聚天冬氨酸增效復合肥在小麥上的應用效果

朱凌宇+徐榮+張家宏+寇祥明+王宏凱+陳雷+王守紅+王桂良+韓光明+畢建花+唐鶴軍

摘要：對比研究了聚天冬氨酸增效復合肥和不同施用量普通復合肥在小麥上的應用效果，結果表明：施用聚天冬氨酸增效復合肥和普通復合肥都能通過增加有效穗數和每穗粒數，提高作物產量和經濟效益，聚天冬氨酸增效復合肥增產增效作用更加明顯。提高普通復合肥用量雖使產量和經濟效益有所增加，但產投比與低施肥量持平，肥料利用效率甚至更低。適當降低施肥量可提高養分利用效率，減少肥料流失。聚天冬氨酸增效復合肥具有投入成本低、經濟效益高的優勢，在小麥生產上推廣應用潛力巨大。

關鍵詞：聚天冬氨酸；增效復合肥；小麥；產量；經濟效益

中圖分類號： S512.106文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0132-03

收稿日期：2015-03-17

基金項目：江蘇省科技支撐計劃（社會發展）（編號：BE2014680）。

作者簡介：朱凌宇（1988—），女，江蘇寶應人，碩士研究生，主要從事農業資源利用研究。E-mail：lingyu.zhu@163.com。

通信作者：張家宏，研究員，主要從事生態農業技術和產品的研發、推廣工作。E-mail：yzzhangjh@126.com。我國是農業大國，小麥是重要的糧食作物。近年來，化肥的施用對小麥增產起到了積極作用。但用量大、效率低是當前化肥施用中存在的普遍問題[1]，不僅造成資源浪費和經濟效益損失，還導致耕地質量退化、水體富營養化、溫室氣體排放等一系列環境生態問題[2]。因此，合理施肥、提高肥料利用率、充分發揮肥效、減少養分流失對促進糧食生產和農業可持續發展具有重要意義。國內外研究證實，聚天冬氨酸（簡稱PASP）在農業生產上作為肥料增效劑，可增加作物對肥料的吸收，減少肥料用量，促進作物生長，提高作物產量[3]。本研究在普通復合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）基礎上添加0.4% PASP制備出PASP增效復合肥（簡稱增效肥），對比研究增效肥與普通復合肥在不同施肥水平下對小麥產量和效益的影響，為合理制定施肥策略、優化施肥管理以及推廣增效肥在生產上的應用提供一定依據。

1材料與方法

1.1試驗概況

供試小麥品種為淮麥29；試驗地點：江蘇省阜寧縣新溝鎮新溝村9組，試驗地塊平整、肥力均勻。供試土壤為油泥土，質地黏壤，肥力中等，土壤肥力狀況見表1。

1.2試驗設計

根據小麥施用基肥品種及用量不同，試驗設4個處理：①不施肥（對照）：不施任何肥料，為土壤基礎肥力。②常量施復合肥：按當地施肥習慣，其中基肥施用普通復合肥（15-15-15）450 kg/hm2，尿素150 kg/hm2；追肥分分蘗肥、拔節肥和抽穗揚花肥3次施入，共施尿素300 kg/hm2。③減量施復合肥：基肥復合肥按常量的80%施入，即施用普通復合肥（15-15-15）360 kg/hm2，尿素及追肥用量同②。④減量施增效肥：基肥按常量80%施入PASP增效復合肥360 kg/hm2，尿素及追肥用量同②。每個處理設3次重復，小區面積 30 m2，采用隨機區組排列。

1.3試驗過程

播種方式為稻田套播、免耕，前茬直播水稻單產 9 207 kg/hm2。2013年11月2日收割后覆蓋于田間晾至11月6日離田。現茬小麥10月11日播種，播種量為 225 kg/hm2，10月16日出苗，10月21日齊苗，10月29日達1葉1心。處理防病、治蟲、除草、化調等栽培管理措施一致。成熟期空白對照組早5 d，減量施肥組早1 d，增效肥組與常規施肥組相當。收割日期為2014年6月4日（對照組）和6月9日。

1.4計算公式

產量及產量結構要素指標值與肥料各養分投入量的比值為該養分對該指標的養分效率，計算公式為：N（P/K）對產量的養分效率=產量/N（P/K）肥投入量；N（P/K）對單位面積穗數的養分效率=單位面積穗數/N（P/K）肥投入量；N（P/K）對每穗粒數的養分效率=每穗粒數/N（P/K）肥投入量。

經濟效益計算公式為：實際效益=產值-肥料成本；凈增效益=處理組實際效益-對照組實際效益；產投比=凈增效益/肥料成本。

生產資料價格：普通復合肥（15-15-15）2.25元/kg，PASP增效復合肥2.29 元/kg，尿素3.00元/kg，小麥 2.23元/kg；其他農業生產費用相同，未納入計算。

2結果與分析

2.1不同施肥處理對小麥實際產量的影響

由表2可見，不同施肥處理的小麥產量表現為減量施增效肥>全量施復合肥>減量施復合肥>不施肥。與對照（不施肥）相比，施肥顯著提高小麥產量，各施肥處理的產量增幅在115.5%～126.7%，以增效肥處理最高。施用增效肥不僅比同量復合肥處理增產5.19%，還比施全量復合肥處理增產0.36%，可見施用增效肥增產效應明顯。增效肥的施入量僅為全量施肥量的80%，卻與全量施肥處理達到相當的產量水平，表明增效肥能夠提高肥料利用率，可減少20%肥料用量達到相同產量，具有顯著的節肥增效作用。

2.2不同施肥處理對小麥穗粒結構的影響

有效穗數、每穗粒數和千粒質量是產量結構三要素，對產量形成具有決定性作用。由表3可見，施肥對產量的提高作用主要體現在促進有效穗數和每穗粒數增加。其中單位面積有效穗數按次序為全量施復合肥>減量施增效肥>減量施復合肥>不施肥，每穗粒數按次序為減量施增效肥>全量施復合肥>減量施復合肥>不施肥。按全量80%等量施肥時，施用增效肥使有效穗數和每穗粒數較對照分別提高45.0%和535%，施用普通復合肥較對照分別提高42.56%和4856%，施用增效肥對有效穗數和每穗粒數的增幅比同等施肥量的復合肥高出1.73%和3.55%。全量施用普通復合肥，有效穗數和每穗粒數分別較對照提高46.78%和51.46%，這就說明提高20%肥料施用量，可促使有效穗數和每穗粒數提高2.95%和2.19%。以上表明通過施肥，可以顯著提高小麥的有效穗數和每穗粒數，且隨施肥量增加，有效穗數和每穗粒數有增加的趨勢。同等施肥量下，增效肥對有效穗數和每穗粒數提高幅度更大，高于施用普通復合肥的處理，說明增效肥能促進穗粒的發育與形成，通過提高穗粒數量促進產量提高。但施用復合肥和增效肥對千粒質量均未有明顯的促進作用，可能因為穗數增多和穗粒增質量是2個不相同步的生理過程，各自的需肥時期和對施肥的響應程度不同。追肥時，穗數發育對肥料作用較為敏感，肥料養分供給首先促進穗粒數目的增加，而使穗粒的質量增長受到限制。

2.3增效肥與普通復合肥的養分效率

設定產量及產量結構要素指標值與肥料各養分投入量的比值為該養分對該指標的養分效率，不同施肥處理養分效率如表4所示。由于本試驗各處理中P、K的投入量一致，因此對P、K的養分投入效率不作單獨討論。施用增效肥處理的N、P、K養分效率均高于施用普通復合肥的處理，其中N對產量、單位面積穗數和每穗粒數的養分效率分別高出5.36%、300%和5.20%，P/K對產量、單位面積穗數和每穗粒數的養分效率分別高出15. 32%、12.52%和12.92%，表明PASP對N、P、K養分具有一定的增效作用，能夠提高肥料利用效率，促進作物對養分的吸收。

施肥量對養分效率也有一定影響，降低普通復合肥施用量能提高養分利用效率。降低20%復合肥用量時，N對產量、單位面積穗數和每穗粒數的養分效率分別提高了034%、233%和2.76%，P/K對產量、單位面積穗數和每穗粒數的養分效率分別提高19.26%、21.48%和22.25%。由此可見，雖然施肥量與產量及其形成要素之間有一定正相關性，增加肥料投入對小麥增產有積極作用，但是大量施肥時，有較多養分留存在土壤中或流失于環境中，并未被作物充分利用，造成養分利用效率低，肥料資源浪費。

2.4不同施肥處理經濟效益分析

施肥能增加小麥生產產值，對于提高經濟效益作用明顯。如表5所示，產值、實際效益和凈效益均表現出一致的變化規律，即減量施增效肥>全量施復合肥>減量施肥。施用增效肥具有顯著的增效作用，扣除肥料成本后，其實際效益比全量施復合肥和減量施復合肥處理分別高出1.80%和5.93%，凈增效益分別比全量施復合肥和減量施復合肥處理高出374%和12.91%，產投比相應高出0.35和0.36。施用普通復合肥時，當施肥量提高20%可使凈增效益提高8.85%，但產投比和減量施肥基本持平。可見，增加施肥量雖然在一定程度上提高小麥產量，使表觀經濟效益有所提高，但這種方式的肥料投入成本相應提高，相比之下施肥效益并非最佳；施用增效肥比普通復合肥獲得更高的產投比，具有顯著的節本增收作用。因此，從經濟角度來看，施用增效復合肥和適當降低肥料施用量，可以有效提高肥料利用率，減少肥料的流失，最終達到投入和效益的有機統一。

3結論與討論

3.1不同施肥處理的小麥實際產量

作物高產與土壤的養分狀況有密切關系[4]。施肥對作物產量提升有顯著作用，主要通過作用于有效穗數和每穗粒數提高產量。產量與施肥量表現出一定的正相關性，但增加幅度并非隨著施肥量同步變化。本研究中，當提高20%施肥量時，小麥產量僅增加了4.59%，如果施肥量持續增加，產量將呈現下降趨勢[5]。通常農民習慣于通過大量施用化肥獲得糧食增產，但是當施肥量達到一定限度時，增產效果并不顯著；超過某個閾值時，產量反而大幅降低。因此在生產上不應盲目加大肥料的投入量以追求高產，還需兼顧效益。施用增效肥可比普通復合肥更有效地促進小麥增產，同等施肥水平時施用增效肥比普通復合肥增產5.19%；在低20%施肥水平時，產量甚至比全量施用普通復合肥還略高一籌，與丁志強等的研究結果[6]相吻合。一般而言，在相同施肥量情況下，加入PASP 0.015～3.600 g/m2，能增加谷物產量5%～30%，在得到相同谷物產量情況下，可減少1/3～1/2的肥料用量[7]。束維正的研究結果顯示，PASP可使小麥增產995%[8]，比本研究結果稍高。增效肥對產量的提升幅度可能與肥料中增效劑的添加比例有關，本試驗中PASP添加量為肥料用量的04%，僅為其50%。因此，改變增效劑與肥料的配施比例對產量的影響程度有待進一步研究。PASP增效劑在其他作物上的應用研究表明：PASP增效劑可使水稻增產5.1%～63%[9]、茄子增產8.0%、甘藍增產4.1%[10]、玉米增產134%[11]。可見PASP的增產效果因作物品種不同而具有一定差異，這與作物對養分吸收利用特性有關，但是其對于小麥增產作用達顯著水平，可以在小麥生產上進一步推廣應用。

3.2不同施肥處理的肥料利用效率

合理施肥不僅關系到作物產量的提高，還關系地力的維持，因此不應只注意到肥料施用對產量絕對值的增加效應，更應關注肥料的利用效率。本研究中全量施用復合肥雖然獲得最高產量，但其N、P、K養分利用效率卻是最低，說明一部分投入的養分并未能被有效利用，造成肥料損失浪費，肥料的流失將給水體和大氣帶來環境風險。從肥料利用率和養分平衡方面看，適當降低施肥量不僅有利于養分的高效利用，提高施肥的作用效果，而且對養分收支平衡有一定促進作用。施用增效肥對促進養分吸收、提高肥料利用效率作用明顯，N和P/K的養分效率分別比施用普通復合肥高出678%和1359%。這是由于PASP具有螯合作用使養分富集、活化，增強作物對N、K等礦質元素的吸收，提高土壤營養元素的有效性[7]。在養分較為充足條件下，增效更加明顯[12]。本研究中僅研究了1種施肥量下增效肥的應用效果，在不同施肥梯度下PASP的增效效果如何，還需通過進一步的試驗進行驗證。P/K養分效率顯著高于N的養分效率，這是由于后期追施尿素增加了N肥投入，但P和K肥并未得到相應追施，此時 P、K可能成為小麥生長的限制因子，影響了產量的最終形成。因此，在今后生產中可考慮追肥時除增施N肥外，還應適當補充P肥和K肥，以達到養分配比均衡、提高養分效率、提高產量的目的。

3.3不同施肥處理的經濟效益

從經濟效益來看，施用PASP增效復合肥與普通復合肥相比效益顯著。在同等肥料用量時，每投入1元的肥料成本，增效肥比普通復合肥多產生0.34元的收益；每667 m2土地的肥料成本僅比普通復合肥多0.96元，但增加效益高達519元，凈效益提高12.91%，可見施用PASP增效肥對于提高小麥生產效益具有重要的現實意義。合理施肥的關鍵在于協調質和量的統一，同時兼顧肥料投入量、肥料利用效率和產量效益的平衡，最終獲得更高的經濟和生態效益。雖然增施肥料從絕對值上提高了經濟效益，但綜合考慮肥料成本、人工等因素，增加肥料施入量并非獲得最佳經濟效益的有效途徑，提高肥料利用率、提高肥料作用效率才是提升效益的根本出路。

綜上所述，增效和減施依然是平衡施肥的發展方向。本研究中PASP增效復合肥對小麥產量具有明顯提升作用，同時兼具投入成本低、經濟效益高的優勢，在小麥生產上推廣應用潛力巨大。PASP增效復合肥的使用有利于改善當前復合肥用量高、效率低的現狀，是未來復合肥的發展趨勢。在此增效肥基礎上，以提高效益為目標，探究適宜的肥料投入量，同時結合現代平衡施肥技術，構建適合小麥生產的科學施肥體系將是未來研究的重點問題。

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