小麥水肥一體化肥效試驗研究

司學樣，杜成喜

（1.河南省周口市淮陽區農業技術推廣中心，河南淮陽 466700；2.河南省周口市土壤肥料工作站，河南周口 466000）

為落實好小麥肥料效應田間試驗工作，探索提高小麥肥料利用率技術途徑，促進化肥減量增效，實現小麥綠色高效發展，本文根據《周口市淮陽區2020年農業旱作節水技術推廣項目實施方案》要求，結合農業農村部下達的《測土配方施肥技術規范（試行）》，開展小麥肥料效應試驗研究。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2020年10月安排在周口市淮陽區大連鄉淮陽祥泰家庭農場，經度114.987330，緯度33.678091，海拔44m。土壤類型為潮土類、典型潮土亞類，土屬兩合土，肥力中等，地力均勻[1]。該田塊面積10畝，耕層土壤養分為：有機質15.9g/kg，全氮1.27g/kg，速效磷（P2O5）8.6mg/kg，速效鉀（K2O）86mg/kg，pH值8.24。前茬作物夏玉米，品種迪卡653，產量700kg/畝，玉米秸稈打捆回收。供試作物小麥品種選用強筋麥“鄭麥369”。供試肥料氮肥選用尿素（含氮46%）、鉀肥選用氯化鉀（含60% K2O），磷肥選用過磷酸鈣（含12% P2O5）。試驗所用氮、磷、鉀肥均為市場購買。

1.2 方法

肥料利用率（氮、磷、鉀豐缺）試驗設5個處理。

處理1 N0P0K0（空白區）

處理2 N2P2K2（全肥區）

處理3 N2P2K0（缺鉀區）

處理4 N2P0K2（缺磷區）

處理5 N0P2K2（缺氮區）

試驗各處理N、P、K分別指純N、P2O5、K2O，結合當地施肥水平和強筋麥施肥要求，優選51%（N-P2O5-K2O，25-18-8）配方施肥，畝底施50kg，折純氮（N）12.5kg、磷（P2O5）9kg、鉀（K2O）4kg。水肥一體化追施尿素（含氮46%）15kg/畝，折純氮用量為6.9kg/畝。試驗在不施有機肥的基礎上進行，各處理按大區試驗無重復設計設置，大區面積200（5×40）m2，大區之間起壟，設置畦埂，嚴防竄水竄肥，試驗地周圍設1m以上保護行。

1.3 田間調查

按試驗方案要求于2020年10月20日采用機械旋耕將供試肥料施入各處理區；施肥前在試驗田區域內按照“S型”取樣法隨機采集混合土樣1個，采集深度0-20cm。試驗小麥于2020年10月22日機械播種，播量15kg/畝。2020年11月5日、12月5日、2021年3月24日、5月21日田間調查；2021年2月22日試驗處理要求追尿素，追肥方式采用水肥一體化，將尿素溶解后低壓噴施；5月31日5點取樣法收獲，樣點面積0.5m2。在收獲同步的各處理區內按照“S”形設置 10個采樣點，每個采樣點隨機采集10 穗小麥全植株。分為莖葉部分和籽粒部分，風干送檢。收獲小麥實收計產，并從中隨機抽取30株用于室內考種。試驗除按方案要求的施肥方法外，其他管理措施與一般小麥大田生產相同[2]。

2 結果與分析

2.1 氮磷鉀豐缺對小麥群體的影響

小麥群體動態變化直接反映出小麥生育期生長狀況，建立合理的群體結構對小麥高產起到至關重要的作用。做到冬前不旺長、壯苗入越冬、春季快分化、起身群體大、穗多粒又飽、成產因素優等是肥料效應發揮和管理的最佳要求。小麥群體動態變化中，群體表現為全肥區＞缺鉀區＞缺磷區＞缺氮區（見表1）。氮肥是作物健康生長發育、提高產量不可缺少的三大元素之一[3]，是小麥形成蛋白質、葉綠素等的營養元素。表1顯示，氮磷鉀配合施用有利于小麥分蘗、成穗，其中氮肥發揮主要作用，其次是磷肥。

表1 試驗不同處理小麥群體動態變化 單位（穗）

2.2 氮磷鉀豐缺對小麥生物學性狀的影響

小麥生物學性狀主要包括株高、穗長、成穗率、結實率、穗粒數等。氮、磷、鉀配合施用與其他處理相比，提高了小麥株高、穗長、結實率等（見表2），使其表現出良好綜合生物學性狀。缺某一營養元素會影響小麥生物學性狀，綜合性狀變差，自然會影響小麥產量。

表2 試驗處理小麥生物學性狀

2.3 氮磷鉀豐缺對小麥成產因素的影響

小麥成產因素包括畝穗數、穗粒數和千粒重。氮磷鉀配合施用與其他處理相比，使小麥成產三因素協調，提高了小麥產量（見表3，折實產量縮值系數0.85）。產量水平全肥區＞缺鉀區＞缺磷區＞缺氮區。處理2與處理3、4、5相比，畝小麥分別增產10.95%、31.9%、120.8%。試驗表明：氮肥、磷肥是小麥產量形成的重要因子，其次是鉀肥。

表3 氮磷鉀豐缺對小麥成產因素的影響

2.4 小麥肥料利用率計算

小麥肥料利用率是小麥所能吸收肥料養分的比率，是反映肥料效應的重要指標。用差減法計算肥料利用率的公式為肥料利用率=（施肥區小麥吸收養分量-缺素區小麥吸收養分量）/（肥料施用量×肥料中的養分含量百分比）×100%，單位為kg/畝。依據委托送檢樣品的檢測報告（檢測單位：河南省百恩信檢測技術有限公司，檢測項目：試驗小麥籽粒、秸稈氮、磷、鉀養分含量，檢測報告編號：NO：Z202107033-042），結合試驗處理小麥產量，計算出氮、磷、鉀肥料利用率分別為67.3%、29%、65%（見表4、5、6）。優化配方施肥，小麥拔節期采取水肥一體化追施尿素，較農民常規施肥顯著提高了氮、磷、鉀肥料利用率。原因一是農民不注意配方篩選，優質麥不按優質麥需肥規律施肥；二是常規追肥撒施表施現象嚴重，損失較多，降低了尿素利用率，氮、磷、鉀交互增效效應發揮不夠；三是灌水只澆保命水，不澆豐產水且習慣大水漫灌。澆水過量滲漏淋溶，沒有做到水肥耦合，都會影響到肥料利用率提高。

表4 試驗小麥籽粒吸收養分量

2.5 小麥肥料貢獻率和試驗田土壤貢獻率計算

在小麥生產中，小麥的增產因素較多，而使用某一單質化學肥料或復合肥料所增加的產量占總產量的百分比稱為肥料產量貢獻率。計算公式為肥料產量貢獻率（%）=[（全肥區產量-缺素區產量）/全肥區產量]×100%。土壤貢獻率（%）=（空白區產量/全肥區產量）×100%。氮肥、磷肥、鉀肥對小麥產量的貢獻率分別為54.7%、28.4%、9.9%，土壤貢獻率47.8%（見表7）。以上表明：1）氮肥仍是小麥高產的主要營養元素，其次是磷和鉀。考慮氮肥在施肥實踐中最易損失，磷、鉀易在土壤中富集，探討氮肥科學施用，提高其利用率則是施肥優先關注的重點，水肥一體化施肥顯然提供了一條技術路徑；2）土壤貢獻率反映出耕地質量狀況，耕地地力隱形下降問題不易被發現，化肥支撐的產量水平難以維持小麥持續高產。據資料顯示，土壤貢獻率由過去的70%-80%下降到目前的50%-60%。該試驗結果提醒我們，必須做到種地養地結合起來。

表5 試驗小麥秸稈吸收養分量

表6 氮磷鉀豐缺小麥肥料利用率

表7 氮磷鉀豐缺小麥肥料和土壤貢獻率

3 結論

試驗表明，優選強筋麥，水肥一體化條件下平衡施用氮、磷、鉀，小麥三因素協調，肥效發揮充分，小麥實現高產。

缺少氮、磷、鉀任一營養元素，會導致小麥減產。產量水平表現為全肥區＞缺鉀區＞缺磷區＞缺氮區。氮肥、磷肥、鉀肥對小麥產量的貢獻率分別為54.7%、28.4%、9.9%。

土壤地力貢獻率47.8%的試驗田塊和氮肥水肥一體化追肥條件下，實現了小麥高產水平，提高了小麥肥料利用率，氮、磷、鉀肥料利用率分別為67.3%、29.1%、65%。

4 問題與建議

4.1 問題與討論

為研究水肥一體化追肥問題，本研究采取了大區無重復設計，大區土壤差異可能對試驗精度有影響，還需做進一步探討；完善配方設計，應用前氮后移技術，減少氮肥基施數量，后移到起身-拔節期水肥一體化追施，效果如何有待試驗；本試驗對強筋麥品質指標未做檢測，施肥與農產品品質有密切關系，農產品優質綠色高效是現代農業發展必然要求，有待研究。

4.2 建議

該研究為實現小麥高產高效施肥提供了科學依據，體現使用出水肥一體化技術和配方施肥技術是提高肥料利用率較理想的技術路徑，對實現化肥減量增效意義重大。水肥一體化技術也叫灌溉施肥技術，是將灌溉與施肥融為一體的現代農業新技術，能做到精確施肥與精確灌溉相結合，實現水肥耦合，同步供給，相互作用，在供給作物水分的同時最大限度地發揮肥料效應[4]。建議在做好配方施肥基礎工作的同時，打造高標準水肥一體化設施工程，加強水肥一體化技術推廣。