山東禹城市冬小麥產(chǎn)量演變分析2016—2020年

張曰東 王興華 王曉靜 李海燕

摘 ? ?要：選取禹城市糧食良種場固定地塊，從2016年開始連續(xù)5年定位監(jiān)測冬小麥產(chǎn)量與土壤肥力指標(biāo)，為監(jiān)測農(nóng)田土壤質(zhì)量變化提供依據(jù)。結(jié)果表明：2016—2020年冬小麥產(chǎn)量逐年增加，增幅為22.5%;土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量呈逐年增加趨勢，增幅分別為16.4%，32.0%，土壤有效磷和速效鉀含量呈逐年提升趨勢，增幅分別為54.5%，22.4%。研究結(jié)果將為該區(qū)域冬小麥產(chǎn)量穩(wěn)步增加、土壤培肥提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：冬小麥;產(chǎn)量;土壤肥力

中圖分類號：S512.1+1 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.07.003

Abstract： In order to monitor the change index of farmland soil quality， the location plot of Yucheng farm was selected in the experiment， and the winter wheat yield and soil fertility index were monitored for five consecutive years from 2016. The results showed that： from 2016 to 2020， winter wheat yield increased by 22.5%; soil organic matter and total nitrogen content increased by 16.4% and 32%， respectively; soil available phosphorus and available potassium content increased by 54.5% and 22.4%， respectively. The results would provide basic data for the steady increase of winter wheat yield and soil fertility in this region.

Key words： winter wheat; yield; soil fertility

華北平原是我國重要的商品糧基地，小麥產(chǎn)量的高低對保證國家糧食安全具有重要影響，穩(wěn)定和提高該區(qū)域糧食產(chǎn)量對我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提升人民生活水平具有重要意義[1]。山東是我國小麥生產(chǎn)第二大省，據(jù)統(tǒng)計，近5年來小麥年均種植面積363.3×104 hm2，平均總產(chǎn)215.3×108 kg，單產(chǎn)5 947.5 kg·hm-2，單產(chǎn)水平居全國首位[2]。小麥單產(chǎn)的提高主要歸功于栽培環(huán)境的改善和新品種的推廣應(yīng)用，其中栽培環(huán)境的改善主要體現(xiàn)在土壤肥力的提高、水肥投入的加大和栽培技術(shù)的進(jìn)步等。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，作為小麥-玉米主產(chǎn)區(qū)的華北平原肥料投入量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)前作物對養(yǎng)分的需求量[3]。大量研究表明，有機(jī)投入質(zhì)偏低仍是限制華北平原小麥產(chǎn)量的主要因素，土壤有效磷與小麥產(chǎn)量表現(xiàn)為弱的正相關(guān)，而土壤交換性鉀與小麥籽粒產(chǎn)量無顯著相關(guān)[4-7]，長期過量施肥造成土壤、環(huán)境遭到破壞，不利于土壤可持續(xù)利用。本試驗選擇位于禹城市西南部糧食良種場的固定地塊，連續(xù)5年定位監(jiān)測冬小麥產(chǎn)量與土壤肥力指標(biāo)，為監(jiān)測該區(qū)域冬小麥生產(chǎn)狀況、土壤肥力演變提供基礎(chǔ)資料。

1 材料和方法

1.1 試驗地狀況

試驗地位于山東省禹城市糧食良種場（116°34' E，36°50'N），屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫13.4 ℃，≥10 ℃積溫4 441 ℃，年均降雨量569.6 mm，水面蒸發(fā)量2 095 mm，無霜期約206 d，年日照時數(shù)2 640 h。試驗地土壤類型為黃河沖積物發(fā)育而成潮土，2016年土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗選用當(dāng)?shù)刂魍破贩N‘濟(jì)麥22號，種肥為復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：26-14-10）600 kg hm-2，3月中下旬追施尿素（含N量46%）150 kg hm-2，其他管理同常規(guī)管理。

1.3 取樣、測產(chǎn)

2016—2020年定位3塊農(nóng)田進(jìn)行機(jī)械收獲、測產(chǎn)，并在對應(yīng)地塊取0～20 cm土壤進(jìn)行土壤肥力指標(biāo)分析，測試方法參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析》[5]。

1.4 統(tǒng)計與分析

肥料偏生產(chǎn)力（PFP）：指施用某一特定肥料下的作物產(chǎn)量與施肥量的比值。計算公式：

PFP=Y/F

式中，PFP是指肥料偏生產(chǎn)力，單位為kg·kg-1;Y是指施用某一特定肥料作物的產(chǎn)量，單位為kg·hm-2;F是指特定肥料純養(yǎng)分（是指N、P2O5和K2O）的投入量，單位為kg·hm-2。

2 結(jié)果與分析

2.1 2016—2020年冬小麥產(chǎn)量的演變

從圖1可以看出，冬小麥產(chǎn)量呈逐年增加的趨勢，2016年產(chǎn)量是6 735 kg·hm-2，2020年產(chǎn)量增加到8 250 kg·hm-2，增加幅度約為22.5%。小麥產(chǎn)量的增加主要得益于近幾年的農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步，與品種的篩選、新型肥料的施用以及農(nóng)機(jī)的普及密切相關(guān)。

2.2 肥料偏生產(chǎn)力分析

化肥偏生產(chǎn)力（PFP）是目前主要用于評價肥料生產(chǎn)效率指標(biāo)之一。表2為2016—2020年冬小麥肥料偏生產(chǎn)力分析表。從表中可以看出，氮肥的偏生產(chǎn)力為34.5～42.3 kg·kg-1，磷肥的偏生產(chǎn)力為80.2～98.2 kg·kg-1，鉀肥的偏生產(chǎn)力為112.3～137.5 kg·kg-1，并且隨著施肥年限的增加而增加，表明該地區(qū)施肥量及比例是合理的。

2.3 耕層土壤肥力演變規(guī)律

表3為2016—2020年耕層土壤養(yǎng)分含量變化。從表中可以看出，土壤有機(jī)質(zhì)含量由2016年9.93 g·kg-1增加到2020年11.56 g·kg-1，土壤有機(jī)質(zhì)提升幅度為16.4%;同時，土壤全氮含量由2016年0.75 g·kg-1增加到2020年0.99 g·kg-1，增加幅度為32.0%;土壤有效磷含量由2016年11.2 mg·kg-1增加到2020年17.3 mg·kg-1，提升幅度為54.5%;同時，土壤速效鉀含量由2016年88.5 mg·kg-1增加到2020年108.3 mg·kg-1，增加幅度為22.4 %。

3 結(jié)論與討論

3.1 施肥與作物產(chǎn)量的關(guān)系

作物產(chǎn)量是土壤肥力和所處的氣候條件及農(nóng)田管理措施等因素的綜合表現(xiàn)，其中施肥是提高產(chǎn)量的主要手段[8]。合理的施肥有利于作物產(chǎn)量的增加，同時改善作物品質(zhì)。合理施肥指的是根據(jù)土壤、農(nóng)作物、肥料的性質(zhì)等確定肥料的使用含量和方式，這樣的施肥方式不僅可以確保農(nóng)作物的均衡供肥，還能夠提升肥料利用率，避免肥料的浪費(fèi)。

本試驗條件下，連續(xù)5年基施復(fù)合肥600 kg·hm-2，在第2年追施尿素150 kg ·hm-2，施肥量能夠保證作物的養(yǎng)分需求，是小麥產(chǎn)量逐年增加的主要原因之一;同時，近年來隨著良種的選育、栽培技術(shù)的提升，如寬幅精播的推廣也是產(chǎn)量逐年保持穩(wěn)定增產(chǎn)的原因之一。倒春寒、干熱風(fēng)等是影響該區(qū)域小麥高產(chǎn)的主要因素，可通過噴施生長調(diào)節(jié)劑和葉面肥等措施來提高小麥抗性，進(jìn)而保障小麥穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)。

3.2 施肥與土壤肥力的關(guān)系

土壤肥力是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征，是土壤為植物生長供應(yīng)和協(xié)調(diào)養(yǎng)分、水分、空氣和熱量的能力，是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反應(yīng)，土壤肥力直接決定著作物生長的好壞和產(chǎn)量的高低[9-14]。試驗農(nóng)田近年來影響土壤肥力的因素由以下幾個方面：

（1）平衡施肥技術(shù)的推廣。大量研究結(jié)果表明，化肥施用提高了農(nóng)作物單產(chǎn)，發(fā)揮了良種增產(chǎn)潛力，有效地彌補(bǔ)了耕地不足，實現(xiàn)了用占世界9%的耕地養(yǎng)活了20%的人口，保障了國家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品供給，為國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。近年來，我國政府大力推進(jìn)測土配方施肥工作，科學(xué)施肥理念日益深入人心，復(fù)合化率仍將長期保持上升趨勢，隨著科學(xué)施肥、平衡施肥知識的推廣和普及，復(fù)合肥越來越得到農(nóng)民的認(rèn)同;國家對科學(xué)施肥、平衡施肥的大力鼓勵，我國農(nóng)戶的施肥習(xí)慣正在發(fā)生改變，施用復(fù)合肥的比例正在不斷擴(kuò)大[10]。化肥施用提升了土壤肥力，補(bǔ)充了耕地不足。化肥使農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度增加，秸稈還田增加了土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量。

（2）秸稈還田穩(wěn)步推進(jìn)。秸稈還田是一項培肥地力的增產(chǎn)措施，在杜絕了秸稈焚燒所造成的大氣污染的同時還有增肥增產(chǎn)作用。秸稈還田能增加土壤有機(jī)質(zhì)（連續(xù)5年監(jiān)測結(jié)果土壤有機(jī)質(zhì)增加了16.4%），改良土壤結(jié)構(gòu)，使土壤疏松，孔隙度增加，容重降低，促進(jìn)微生物活力和作物根系的發(fā)育。

（3）土地深松項目的實施。農(nóng)機(jī)深松整地是指以打破犁底層為目的，通過拖拉機(jī)牽引松土機(jī)械，在不打亂原有土層結(jié)構(gòu)的情況下松動土壤的一種機(jī)械化整地技術(shù)。自2018年以來，山東禹城市實施農(nóng)機(jī)深松深翻整地作業(yè)補(bǔ)貼項目，深松能打破堅硬的犁底層，加深耕層，還可以降低土壤容重，提高土壤通透性，從而增強(qiáng)土壤蓄水保墑和抗旱防澇能力，有利于作物生長發(fā)育和提高產(chǎn)量。實踐證明，農(nóng)機(jī)深松整地是改善耕地質(zhì)量，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

隨著科學(xué)種植技術(shù)大力推廣和政府投入的不斷增加，近5年冬小麥產(chǎn)量連年豐產(chǎn)是必然，并且土壤肥力水平也在逐年提升，有利于土壤可持續(xù)利用。

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