控釋氮肥對小麥生長發育及產量的影響

夏光利，朱國梁，史桂芳，牟小翎，畢 軍，董 浩，譚德水

(1．泰安市農業科學研究院，山東泰安271000;2．山東省農業科學院，山東濟南250100)

近年來，農業生產中氮肥利用率低而施用量越來越高導致環境污染問題日趨嚴重［1－3］。改變傳統施肥方式，提高作物產量和氮肥利用率成為當務之急。控釋肥料的出現為解決這一問題提供了可能，因為控釋肥料具有養分釋放與作物需求同步，揮發、淋溶、固定少，減輕環境污染等優點［4－5］。有關控釋肥在主要糧食作物，特別是玉米上的研究報道較多［6－8］。小麥生育期較長，一次性施用控釋肥能否滿足其養分需求，尤其是對氮素需求尚需進一步研究。目前已經有人在小麥上開展了控釋肥應用研究，并取得了一定效果［9－11］，但小麥應用控釋肥步伐相對滯后。筆者在優化施肥基礎上，選用2種控釋氮肥在小麥上進行了研究，以期為控釋肥在小麥上的推廣應用提供依據。

1 材料與方法

1．1 試驗材料 試驗于2013～2015年在山東省泰安市岱岳區馬莊鎮進行。小麥品種為泰山22號。供試肥料包括控釋氮肥A(包膜材料為生物可降解型水性樹脂，山東省農業科學院土肥所研制，含N 420 g/kg)和B(包膜材料為普通樹脂，山東金正大肥業公司生產，含N 420 g/kg)、尿素(含N 460 g/kg)、過磷酸鈣(含P2O5120 g/kg)、氯化鉀(含K2O600 g/kg)。供試土壤為褐土，土壤質地為輕壤土，土壤堿解氮78．6 mg/kg，速效磷 33．9 mg/kg，速效鉀102．0 mg/kg。

1．2 試驗設計 試驗設置5個處理，①PK:只施磷鉀肥，不施氮肥，投入 P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，全部底施;②OPT:優化施肥，投入純 N 210 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮為普通尿素，基追比例為5∶5，磷鉀全部底施，OPT處理氮肥的追肥時期為返青—拔節期;③100%控氮A:控釋氮肥 A，投入純 N 210 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮為控釋氮肥A，一次性底肥施入;④80%控氮A:減施20%控釋氮肥A，投入純N 168 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，一次性底肥施入;⑤80%控氮B:減施20%控釋氮肥 B，投入純 N 168 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，一次性底肥施入。各處理小區具體施肥情況見表1。

耕地后按2．1 m筑畦，劃定試驗小區，試驗小區面積42．0 m2，每處理重復3次，隨機區組排列，重復間留1．0 m隔離區，試驗區四周設置保護行。將基施常規氮肥和磷鉀肥按處理設計一次性均勻撒施后翻入土層。控釋氮肥處理區于每畦開出6條深10～15 cm施肥溝，溝施覆土，耙平應用機械播種。

表1 各處理具體施肥情況 kg/hm2

1．3 調查指標和方法 在小麥三葉期，于各處理小區確定代表性觀測點0．50 m2，分別調查冬前分蘗、最大分蘗;收獲前在各處理小區選取代表性樣點1．05 m2，調查有效穗數;分別在冬前、返青期、拔節期、開花期在各處理小區取1．0 m長樣段，測定干物質量;成熟期在各處理小區選取均勻地段，齊地平面刈割長1．0 m雙行樣段裝入網袋，測定該2．0 m樣段的子粒風干重和秸稈干重;自收獲樣段選取代表性植株20株測量株高并調查穗粒數;各處理小區選擇長勢均勻地段，收取6．30 m2的樣方，測定子粒產量并稱取千粒重。

1．4 數據處理 應用DPS數據處理系統LSD法對試驗結果進行統計分析;應用Excel 2007軟件進行數據圖表制作。

2 結果與分析

2．1 不同處理對小麥生長發育的影響

2．1．1 株高。由表2可知，施氮能夠不同程度地增加小麥株高。與PK處理相比，各施氮處理小麥株高增加2．22～3．22 cm，各處理間小麥株高差異不顯著。適度增加小麥株高可為子粒產量的提高創造良好的株體條件。

2．1．2 群體結構。由表2可知，各施氮處理冬前分蘗數量比PK處理有所增加，增幅為41．4萬～114．3萬/hm2。與OPT處理比，各控釋氮肥處理冬前分蘗數量均有所減少，減幅為24．3萬～72．9萬/hm2，差異均未達到0．05顯著水平，冬前群體結構小，有利于形成壯蘗。各控釋氮肥處理間冬前分蘗數量差異不顯著。各施氮處理最大分蘗數量變化趨勢與冬前分蘗不同，各控釋氮肥處理最大分蘗數多于OPT處理和PK處理，以80%控氮B處理最大分蘗最多，達到1 807．2萬/hm2，其與OPT處理和PK處理差異達到0．01顯著水平。控釋氮A在減施條件下，分蘗數量增加，可能是試驗誤差所致。OPT處理最大分蘗數量相對較少，可能與氮肥分次施用有關。

2．1．3 產量構成因素。由表2可知，PK處理有效穗數、穗粒數均少于各施氮處理，而千粒重高于其他處理，可能是群體較小、穗粒數較少所致。100%控氮A處理有效穗數最高，與OPT處理比，增加48．1萬/hm2，差異達到0．01極顯著水平，而穗粒數和千粒重略有下降;80%控氮B處理較OPT處理有效穗數增加，千粒重提高，穗粒數減少，但差異均不顯著;控釋氮A在減施條件下，有效穗數減少54．6萬/hm2，差異達到0．01極顯著水平，而穗粒數增加2．28粒/穗，千粒重提高1．00 g，差異不顯著。

表2 不同處理株高、群體結構及產量構成因素統計

2．2 不同處理對小麥不同生育時期干物質積累量的影響 從圖1可以看出，各處理小麥干物質積累均隨生育時期的延長呈現不斷增加的趨勢，但處理間增加的幅度有所差異。在小麥返青期以前，由于植株營養體較小，干物質積累量較低，處理間差異相對較小。自拔節期開始，施氮處理與不施氮處理間差異逐漸加大，至開花期差異達到最大值，OPT、100%控氮A、80%控氮A、80%控氮B處理比CK處理干物質積累量分別增加16．5%、14．1%、17．9%、19．2%;80%控氮A、80%控氮B處理分別比OPT處理增加1．1%、2．2%。成熟期OPT、100%控氮A、80%控氮A、80%控氮B處理分別比 CK 處理干物質積累量增加 9．4%、10．1%、9．6%、11．5%。

圖1 各處理小麥不同生育時期干物質積累量

2．3 不同處理對小麥產量和效益的影響

2．3．1 產量。由表3可知，與PK處理相比，其他各施氮處理均表現不同程度增產，幅度為17．1% ～22．0%，差異與PK處理均達到0．01極顯著水平。與OPT處理相比，同等氮素水平下，100%控氮A處理增產3．2%，差異未達0．05顯著水平。100%控氮A處理比80%控氮A處理增產1．8%，80%控氮B處理比80%控氮A處理增產2．8%，差異未達0．05顯著水平。

2．3．2 經濟效益。由表3可知，在其他因素投入相同條件下，控釋氮肥處理比OPT處理肥料投入成本有所增加，尤其是100%控氮A處理增加336．90元/hm2，但由于產量提高，用工投入減少，收益增加690．60元/hm2。80%控氮A處理與100%控氮A處理施肥效益相當，僅減少86．70元/hm2。

3 結論與討論

(1)與普通氮肥相比，控釋氮肥能夠表現出更好的增產增收效果，即使在減施20%條件下，控釋氮A產量降低1．8%，效益僅略有下降，效益減少86．70元/hm2，控釋氮B產量略有提高，效益增加1 122．00元/hm2，并且隨勞動力日趨緊張，經濟效益還會進一步提高。因此，從節能減排、節省用工、減輕環境污染等方面考慮，適當減少控釋氮肥用量是今后值得推廣的施肥技術。

(2)控釋氮肥能夠在一定程度上促進小麥生長發育，表現在植株高度適中，抗逆性能增強;冬前群體結構較小，有利于形成壯蘗;控釋氮肥養分釋放緩慢，利用效率提高，能夠滿足小麥整個生育期氮素供應，即使在減施20%條件下，亦不會發生后期脫肥現象，最終有效穗數基本持平或增加，穗粒數和千粒重與優化施肥處理相當，從而為小麥高產穩產提供保障。

表3 不同處理小麥產量及效益統計

(3)喬玉輝等［12］研究認為，在一定范圍內，干物質積累量與子粒產量呈顯著正相關，因此提高干物質生產能力是提高小麥子粒產量的重要途徑。該試驗結果表明，在小麥上施用控釋氮肥替代普通氮肥能夠提高干物質積累能力，從而為實現小麥增產提供物質基礎。

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