施用氮磷鉀對稻茬小麥生長發(fā)育和經(jīng)濟效益的影響

摘要 ［目的］通過多地田間試驗，研究施用氮磷鉀對稻茬小麥生長發(fā)育和經(jīng)濟收益的影響，探究秸稈還田下小麥氮磷鉀施肥效應。［方法］設置氮磷鉀優(yōu)化施肥ST，以缺氮、缺磷、缺鉀和空白無肥的CK為對照，5個處理，小麥成熟期采樣，考察產(chǎn)量性狀，計算施肥效益。［結果］施用氮磷鉀對小麥生長發(fā)育具有明顯的促進作用，能顯著提高籽粒產(chǎn)量，提升經(jīng)濟收益。4地試驗，測土配方施肥ST較缺氮、缺磷、缺鉀的對照ST-N、ST-P、ST-K分別增產(chǎn)33.67%～119.90%、6.85%～18.72%和5.87%～12.26%，與CK相比，產(chǎn)量相應提升35.83%～159.28%，平均增產(chǎn)72.73%、12.92%、8.01%和91.18%。按照平均產(chǎn)量計算，小麥施用氮磷鉀增收1 652～10 620元/hm2，產(chǎn)投比達（3.15～11.43）∶1。［結論］ 秸稈還田條件下，氮磷鉀優(yōu)化配方施肥能有效提高江淮流域稻田冬小麥籽粒產(chǎn)量，提升種植的經(jīng)濟效益。

關鍵詞 氮磷鉀優(yōu)化配方施肥；小麥籽粒產(chǎn)量；經(jīng)濟效益；江淮流域

中圖分類號 S 143" 文獻標識碼 A" 文章編號 0517-6611（2025）04-0140-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.04.029

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of" Applying with Nitrogen， Phosphorus and Potassium on Paddy Wheat Growth and Economic Benefit

CHEN" Yong1， WANG" Jia jia2， SUN" Shao li3" et" al

（1.Zhongyan Anhui Hongsifang Fertilizer Co.， Ltd.， Hefei， Anhui" 232100;2. Institute of Soil Fertilizer， Anhui

Academy of Agricultural Sciences（National Soil Quality Taihe Observation Experiment Station）/Nutrient Cycling and Cultivated Land Conservation Anhui Province Key Laboratory，Hefei，Anhui 230031;3.Funan County Agricultural Technology Extension Center，F(xiàn)unan，Anhui 236300）

Abstract" ［Objective］ To study on the effects of nitrogen （N）， phosphorus （P） and potassium （K） optimizing prescription fertilization on wheat growth and economic benefit so as to explore the response of wheat grain yield to fertilization on the condition of straw returned to field at four sites. ［Method］ Five treatments were set up including the one ST which was N， P and K prescription fertilization and the ones omitted N （ST N）， P （ST P）， K （ST K） and NPK （CK）. The samples were collected at maturing stage of wheat， and the economic was calculated. ［Result］ There was an obvious relation effect of applying with N， P and K on wheat growth， grain yield increased and economic benefit of planting wheat improved， which wheat seed yield raised by 33.67%-119.90%， 6.85%-18.72% ， 5.87%-12.26% and 35.83%-159.28% averagely 72.73%， 12.92%， 8.01% and 91.18% at four sites respectively compared the treatment of NPK prescription fertilization with the control of omitting N， P， K and NPK. According to the calculation of average wheat grain yield， the economic profit to plant wheat increased by 1 652-10 620 yuan/hm2， and the ratio of income to invest of fertilization reached （3.15-11.43）∶1 compared the treatment of ST to the one of ST N，ST P， ST K and CK. ［Conclusion］ The optimizing prescription fertilization of N， P， K could effectively increase winter wheat seed yield and improve economic benefit in the region of the Yangtze Huai River valley under the condition of straw returned to field.

Key words Optimizing prescription fertilization of N， P， K;Wheat grain yield;Economic benefit;Yangtze Huai River valley

基金項目 國家重大研發(fā)專項“長江流域冬小麥化肥農(nóng)藥減施增效技術研究與示范”（2018YFD0200505）。

作者簡介 陳勇（1968—），男，安徽長豐人，推廣研究員，從事農(nóng)業(yè)技術試驗和復合肥料的生產(chǎn)管理工作。*通信作者，研究員，博士，從事土壤肥料研究。

收稿日期 2024-06-11

小麥是我國主要糧食作物之一，是北方廣大人民群眾的主食和碳水化合物的主要來源^［1］。中國是當今世界最大的小麥生產(chǎn)和消費國家，安徽是我國小麥主產(chǎn)區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，2016—2021年全省小麥總播種面積為284.9萬hm2，年平均總產(chǎn)量1 643萬t，播種面積和總產(chǎn)量分別占全國的11.82%和12.32%，均位于全國第3位^［2-3］。發(fā)展小麥生產(chǎn)，對保障國家糧食安全、促進地方經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民增產(chǎn)增收、鞏固脫貧成果和鄉(xiāng)村振興均有重要作用^［4-6］。

氮是小麥植株中蛋白質(zhì)等重要有機化合物的組成元素，磷為核酸等有機磷化合物的組分，鉀可以促進小麥光合作用，提高CO 2同化率，增強抗病能力。氮磷鉀3種元素均是小麥正常生長發(fā)育所必需的16種營養(yǎng)元素之一，屬于6種大量營養(yǎng)元素，被稱為肥料三要素^［7］，對小麥生長發(fā)育和籽粒產(chǎn)量有重大影響。小麥是需肥量較多的高產(chǎn)農(nóng)作物，研究表明，每生產(chǎn)100 kg小麥籽粒，平均吸收2.61 kg N、0.96 kg P 2O 5、2.93 kg K 2O，N∶P 2O 5∶K 2O為2.7∶1∶3.1，氮磷鉀是除氧、碳外小麥需求量最多的3種必需營養(yǎng)元素^［7-8］。然而，江淮流域小麥產(chǎn)區(qū)下蜀黃土發(fā)育的旱地-黃褐土、水田-水稻土，以及沿淮河的沖積土、砂姜黑土等，土壤肥力不高，供肥強度較弱，不能滿足小麥正常生長發(fā)育對氮素的需求^［8-10］，特別是水稻秸稈全量還田下。為了高產(chǎn)，農(nóng)民傳統(tǒng)施肥法施用大量氮素化肥，磷鉀用量較少，不僅氮肥施用過量，氮磷鉀比例也不合理，導致田間生長環(huán)境郁閉，通風透光差，小麥病蟲害嚴重，易倒伏，籽粒癟小，產(chǎn)量劇減^［11-13］。針對小麥生產(chǎn)中存在的突出施肥問題，特別是秸稈禁燒/全面還田的新形勢下氮肥施用過量、氮磷鉀比例不合理的現(xiàn)狀，筆者通過田間小區(qū)試驗，進一步研究江淮地區(qū)冬小麥施用氮磷鉀化肥的效應，提高化肥利用效率，減少肥料養(yǎng)分流失和損失，減輕農(nóng)業(yè)面源污染，保護環(huán)境，提高施肥的經(jīng)濟效益和農(nóng)民收益，旨在為合理施肥提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2022—2023年在安徽省江淮流域的滁州市定遠縣、阜陽市阜南縣、合肥市長豐縣和淮南市潘集區(qū)4個縣區(qū)同時進行，其中定遠和長豐2個縣的供試土壤均為下蜀系沉積黃土發(fā)育的潴育型水稻土-黃白土田，阜南和潘集供試土壤相應為淮河沖積物和砂姜黑土母質(zhì)發(fā)育的淹育水稻土-淺馬肝田及潛育型水稻土-青湖泥田，前茬作物水稻，肥力中等，灌溉排水條件良好。小麥播種前，0～20 cm 耕層土壤樣品，按常規(guī)方法分析，養(yǎng)分狀況：pH分別為4.39、5.39、5.73和6.21，有機質(zhì)含量分別為18.95、16.58、19.32和27.18 g/kg，堿解氮分別為119.7、68.1、105.2和173.1 mg/kg，有效磷分別為11.93、8.01、13.58和17.32 mg/kg，速效鉀含量分別為125.6、128.5、108.7和198.3 mg/kg。

1.2 試驗肥料

供試氮肥品種為尿素，含氮（N）量46.0％，生產(chǎn)商為中鹽安徽紅四方肥業(yè)股份有限公司；磷肥品種為國產(chǎn)過磷酸鈣，P 2O 5含量12.0％，產(chǎn)地云南?。烩浄蕜t為氯化鉀，含鉀量（K 2O含量）為60％，產(chǎn)地俄羅斯。

1.3 試驗設計

共設置5個處理：①測土優(yōu)化配方施肥處理ST（氮磷鉀施肥量N、P 2O 5、K 2O量分別為180、90、90 kg/hm2）；②ST-N（ST基礎上不施氮）； ③ST-P（ST基礎上不施磷）；④OPT-K（ST基礎上不施鉀肥）；⑤CK（無肥空白對照，完全不施任何肥料的無肥處理）。 4地試驗處理相同，小區(qū)面積30.0 m2，3次重復，區(qū)組內(nèi)完全隨機排列。肥料的施用方法：磷和鉀全部作基肥，一次性施用；氮肥按7∶3比例分期施用。供試小麥品種為當?shù)刂魍频膿P麥23號、揚輻麥2號、淮麥33號和煙農(nóng)21號，當年10月下旬播種，第2年6月初收獲。病蟲草害防治和水分管理等栽培措施，同當?shù)仄胀ù筇镄←湣?/p>

1.4 樣品采集與分析

試驗地土壤耕作施肥前，多點采集基礎土壤樣品，測定基本農(nóng)化性狀。小麥成熟收獲前，考察單位面積有效穗數(shù)，每個處理小區(qū)選取具有代表性的25株樣品，帶回實驗室進行考種，測定株高、穗長、結實小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、秸稈和籽粒重等性狀指標。實施人工收獲，每小區(qū)單收、單獨脫粒，分開晾曬和稱重，計算實產(chǎn)。

土壤基本性狀采用常規(guī)法分析，參照《土壤農(nóng)化分析》^［14］等進行；pH用玻璃電極法測定，有機質(zhì)選用H 2SO 4-K 2CrO 7氧化法測定；堿解氮采用擴散法測定，有效磷采用氟化銨-稀鹽酸浸提-鉬藍比色法測定，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計法測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和SPSS等統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，并用最小差異顯著法LSD法進行處理間差異的多重比較。

2 結果與分析

2.1 施用氮磷鉀對小麥生長發(fā)育的影響

由表1可知，地處江淮丘陵水稻-小麥輪作區(qū)的合肥市長豐縣水稻土-黃白土稻田，氮磷鉀化肥配合施用的小麥測土優(yōu)化配方平衡施肥對小麥生長發(fā)育具有良好的促進作用，小麥植株的高度、穗長、結實小穗數(shù)和穗粒數(shù)均明顯增加，不孕小穗數(shù)減少，千粒重提高，籽粒產(chǎn)量的結構性狀改善，為籽粒產(chǎn)量的最終提高奠定了堅實的基礎，盡管單位面積的分蘗成穗數(shù)即有效穗數(shù)沒有明顯增多。滁州市定遠縣、阜陽市阜南縣及淮南市潘集區(qū)3地試驗，小麥產(chǎn)量性狀的考察結果與長豐縣的趨勢基本一致。總之，氮磷鉀配合的測土配方優(yōu)化施肥ST較對照ST-N、ST-P、ST-K和空白無肥的CK，均能明顯促進小麥生長發(fā)育，改善產(chǎn)量結構性狀（表1）。

2.2 施用氮磷鉀對小麥籽粒產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，氮磷鉀化肥配合施用的優(yōu)化配方肥料，對江淮流域稻茬冬小麥籽粒產(chǎn)量有較大影響。長豐、定遠、阜南和潘集4地試驗，與不施用氮磷鉀的對照ST-N、ST-P、ST-K和空白無肥處理CK相比，測土優(yōu)化配方施肥ST處理小麥籽粒產(chǎn)量分別增長33.67%～119.90%、6.85%～18.72%、5.87%～12.26%和35.83%～159.28%，平均增產(chǎn)72.93%、12.92%、8.01%和91.18%，其中增施氮肥或氮磷鉀化肥的增產(chǎn)效應均達極顯著水平（Plt;0.01）。相比ST-P處理，ST處理的增產(chǎn)效應長豐、定遠2地試驗均達極顯著水平（Plt;0.01），阜南試驗達顯著水平（Plt;0.05），而潘集試驗增產(chǎn)效應則不顯著。相比ST-K處理，ST處理長豐試驗增產(chǎn)效應達極顯著水平（Plt;0.01），但定遠、阜南及潘集3地試驗增產(chǎn)效應均未達顯著水平（Plt;0.05）。不施肥或者不施氮肥，小麥籽粒產(chǎn)量急劇下降，4地試驗，無肥CK和無氮的ST-N處理只有氮磷鉀配方肥ST處理的38.57%～73.62%及45.48%～74.81%，平均為52.31%和57.83%，減產(chǎn)效應極顯著；不施磷及不施鉀的處理ST-P與ST-K，小麥產(chǎn)量為氮磷鉀配合的優(yōu)化配方肥ST處理的84.23%～93.59%、89.08%～94.46%，平均達88.56%和92.58%，長豐試驗不施磷肥ST-P和不施鉀肥ST-K的2個處理減產(chǎn)效應均達極顯著水平（Plt;0.01）；定遠試驗不施磷肥減產(chǎn)效應達極顯著水平（Plt;0.01），不施鉀肥的減產(chǎn)效應不顯著；阜南試驗不施磷肥減產(chǎn)效應達顯著水平（Plt;0.05），不施鉀肥的減產(chǎn)效應不顯著；潘集試驗2個不施磷和不施鉀處理減產(chǎn)效應均未達顯著水平（Plt;0.05）?？傮w上，小麥施氮的增產(chǎn)效應最明顯也最穩(wěn)定，增產(chǎn)幅度在30%以上；施用磷、鉀肥的增產(chǎn)效應存在變數(shù)，與試驗地土壤有效磷和鉀含量有較大的關系，有時增產(chǎn)幅度低于10%，增產(chǎn)效應不顯著。4地試驗，氮磷鉀增產(chǎn)效應均為Ngt;gt;P≥K?？傮w分析，江淮丘陵地區(qū)水稻-小麥水旱輪作區(qū)，下蜀黃土母質(zhì)發(fā)育的黃白土稻田，小麥施用氮磷鉀化肥具有較高增產(chǎn)幅度，施肥效應明顯高于沿淮沖積物及湖積物發(fā)育的水稻土。

2.3 小麥施用氮鉀肥料的經(jīng)濟效益分析

依據(jù)2023年夏季小麥的收購價格和2022年秋冬麥季氮磷鉀肥料的購買售價，計算小麥施肥的經(jīng)濟收益，結果見表3。從表3可以看出，氮磷鉀化肥配合施用的優(yōu)化配方施肥ST可以大幅提高小麥產(chǎn)值，顯著提升農(nóng)民種植小麥的經(jīng)濟收益。在不考慮勞動用工費、僅計算肥料成本的前提下，按照4地試驗小麥平均產(chǎn)量計算，與不施氮的對照ST-N相比，ST施氮平均增收9 391元/hm2，施用氮肥的產(chǎn)投比達11.43∶1；與不施磷的對照ST-P相比，ST施磷增收2 548元/hm2，施用磷肥的產(chǎn)投比為5.48∶1；與不施鉀肥的對照ST-K相比，ST施鉀增收1 652元/hm2，施鉀的產(chǎn)投比達3.15∶1；與完全不施肥的空白對照CK相比，ST施用氮磷鉀化肥增收10 620元/hm2，施肥產(chǎn)投比達5.86∶1。從產(chǎn)投比看，氮的施肥效應遠高于磷和鉀，即表現(xiàn)出Ngt;gt;P≥K，施用氮肥的經(jīng)濟收益最高、產(chǎn)投比最大，與上述的小麥籽粒產(chǎn)量的趨勢基本一致。

3 討論

施用氮磷鉀化肥對農(nóng)作物生長發(fā)育和種植經(jīng)濟收益的影響已有較多的試驗^［8-13］。研究表明，適宜數(shù)量的氮磷鉀化肥配合施用可有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量，提升經(jīng)濟效益^［15-19］。

陳開平等^［15］研究表明，小麥施用脲甲醛復合肥較常規(guī)配方肥增產(chǎn)2.93%，增加凈效益758元/hm2。付文等^［16］研究表明，高中低3種肥力水平下，調(diào)整配方施肥較無肥的對照，小麥分別增產(chǎn)12.0%、21.5%和14.4%，較農(nóng)民習慣施肥增收16.6%。魏建林等^［17］研究發(fā)現(xiàn)，基于養(yǎng)分專家系統(tǒng)推薦的山東氮磷鉀配方施肥（OPTE）較無肥的對照CK，玉米增產(chǎn)率為15.1%～29.5%，小麥產(chǎn)量提高25.6%～37.2%;養(yǎng)分投入量降低，提升了全年種植效益，產(chǎn)投比明顯升高。楊慧敏等^［18］在河北實施定位8年研究，結果表明優(yōu)化施肥OPT小麥產(chǎn)量較農(nóng)民習慣施肥FP提高0.5%～12.8%，年均增產(chǎn)4.3%；玉米產(chǎn)量增加0.3%～15.5%，年均提升5.3%；周年輪作產(chǎn)量增長0.5%～9.8%，年均提高4.8%；施肥處理產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)定性變化且保持可持續(xù)發(fā)展。趙萍萍等^［19］在山西的研究顯示，養(yǎng)分專家系統(tǒng)NE和測土配方ST較農(nóng)民習慣施肥FP具有明顯的減肥效果，均是小麥養(yǎng)分管理的有效方法。該研究表明，安徽江淮丘陵地區(qū)水稻-小麥輪作區(qū)，氮磷鉀化肥配合施用的小麥優(yōu)化配方平衡施肥對小麥生長與發(fā)育具有良好的促進作用。4地試驗，與不施氮磷鉀的對照ST-N、ST-P、ST-K和無肥的CK相比，優(yōu)化配方施肥ST處理，小麥籽粒產(chǎn)量分別增長33.67%～119.90%、6.85%～18.72%、5.87%～12.26%和35.83%～159.28%，平均增產(chǎn)72.93%、12.92%、8.01%和91.18%，增施氮肥或氮磷鉀化肥的增產(chǎn)效應均達極顯著水平（Plt;0.01），施用磷、鉀肥的增產(chǎn)效應達顯著（Plt;0.05）或極顯著（Plt;0.01）水平，與土壤有效磷鉀含量有關，即地處江淮分水嶺地區(qū)的長豐、定遠2縣，土壤為下蜀系黃土母質(zhì)發(fā)育的黃白土田，稻田堿解氮、有效磷和速效鉀含量均較低，小麥施用氮磷鉀的效應較明顯，籽粒產(chǎn)量增加幅度較大；位于淮河以北的阜南及潘集，土壤為淮河沖積物及古湖積物母質(zhì)發(fā)育的馬肝田和青湖泥田，有效磷鉀含量較高，潘集基礎土壤有效鉀含量高達198.3 mg/kg，小麥施肥效應不明顯，磷鉀增產(chǎn)效應不顯著。總體上，4地試驗氮磷鉀的增產(chǎn)順序均為Ngt;gt;P≥K。按照4地小麥平均產(chǎn)量計算，施用氮磷鉀化肥分別增收9 391、2 548、1 562和10 620元/hm2，施肥產(chǎn)投比相應達11.43∶1、5.48∶1、3.15∶1和5.86∶1，經(jīng)濟效益較高、產(chǎn)投比較大，研究結果與付文等^［16］、魏建林等^［17］在河南、山東、江蘇、河北、山西等地的相似。

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