緩釋氮肥配比及減施對小麥產(chǎn)量和效益的影響

顧文健 高正寶

（1來安縣汊河鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，安徽來安 239236；2滁州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村技術(shù)推廣中心，安徽滁州 239000）

氮肥運籌對協(xié)調(diào)小麥生育期氮素供應(yīng)，調(diào)節(jié)小麥群體結(jié)構(gòu)，促進氮素積累轉(zhuǎn)運，提高產(chǎn)量具有重要作用[1-2]。現(xiàn)有氮肥施用技術(shù)多以尿素作為投入品，在生產(chǎn)中存在過量施用、次數(shù)過多等現(xiàn)象，不僅造成肥料資源浪費、土壤質(zhì)量下降、加劇環(huán)境污染等問題，還可能導(dǎo)致作物減產(chǎn)問題[3-6]。因此，在當(dāng)前小麥綠色輕簡化生產(chǎn)趨勢下，如何優(yōu)化氮肥類型及其施用方式，在保障穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的同時減少投入量和提高利用效率，成為我國農(nóng)業(yè)工作的重點和研究的熱點[7-9]。

緩控釋肥作為環(huán)境友好和增效型肥料，在增產(chǎn)增效、減少氮素?fù)p失和緩解農(nóng)業(yè)氮素污染等方面具有明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)成為未來肥料發(fā)展的重要趨勢[6，10-11]。研究表明，在相同的施氮量下，緩釋氮肥與尿素?fù)交炜娠@著提高小麥產(chǎn)量及氮肥利用效率[12-13]，控釋期為90～120 d的緩釋肥全量或與尿素?fù)交焓┯檬悄壳稗r(nóng)業(yè)條件下冬小麥高產(chǎn)高效生產(chǎn)的緩釋肥合理施用模式[14-15]；緩釋氮肥減施可實現(xiàn)小麥穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，且能降低成本，提高經(jīng)濟效益[16-17]。

基于此，本研究通過設(shè)置緩釋氮肥與尿素不同摻混配比以及減量施用，與單施緩釋氮肥和尿素作對比，研究緩釋氮肥摻混比例和減量下一次性基施對小麥產(chǎn)量及肥料利用率的影響，旨在探索緩釋氮肥適宜的施氮模式，為緩釋氮肥在當(dāng)?shù)匦←溕a(chǎn)上的合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2021 年11 月至2022 年6 月在來安縣汊河鎮(zhèn)唐橋村進行，該地區(qū)屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，種植制度為小麥—水稻輪作，排灌條件良好。供試土壤為潮泥骨田土種，質(zhì)地重壤，耕層土壤基本理化性質(zhì)如下：容重1.46 g/cm3，pH 6.3，有機質(zhì)29.7 g/kg、全氮1.718 g/kg，有效磷15.3 mg/kg，速效鉀149 mg/kg。

1.2 供試材料

供試肥料為緩釋氮肥（含N 44%，120 d 釋放率N≥80%），普通尿素（純N 46%），過磷酸鈣（P2O512%），氯化鉀（K2O 60%），所有肥料均為顆粒；供試小麥品種為揚麥25。

1.3 試驗設(shè)計

以當(dāng)?shù)嘏浞绞┓蕿榛A(chǔ)，結(jié)合前人研究結(jié)果，本試驗設(shè)置9個處理，即①不施氮肥區(qū)（N0）；②常規(guī)施氮區(qū)（N1）；③100%緩釋氮肥區(qū)（N2）；④90%緩釋氮肥區(qū)（N3）；⑤80%緩釋氮肥區(qū)（N4）；⑥70%緩釋氮肥區(qū)（N5）；⑦80%緩釋氮肥+20%尿素區(qū)（N6）；⑧70%緩釋氮肥+30%尿素區(qū)（N7）；⑨60%緩釋氮肥+40%尿素區(qū)（N8）。其中N3~N5為減量處理，N6~N8為等量處理，詳細(xì)的氮肥施用方案和肥料運籌見表1。所有處理的磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量均為72.0 kg/hm2和112.5 kg/hm2，全部作為底肥摻混后一次性施入。

表1 各處理氮肥方案與肥料運籌

試驗各處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，共27個小區(qū)，小區(qū)面積50.0 m2（12.5 m×4.0 m），試驗區(qū)四周設(shè)保護行。2021年11月18日整地、作區(qū)和施肥，19日采用人工開溝條播，播種量225.0 kg/hm2。2022年2月20日化學(xué)除草，3月16日追施拔節(jié)孕穗肥，3月20日防治紋枯病和蚜蟲，4月5日防治赤霉病與蚜蟲，5月26日取樣考種和實收計產(chǎn)。

1.4 測定項目與方法

產(chǎn)量及其構(gòu)成：小麥于成熟期，每個處理選取3個長勢均勻的1.0 m2樣方，計數(shù)穗數(shù)；連續(xù)取30 穗，計數(shù)每穗粒數(shù)，并在測產(chǎn)的籽粒中計數(shù)測定千粒重；采用人工收割脫粒，自然晾曬后稱重計產(chǎn)，以含水率13%折算小麥實產(chǎn)。

干物重和含氮量：將所取植株樣品105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重后測定各器官及全株的干物重；樣品粉碎后采用硫酸-雙氧水消化，凱氏定氮法測定植株含氮量。

氮效率計算公式：氮肥表觀利用率（%）=（施氮區(qū)植株吸氮量-不施氮區(qū)植株吸氮量）/施氮量×100；氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量；氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；土壤氮依存率（%）=不施氮區(qū)植株吸氮量/施氮區(qū)植株吸氮量×100

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用WPS表格和SPSS 22進行數(shù)據(jù)整理和數(shù)理統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析檢驗各處理間的差異顯著性，多重比較采用Duncan 法，差異顯著性水平為5%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對小麥產(chǎn)量的影響

從表2 可以看出，不同施氮處理對小麥產(chǎn)量的影響差異顯著。氮肥等量處理下，各緩釋氮肥處理與N1相比增產(chǎn)在6.29%～16.99%，且差異均達(dá)顯著水平；隨著緩釋氮肥配比降低，產(chǎn)量先增后降，與N2相比，N6、N7、N8分別增產(chǎn)5.93%、10.07%和2.96%，差異也均達(dá)顯著水平。緩釋氮肥減施處理下，與N1相比，除N5減產(chǎn)2.51%外，N3、N4分別增產(chǎn)6.91%和5.03%，且差異也均達(dá)顯著水平；隨著逐步減量，產(chǎn)量亦呈現(xiàn)先增后減趨勢，與N2相比，N3、N4、N5分別增產(chǎn)0.59%、-1.18%和-8.28%，N2、N3、N4與N5差異顯著?？梢?，施用緩釋氮肥配比和緩釋氮肥一定量減施下，對小麥具有良好的增產(chǎn)效果，但緩釋氮肥減施30%減產(chǎn)顯著。

表2 不同處理下小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素

2.2 不同施肥處理對小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2 可知，各施氮處理均顯著提高了小麥有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重。氮肥等量下，與N1相比，各緩釋氮肥處理均在有效穗數(shù)、千粒重上具有顯著影響，分別增加4.32%～14.15% 和2.33%～5.68%；與N2相比，各緩釋氮肥配比處理僅在有效穗數(shù)上均呈顯著差異，增幅在4.14%～9.43%。氮肥減量下，隨著緩釋氮肥減施，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重均呈下降趨勢，過量減氮（N5）會對產(chǎn)量構(gòu)成因素均造成下降且達(dá)顯著差異；與N1和N2相比，緩釋氮肥減施處理有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重分別增加 -2.88%～6.95% 和 -6.9%～2.53%、-2.65%～2.06%和-4.34%～0.29%、-3.88%～2.07%和-6.06%～-0.25%。

將產(chǎn)量作為因變量，產(chǎn)量構(gòu)成因素作為自變量，采用逐步回歸法建立多元線性最優(yōu)回歸方程，標(biāo)準(zhǔn)化后得到分別代表有效穗數(shù)、千粒重，R2=0.967），穗粒數(shù)與產(chǎn)量無顯著關(guān)系。說明緩釋氮肥配比主要是通過增加有效穗數(shù)和千粒重來提高產(chǎn)量，緩釋氮肥減施增產(chǎn)僅通過增加有效穗數(shù)來提高產(chǎn)量。

2.3 不同施肥處理對小麥氮素養(yǎng)分利用的影響

從表3 可以看出，緩釋氮肥配比及減施處理均能顯著影響小麥氮素吸收利用。等氮條件下，小麥成熟期吸氮量、氮肥表觀利用率均表現(xiàn)為N7>N8>N6>N2>N1，氮肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為N7>N6>N8>N2>N1，且各緩釋氮肥配比處理均與N1、N2有顯著差異；土壤氮依存率表現(xiàn)為N1>N2>N6>N8>N7。減量條件下，隨著緩釋氮肥減施，小麥成熟期吸氮量呈減少趨勢，氮肥的偏生產(chǎn)力、土壤氮依存率反之，氮肥表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率先增后降。由此可見，與單施緩釋氮肥或尿素相比，緩釋氮肥配比及減施均可以顯著促進氮素吸收，提高氮肥表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力，前者降低土壤氮依存率，后者提高了土壤氮依存率。

表3 不同處理下小麥氮素吸收利用

2.4 不同施肥處理對小麥經(jīng)濟效益的影響

從表4可以看出，在氮肥成本投入上，除N5比N1減少5.5%外，其他緩釋肥處理較N1高出0.5%～12.5%，總成本投入上除N2比N1略高0.1%外，其他緩釋肥處理較N1減少了0.5%～4.1%；緩釋氮肥各處理凈效益均高于N1，分別高出36～2 788 元/hm2，增幅0.7%～53.3%。氮肥等量條件下，各緩釋氮肥處理較N1，凈效益分別高出994～2 788 元/hm2，增幅19.0%～53.3%，且隨緩釋氮肥配比降低呈先升后降趨勢；氮肥減量條件下，各緩釋氮肥減施處理凈效益比N1增加36～1 241 元/hm2，增幅0.7%～23.7%，凈效益呈緩釋氮肥減量先升后降趨勢。說明在緩釋氮肥與普通尿素?fù)交?∶3、緩釋肥減量20%的條件下，相比普通尿素在增收上有明顯優(yōu)勢。

表4 不同處理下小麥經(jīng)濟效益

3 討論與結(jié)論

探究緩控釋氮肥不同配比和減施具有重要的實踐意義[17]。本次研究結(jié)果表明，在等氮條件下，不同緩釋氮肥配比均能增加小麥產(chǎn)量，尤以7∶3（N7）表現(xiàn)最優(yōu)，主要表現(xiàn)在能顯著增加有效穗數(shù)和千粒重，進而提高小麥產(chǎn)量，這與前人的研究結(jié)果基本一致[18-20]。但也有研究表明，緩控釋氮肥與普通尿素?fù)交?∶6 獲得的產(chǎn)量最優(yōu)[21-22]，因此緩釋氮肥和尿素最優(yōu)配比還需要根據(jù)施氮量、地力水平和經(jīng)濟效益等綜合評定。在減氮條件下，緩釋氮肥減施20%時（N4），仍能獲得較高產(chǎn)量，但減施達(dá)到30%（N5）時，產(chǎn)量及構(gòu)成因素顯著降低，說明緩釋氮肥減施20%是切實可行的[23-24]。

提升氮肥的利用效率是緩控釋肥研究和推廣應(yīng)用的重點[11]，可用來衡量氮肥施用的合理性[25]。相關(guān)研究表明，緩釋氮肥配比的氮肥表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力均顯著高于單施緩釋肥和尿素[13，18]，本研究結(jié)果也與之一致，并降低了土壤氮素依存率。緩釋氮肥減施均能顯著提高氮肥表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力，但也提高了土壤氮依存率。表明緩釋氮肥一次性基施有利于氮素后移，能解決單施尿素前期供氮過量及后期供氮不足的問題，與尿素配施還能解決單施緩釋氮肥前期釋放速率慢供氮不足等缺點。

緩控釋肥料的成本和經(jīng)濟效益是生產(chǎn)者最為關(guān)注的問題，也是限制大田作物廣泛應(yīng)用的主要原因，合理施用緩控釋肥能夠提高農(nóng)業(yè)種植經(jīng)濟效益[9，14]。雖然緩釋氮肥成本高于普通氮肥，但實現(xiàn)了減少勞動力投入和增產(chǎn)增效，能夠在滿足小麥生長的同時協(xié)調(diào)肥料成本與經(jīng)濟效益的矛盾，足以彌補肥料成本劣勢[25]。本研究中，緩釋氮肥配比處理以N7（7∶3）純利潤最高，比普通尿素處理（N1）凈增收53.3%；緩釋氮肥減施處理以N3（減量10%）最高，較普通尿素處理（N1）凈增收23.7%。

綜上所述，在小麥輕簡化生產(chǎn)模式下，合理施用緩釋氮肥不僅實現(xiàn)了作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、氮肥利用高效和氮損失減少，也節(jié)省了農(nóng)業(yè)勞動力和降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。綜合考慮小麥產(chǎn)量效應(yīng)、氮肥利用效率以及節(jié)本增效，推薦70%緩釋氮肥摻混和緩釋氮肥減量20%一次性施用模式。