不同肥料處理對(duì)小麥植株養(yǎng)分含量及產(chǎn)量的影響

王 磊

（宿州市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境站，安徽宿州 234000）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的糧食作物之一，化肥的施用是保障糧食增產(chǎn)的重要手段[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，化肥的增產(chǎn)作用占到農(nóng)作物產(chǎn)量的60.0%，最高達(dá)到67.0%[2]。我國(guó)土壤肥力監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，施用化肥對(duì)糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為57.8%[3]。近年來(lái)，肥料的不合理施用不僅造成了肥料的浪費(fèi)，還引起作物產(chǎn)量及品質(zhì)的下降，導(dǎo)致土壤污染及溫室效應(yīng)等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[4-6]。因此，合理施肥，提高肥料利用率已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)的重要問(wèn)題。

小麥的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，一次施肥很難滿(mǎn)足其整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的需要。因此，近年來(lái)通過(guò)改變化肥的工藝和方法，研究出新型肥料，如添加添加劑或者改變養(yǎng)分釋放速度來(lái)為小麥進(jìn)行簡(jiǎn)潔高效的施肥。氮是小麥生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，追加合適的氮肥水平可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。根據(jù)大量小麥干物質(zhì)積累與產(chǎn)量的相關(guān)性研究表明，干物質(zhì)積累量越高，產(chǎn)量越高。不同肥料處理和不同N梯度直接影響著小麥的養(yǎng)分積累，進(jìn)而影響最終產(chǎn)量。目前，新型化肥品種眾多，不同品種的化肥在控釋機(jī)理上存在差異，因而正確選用化肥對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。學(xué)者多針對(duì)某一種肥料與常規(guī)肥料間進(jìn)行了對(duì)比研究，但缺乏不同類(lèi)型肥料搭配不同N 梯度的施用效果對(duì)比研究。

為解決傳統(tǒng)施肥存在施肥量高，施肥方式不合理等問(wèn)題，本試驗(yàn)以3種肥料為研究對(duì)象，采用等量氮磷鉀養(yǎng)分供應(yīng)，拔節(jié)期另追施3種N水平分別為N0（不追肥）、N1（追施75 kg/hm2尿素）、N2（追施150 kg/hm2尿素），分析不同類(lèi)型肥料及不同追肥水平對(duì)皖北地區(qū)小麥干物質(zhì)積累、植株養(yǎng)分含量變化及產(chǎn)量形成的影響，以期為皖北地區(qū)小麥優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)選擇適合的肥料種類(lèi)及拔節(jié)期選擇合理追肥量提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種選用濟(jì)麥22，試驗(yàn)地點(diǎn)在安徽省宿州市埇橋區(qū)進(jìn)行。3種肥料類(lèi)型為：①控釋肥CLF（24-12-7）采用控釋劑（一種吸附材料）與氮磷鉀原料混合造粒實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分緩慢釋放；②含腐殖酸肥料HAF（23-13-7），添加天然腐殖酸；③新硫4S 復(fù)合肥料CF（24-12-6），添加2.5%硫元素和鋅元素，根據(jù)小麥的需肥特點(diǎn)配制的配方肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，重復(fù)3次，共9個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為30 m2，各處理的氮、磷、鉀肥用量相同；根據(jù)各肥料配方養(yǎng)分最大比，各處理施用養(yǎng)分為純N 187.5 kg/hm2、P2O597.5 kg/hm2、K2O 52.5 kg/hm2，肥料不足的以單質(zhì)肥料過(guò)磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 50%）補(bǔ)充，在拔節(jié)期追施尿素（純N 46%），設(shè)置3個(gè)追肥梯度分別為N0（不追肥）；N1（追施75 kg/hm2）；N2（追施150 kg/hm2）。在小麥播種前將單質(zhì)肥料拌入所施肥料中一同撒入大田，田間管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)積累量 采用相關(guān)計(jì)算公式測(cè)定干物質(zhì)積累量：

花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=開(kāi)花營(yíng)養(yǎng)器官干重-成熟期營(yíng)養(yǎng)器官干重；

花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（%）=花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒重×100；

花后營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=成熟期籽粒重-花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量；

花后營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（%）=花后營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒重×100。

1.3.2 植株全氮、全磷、全鉀含量 于拔節(jié)期、開(kāi)花期、成熟期在每個(gè)小區(qū)選取具有代表性植株15 株，按葉、莖鞘、穗軸+穎殼和籽粒（僅成熟期）分開(kāi)，于105 ℃殺青30 min，再于85 ℃控干至恒溫質(zhì)量，參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》測(cè)定植株全氮、全磷、全鉀含量[7]。

各器官（氮、磷、鉀）積累量=各器官干物質(zhì)積累量×各器官含（氮、磷、鉀）量；

花前營(yíng)養(yǎng)器官（氮磷）轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（%）=花前營(yíng)養(yǎng)器官（氮磷）轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期（氮磷）積累×100；

花后營(yíng)養(yǎng)器官（氮磷）積累量=成熟期植株（氮磷）籽粒積累量-開(kāi)花期植株（氮磷）轉(zhuǎn)運(yùn)量；

花后（氮磷）對(duì)籽粒氮素貢獻(xiàn)率（%）=花后（氮磷）積累量/成熟期籽粒（氮磷）積累量×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2021 對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，通過(guò)SPSS 21.0 進(jìn)行方差分析，Origin Pro 進(jìn)行圖表的制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及構(gòu)成因素

從表1可以看出，在不追肥時(shí)，新硫4S復(fù)合肥料CF（24-12-6）作為基肥施用，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重較其他肥料增長(zhǎng)范圍分別為1.7%～11.8%、0～9.8%、0.5%～3.1%，且此時(shí)產(chǎn)量最高，為8 163.94 kg/hm2；追肥時(shí)，在本試驗(yàn)的追肥水平范圍內(nèi)，小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量都隨施氮水平的增加而增加。其中，最高產(chǎn)量為CF+N2水平處理，為8 709.66 kg/hm2，較CF+N0和CF+N1產(chǎn)量分別增加6.7%、0.2%。

表1 不同肥料處理的小麥產(chǎn)量及構(gòu)成要素

2.2 不同施肥處理對(duì)植株養(yǎng)分和干物質(zhì)積累的影響

2.2.1 不同施肥處理對(duì)植株氮素積累的影響 氮肥是決定小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，合理的氮肥運(yùn)籌能夠使小麥產(chǎn)量和質(zhì)量之間保持平衡，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的生產(chǎn)目標(biāo)[8]。由圖1可知，隨著小麥生育期進(jìn)行，小麥氮素不斷積累，在成熟期達(dá)到最高。N2和N1處理的植株氮積累量明顯高于N0。此時(shí)CF+N2處理下氮素積累量最高，為271.864 0 kg/hm2。CF 為基肥時(shí)，N2處理分別 比NI和N0增加4.3%、7.4%。

圖1 不同施肥處理對(duì)植株氮素積累的影響

2.2.2 不同施肥處理對(duì)植株磷素積累的影響 磷素在小麥生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)環(huán)節(jié)不可或缺，滿(mǎn)足小麥在各個(gè)時(shí)期對(duì)磷素養(yǎng)分的需要，能夠快速促進(jìn)麥苗生根、分蘗和開(kāi)花，并促進(jìn)植株體內(nèi)糖分和蛋白質(zhì)的代謝，增強(qiáng)抗旱、抗寒能力[9]。由圖2可知，隨著生育期的進(jìn)行，植株的磷積累量在成熟期最大。N2、N1處理下植物的磷素積累量明顯大于N0。其中CF 為基肥時(shí)，植株磷素積累量顯著高于其他肥料。此時(shí)CF+N2處理下植株磷素積累量最高，為28.51 kg/hm2，N2處理磷素積累量分別比N1和N0分別增加3.90%、10.42%。

圖2 不同施肥處理對(duì)植株磷素積累的影響

圖3 不同施肥處理對(duì)植株鉀素積累的影響

2.2.3 不同施肥處理對(duì)植株鉀素積累的影響 鉀作為多種酶的活化劑，同時(shí)還具有維持細(xì)胞膨壓、提高光合速率、促進(jìn)蛋白質(zhì)和脂肪合成、促進(jìn)同化產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)榷喾矫娴纳碜饔肹10]。祖艷群和林克慧[11]認(rèn)為，鉀素可提高葉片的光合強(qiáng)度和同化物的運(yùn)輸速率，使更多的同化產(chǎn)物輸入小麥籽粒中，從而達(dá)到小麥增產(chǎn)。隨著生育期的進(jìn)行，植物含鉀量在開(kāi)花期達(dá)到頂峰，隨著生育期進(jìn)行，植株成熟期含鉀量迅速下降。N2和N1處理情況下植株含鉀量顯著高于N0。成熟期N2的鉀素積累量最高，為172.30 kg/hm2，NI和N0的積累量分為為171.22和166.09 kg/hm2。N2處理分別比N1和N0增加0.60%、3.47%。

2.2.4 不同氮肥處理下養(yǎng)分運(yùn)轉(zhuǎn)和花后積累的影響 由表2、表3可知，HAF+N2處理下植株氮素積累量最高，為106.29 kg/hm2。此外隨著追肥水平的提高，植株各營(yíng)養(yǎng)器官磷素運(yùn)轉(zhuǎn)能力也越強(qiáng)。其中以CF+N2處理下磷素運(yùn)轉(zhuǎn)量最高，在CLF+N1處理下磷轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率最大，達(dá)65.06%。

表2 不同施肥處理小麥植株開(kāi)花前各器官氮運(yùn)轉(zhuǎn)量和積累量及對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率

表3 不同肥料處理下磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量與貢獻(xiàn)率

2.2.5 不同施肥處理下對(duì)小麥干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)和積累的影響 由表4可知，在不同施肥水平下，小麥花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、積累以及在籽粒中所占的比例均有差異。其中，HAF、CF、CLF為小麥基肥時(shí)，小麥花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量隨追肥水平的提高而增加；CF+N2處理的，干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)和對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率都達(dá)到最大。本試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，花后干物質(zhì)積累對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率>花前干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率。

表4 不同氮肥處理下干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率的影響

3 討論

3.1 不同類(lèi)型肥料對(duì)小麥群體養(yǎng)分積累的影響

與其他肥料相比，新硫4S 復(fù)合肥料CF 中添加了鋅元素和硫元素。鋅通過(guò)促進(jìn)氮素吸收未改善籽粒品質(zhì)，前人研究在一定范圍內(nèi)，小麥對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收均隨鋅肥用量的增加呈先增后減的趨勢(shì)[12]。本試驗(yàn)中，CF 為基肥時(shí)，3 種追氮水平下，小麥氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收隨追肥水平的增加而增加。此外，CF 顯著增加了小麥總氮素積累量，有利于氮效率的提高[13]。與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致，CF 為基肥時(shí)，小麥氮、磷、鉀素積累量最高，且在N2水平下達(dá)到最大值。

3.2 不同類(lèi)型肥料對(duì)小麥群體養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

施用鋅肥能增加成熟期穗部氮素的吸收比例，減少成熟期根、莖、葉氮素的吸收比例[14]。調(diào)節(jié)施肥配方和增施鋅、硫肥增加了皖北地區(qū)小麥產(chǎn)量，促進(jìn)了小麥地上部氮、磷、鉀的養(yǎng)分積累[15]。CF 肥料中含有鋅硫元素且根據(jù)本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CF 為基肥時(shí)，花前營(yíng)養(yǎng)器官氮、磷轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著高于其他肥料，且追施氮肥可顯著提高花后氮磷轉(zhuǎn)運(yùn)量和積累量。其中，以CF+N2處理的氮轉(zhuǎn)運(yùn)量和積累量最高，且此時(shí)磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量最高，為13.82 kg/hm2，同時(shí)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率排第2位，為62.88%。

干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)小麥產(chǎn)量的形成有較大影響，其中花后干物質(zhì)對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)更大[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，小麥花后干物質(zhì)積累量隨追肥水平的增加而逐漸遞增。其中，HAF+N2處理的干物質(zhì)積累量最大，為6 560.85 kg/hm2，其次是CF+N2處理，為6 326.97 kg/hm2。

3.3 不同類(lèi)型肥料對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

我國(guó)小麥等糧食作物的氮肥利用率通常為30.0%～35.0%，磷肥利用率為20.0%左右，鉀肥利用率為40.0%～50.0%[16-17]。復(fù)合肥配施鋅肥能增加小麥的單株質(zhì)量、分蘗數(shù)、株高，顯著提高小麥的產(chǎn)量，增產(chǎn)率達(dá)到11.0%～21.0%[18]。施用含腐殖酸復(fù)合肥能促進(jìn)小麥個(gè)體發(fā)育、干物質(zhì)積累、分蘗發(fā)生和后期成穗；與同等養(yǎng)分配方肥相比，小麥增產(chǎn)幅度達(dá)到15.27%，節(jié)本增效顯著[19]。緩控釋肥的作用重點(diǎn)是通過(guò)延緩甚至是控制養(yǎng)分釋放到土壤中的速率來(lái)滿(mǎn)足作物對(duì)N的同步吸收[20-21]，而非重點(diǎn)解決養(yǎng)分流失問(wèn)題?？蒯尫释ㄟ^(guò)采用控釋劑固定養(yǎng)分從而減少養(yǎng)分在土壤中的滲漏、徑流和揮發(fā)，達(dá)到控制化肥養(yǎng)分損失的目的[22]。有關(guān)新型肥料對(duì)小麥增產(chǎn)的效果，目前已有了大量報(bào)道，農(nóng)戶(hù)選擇時(shí)具有一定的盲目性，通過(guò)試驗(yàn)選出增產(chǎn)效果最好、最環(huán)保的肥料更具有說(shuō)服力。本試驗(yàn)得出，CF復(fù)合肥配施鋅肥作為基肥施用，小麥產(chǎn)量最高。李磊等[23]研究認(rèn)為，不同氮肥處理對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素有著顯著性影響，在一定施氮范圍內(nèi)，籽粒產(chǎn)量與施氮水平呈正相關(guān)。本試驗(yàn)條件下，CF 為基肥時(shí)，在3 種不同追氮水平下，小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、產(chǎn)量皆為最高。這與周冬冬等[24]的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

新硫4S 復(fù)合肥料CF 作基肥時(shí)，能顯著提高小麥養(yǎng)分的積累和轉(zhuǎn)運(yùn)，且產(chǎn)量也最高。因此，新硫4S 復(fù)合肥料CF 可作為皖北地區(qū)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的優(yōu)選肥料類(lèi)型，另外在拔節(jié)期追施150 kg/hm2的氮肥，更符合高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的栽培目的。