不同施肥模式對(duì)河套灌區(qū)春小麥產(chǎn)量及肥料利用效率的影響

摘 要：為探索內(nèi)蒙古自治區(qū)河套灌區(qū)春小麥氮肥最佳施用量和施用方式，設(shè)置0、100、200、300 kg/hm24個(gè)施氮水平，同時(shí)設(shè)置一次性施肥和分次施肥兩種方式，研究不同施肥模式對(duì)春小麥株高、葉綠素含量（SPAD值）、產(chǎn)量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力的影響。結(jié)果表明：不施肥和不施氮肥會(huì)嚴(yán)重影響春小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量，株高、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒質(zhì)量等指標(biāo)數(shù)值較低；相同化肥用量下，采用一次性化肥施用方式時(shí)，春小麥長(zhǎng)勢(shì)較差，減產(chǎn)顯著，同時(shí)春小麥氮肥農(nóng)學(xué)利用效率降低13.7%，偏生產(chǎn)力降低8.7%。在此次設(shè)置的肥料用量區(qū)間，小麥產(chǎn)量與氮肥用量呈正相關(guān)，但當(dāng)?shù)视昧窟_(dá)到一定水平時(shí)產(chǎn)量增加幅度減?。淮盒←溨旮摺PAD值與氮肥的用量呈正相關(guān)，隨氮肥施用量的增加而增加，但當(dāng)?shù)视昧砍^(guò)200 kg/hm2時(shí)，株高和SPAD值趨于穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：春小麥；氮肥減施；產(chǎn)量；河套灌區(qū)

中圖分類號(hào)：S512.11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2023）03-72-3

0 引言

內(nèi)蒙古自治區(qū)河套灌區(qū)光熱資源豐富，具有種植春小麥的優(yōu)勢(shì)條件，當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的春小麥籽粒飽滿、色澤美觀、容重高、品質(zhì)優(yōu)良。河套灌區(qū)春小麥生產(chǎn)主要是灌溉黃河水，由于生產(chǎn)條件的限制和耕作習(xí)慣的影響，大水漫灌仍是當(dāng)?shù)氐闹饕喔确绞健＿@導(dǎo)致當(dāng)?shù)厥┤氲幕剩ㄌ貏e是氮肥）淋溶損失嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤板結(jié)、次生鹽漬化及地表水富營(yíng)養(yǎng)化，且進(jìn)一步致使化學(xué)氮肥施用量逐年增加，施肥效益明顯下降，形成了增肥不增產(chǎn)、肥料利用率低的惡性循環(huán)［1］。調(diào)研結(jié)果表明，氮肥施用量大、施肥方式不合理是當(dāng)前河套灌區(qū)春小麥生產(chǎn)中存在的突出問(wèn)題［2］?；诖?，筆者通過(guò)設(shè)置不同施肥模式，驗(yàn)證在減肥、保產(chǎn)、增效的前提下氮肥的最佳施用量，為指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

2019年，筆者于巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所園子渠試驗(yàn)基地（杭錦后旗陜壩鎮(zhèn)）開展試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)位于河套灌區(qū)，海拔1 035 m，年日照時(shí)間3 100～3 300 h，無(wú)霜期126 d，年平均降水量188 mm，年蒸發(fā)量2 030～3 180 mm，為典型的中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。試驗(yàn)地前茬作物為向日葵，于10月下旬秋翻后灌水保墑。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，排灌方便，土壤為壤土，肥力中等，地力均勻，土壤全氮含量為0.91 g/kg，有效磷含量為28.9 mg/kg，速效鉀含量為140.0 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為14.9 g/kg，堿解氮含量為77.0 mg/kg，pH值為8.7。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用春小麥品種為永良4號(hào)。分次施肥所用氮肥為尿素（N含量為46%），N2P2K2一炮轟處理氮肥用緩釋尿素（N含量為44%），磷肥不施氮肥區(qū)用重過(guò)磷酸鈣（P2O5含量為46%），其他小區(qū)用磷酸二銨（N含量為18%，P2O5含量為46%），鉀肥用氯化鉀（K2O含量為60%）。

在常規(guī)施氮基礎(chǔ)上設(shè)置4個(gè)施氮水平，并設(shè)置一炮轟施肥方式（一次性施肥）處理，以空白處理作為對(duì)照，6個(gè)處理，3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積30 m2（7.5 m×4.0 m），采用完全隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)施肥量水平：0水平是不施氮肥，2水平是當(dāng)?shù)赝扑]施氮量，1水平（施肥不足）是2水平×0.5，3水平是2水平×1.5。采用人工開溝施肥；小麥為條播，行距15 cm，播量為375 kg/hm2。施肥方式設(shè)兩種，一種是分次施肥，另一種是“一炮轟”。在分次施肥方式中，30%的氮肥作為基肥，70%的氮肥在拔節(jié)期追施；磷肥全部作為基肥一次施用；50%的鉀肥作為基肥，另外50%在拔節(jié)期追施（見(jiàn)表1）。在“一炮轟”施肥處理中，氮肥全部作為基肥施用。田間管理按當(dāng)?shù)亓?xí)慣擇優(yōu)選用。試驗(yàn)前整地做畦，畦埂高50 cm、寬50 cm，保證灌水時(shí)不跑水。3月13日整地、劃小區(qū)待播；3月15日播種，人工溝施基肥；3月31日出苗；全生育期共澆水4次；7月12日取樣測(cè)產(chǎn)、收獲。

1.3 調(diào)查測(cè)定項(xiàng)目與方法

詳細(xì)記錄春小麥播種期、出苗期、開花期、盛花期、收獲期等重要生育時(shí)期。在收獲前，每小區(qū)取樣20株，測(cè)定株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)，取平均值記錄，風(fēng)干后稱千粒質(zhì)量。收獲時(shí)去除邊行全區(qū)測(cè)產(chǎn)，計(jì)算小麥籽粒產(chǎn)量。在春小麥成熟期，用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定其葉片葉綠素含量（SPAD值）。氮肥增產(chǎn)率（%）=（全肥區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量-缺素區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量）/缺素區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量×100%，氮肥農(nóng)學(xué)利用效率=（全肥區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量-缺素區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量）/（全肥區(qū)施肥量-缺素區(qū)施肥量），氮肥偏生產(chǎn)力=特定肥料作物的產(chǎn)量/特定肥料純養(yǎng)分投入量。全肥區(qū)指N2P2K2處理小區(qū)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007和DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用新復(fù)極差法比較處理間差異。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)春小麥產(chǎn)量的影響

由表2可知，各處理春小麥產(chǎn)量從高到低依次為N3P2K2、N2P2K2、N2P2K2一炮轟、N1P2K2、N0P0K0、N0P2K2，產(chǎn)量在2 446.5～7 102.5 kg/hm2。施氮肥處理（N3P2K2、N2P2K2、N2P2K2一炮轟、N1P2K2）與不施氮肥處理（N0P0K0、N0P2K2）春小麥產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平，說(shuō)明氮素的施用對(duì)于春小麥產(chǎn)量的增加是極其重要的，不施氮肥會(huì)導(dǎo)致春小麥嚴(yán)重減產(chǎn)。相同氮肥施用水平下（200 kg/hm2），一次施肥方式（N2P2K2一炮轟）較分次施肥方式（N2P2K2）春小麥產(chǎn)量減少618.0 kg/hm2。這兩種施肥方式的春小麥產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平，表明施肥方式對(duì)春小麥產(chǎn)量有較大影響。

N1P2K2處理較N2P2K2處理春小麥減產(chǎn)775.5 kg/hm2，差異顯著；N2P2K2處理較N3P2K2處理春小麥減產(chǎn)118.5 kg/hm2，差異不顯著。此次試驗(yàn)表明，氮肥投入量在0～300 kg/hm2，春小麥產(chǎn)量與氮肥用量總體呈正相關(guān)，氮肥施用量越大，春小麥產(chǎn)量越高；但隨著氮肥用量的增加，春小麥增產(chǎn)幅度下降。

不同施肥處理對(duì)春小麥結(jié)實(shí)穗、穗粒數(shù)、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量影響較大。其中，N0P2K2處理春小麥除千粒質(zhì)量外均為最小，N0P0K0處理次之，與施氮處理達(dá)顯著差異水平；N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2處理間產(chǎn)量構(gòu)成要素（結(jié)實(shí)穗、穗粒數(shù)、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量）差異較小，均未達(dá)顯著水平。相同氮肥用量時(shí)，分次施肥處理的春小麥除穗粒質(zhì)量外，其余指標(biāo)較一次施肥處理高，但差異不顯著。

2.2 不同處理對(duì)春小麥生育性狀的影響

由表3可知，不同處理間春小麥生育性狀差異較大。不同處理春小麥株高由高到低依次為N3P2K2、N2P2K2、N2P2K2一炮轟、N1P2K2、N0P2K2、N0P0K0，株高在62.9～88.6 cm。SPAD值是衡量植物葉綠素相對(duì)含量或代表植物綠色程度的一個(gè)參數(shù)。不同處理春小麥SPAD值由高到低依次為N3P2K2、N2P2K2、N2P2K2一炮轟、N1P2K2、N0P0K0、N0P2K2，SPAD值在31.0～55.5。此外，在N2P2K2一炮轟和N2P2K2處理下，春小麥株高和SPAD值無(wú)顯著差異。此次試驗(yàn)表明，春小麥的株高和SPAD值與氮肥用量呈正相關(guān)，氮肥用量越大，植株的株高值越大，但隨氮肥施用量的繼續(xù)增加，增加幅度明顯減小。

2.3 不同處理對(duì)春小麥肥料農(nóng)學(xué)利用效率的影響

肥料農(nóng)學(xué)利用效率是單位施肥量增加的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，反映了施肥的增產(chǎn)效應(yīng)。肥料偏生產(chǎn)力反映了土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量的綜合生產(chǎn)效應(yīng)。由表4可知，一次性施肥方式比分次施肥方式的氮肥農(nóng)學(xué)利用效率低；隨著施肥量的增加，氮肥農(nóng)學(xué)利用效率大幅下降。其中，氮肥用量由100 kg/hm2增加到200 kg/hm2時(shí)，氮肥農(nóng)學(xué)利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力分別降低了14.8、27.1 kg/kg，降幅達(dá)39.6%和43.9%；氮肥用量由100 kg/hm2增加到300 kg/hm2時(shí)，氮肥農(nóng)學(xué)利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力分別降低了21.9、38.1 kg/kg，降幅達(dá)58.6%和61.7%。

3 結(jié)論與討論

不施肥和不施氮肥會(huì)嚴(yán)重影響春小麥生長(zhǎng)發(fā)育，其株高、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒質(zhì)量等指標(biāo)數(shù)值較低。相同化肥用量下，采用一次性化肥施用方式時(shí)，春小麥長(zhǎng)勢(shì)較差，減產(chǎn)顯著，同時(shí)春小麥氮肥農(nóng)學(xué)利用效率降低13.7%、氮肥偏生產(chǎn)力降低8.7%。在此次試驗(yàn)設(shè)置的肥料用量區(qū)間，春小麥產(chǎn)量與氮肥用量呈正相關(guān)，但當(dāng)?shù)视昧窟_(dá)到一定水平時(shí)，春小麥產(chǎn)量增加幅度減??；春小麥株高、SPAD值與氮肥施用量呈正相關(guān)，但當(dāng)?shù)适┯昧砍^(guò)200 kg/hm2時(shí)，春小麥株高和SPAD值趨于穩(wěn)定。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在河套灌區(qū)春小麥栽培中，氮肥的施用是必不可少的，不施氮肥會(huì)大幅度降低春小麥產(chǎn)量，這與以往研究結(jié)果相同［3］。由于肥料之間的相互影響，不施氮肥處理的春小麥產(chǎn)量甚至?xí)陀诓皇┑租浕侍幚淼拇盒←湲a(chǎn)量。因此，施肥結(jié)構(gòu)對(duì)春小麥產(chǎn)量影響較大，氮肥和其他肥料合理配施才能進(jìn)一步增加作物產(chǎn)量［4］。相同的化肥用量，采用“一炮轟”方式施肥的春小麥產(chǎn)量低于分次施肥方式的春小麥產(chǎn)量。這表明“一炮轟”施肥方式養(yǎng)分損耗大、流失多，到小麥生育后期供肥不足，嚴(yán)重影響春小麥產(chǎn)量［1］。此次試驗(yàn)地土壤全氮處于中等水平［5］，取得最高產(chǎn)量水平的施肥量卻超過(guò)了董文娟等［3］、李曉娟等［4］、李文彪等［5］的推薦施肥量，這主要和氮肥基施與追施比例及追肥時(shí)期、次數(shù)不同有關(guān)。在該試驗(yàn)設(shè)計(jì)的最高氮肥施用水平（300 kg/hm2）下，氮肥對(duì)于小麥仍然具有增產(chǎn)作用，因而對(duì)于氮肥增產(chǎn)潛力的上限需要進(jìn)一步研究。此外，分次施肥處理下的氮肥農(nóng)學(xué)效率和偏生產(chǎn)力高于一次性施肥處理，但適宜的施肥次數(shù)及各次施肥量對(duì)春小麥的影響還需要進(jìn)一步研究明確。

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［3］董文娟，張永平，謝岷，等.河套灌區(qū)春小麥高產(chǎn)栽培水氮高效利用研究［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2011（6）：127-131.

［4］李曉娟，關(guān)雯雯，董玉新，等.不同農(nóng)藝措施對(duì)河套灌區(qū)節(jié)水春小麥氮素利用的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（11）：3199-3202.

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