的理論依據(jù)。但對于增效劑的研究大多為短期試驗，有必要開展相關(guān)的長期定位試驗，以系統(tǒng)深入的研究對增效劑作物產(chǎn)量、品質(zhì)以及NH3揮發(fā)等方面的影響。

在傳統(tǒng)施肥基礎(chǔ)上適當減少肥料的用量并添加增效劑更有利于春小麥產(chǎn)量的形成。本研究發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)施肥（N 232.5 kg/hm2、P2O5 241.5 kg/hm2、K2O 56.3 kg/hm2）基礎(chǔ)上減N 14.0%、P2O5 37.9%，并添加脲酶抑制劑（NBPT）0.40 kg/hm2、硝化抑制劑（DMPP）2.00 kg/hm2時，春小麥主要性狀表現(xiàn)較好，產(chǎn)量最高，為4 693.3 kg/hm2，純收益較傳統(tǒng)施肥增加975.59元/hm2。表明減少肥料用量并添加尿酶抑制劑（NBPT）和硝化抑制劑（DMPP）可實現(xiàn)肥料一次性基施，操作簡便，可提高氮肥利用效率，節(jié)肥省工增效，從而增加小麥產(chǎn)量，可在河西灌區(qū)春小麥生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

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收稿日期：2022 - 09 - 29；修訂日期：2023 - 04 - 14

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（2018YFD020040605）；甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中青年基金（2023GAAS36）。

作者簡介：陳亮之（1990 — ），男，山西萬榮人，研究實習(xí)員，主要從事作物栽培工作。Email： 271476475@qq.com。

通信作者：孫建好（1972 — ），男，甘肅永登人，副研究員，主要從事植物營養(yǎng)研究工作。Email： sunjianhao＠126.com。