隴東黑壚土區冬小麥肥料利用率研究

劉媛媛 涂國良 于和平 朱敏 李煥鋒

摘要：為探明平涼市黑壚土區測土配方施肥方式、機械施肥方式及配施生物有機肥下冬小麥肥料利用率，提高當地冬小麥生產的肥料利用率，實現化肥減量和小麥增產。進行了測土配方施肥、機械施肥、配施生物有機肥等冬小麥氮磷鉀肥利用率試驗，結果表明，測土配方施肥方式、機械施肥方式及配施生物有機肥均能夠更好地促進冬小麥對氮磷鉀養分的吸收，從而提高冬小麥的產量，其中配施生物有機肥對促進冬小麥增產，提高氮肥、磷肥利用率效果較好，而測土配方施肥對提高鉀肥利用率效果較好。通過對各試點冬小麥籽粒產量、秸稈產量及其養分分類歸并，應用肥料利用率計算方法得出，平涼市冬小麥生產中氮肥、磷肥、鉀肥平均利用率分別為40.57%、20.61%、61.06%。

關鍵詞：黑壚土;冬小麥;肥料利用率;測土配方施肥;生物有機肥;產量

中圖分類號：S513? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2022）05-0041-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.05.011

Experimental Study on Fertilizer Utilization Rate of Winter Wheat in Longdong Black Loessial Soil Area

LIU Yuanyuan， TU Guoliang， YU Heping， ZHU Min， LI Huanfeng

（Pingliang Agricultural Technology Extension Centre， Pingliang Gansu 744000， China）

Abstract：To explore the fertilizer utilization rates of winter wheat under formula fertilization by soil testing， mechanical fertilization， and combined application of bio-organic fertilizer， to improve the fertilizer utilization rate in winter wheat production and to achieve better yield with less amount of fertilizers applied in Pingliang black loessial soil area. Experiment on utilization rates of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers used by winter wheat under different fertilization methods i.e. formula fertilization by soil testing， mechanical fertilization and combined application of bio-organic fertilizer was carried out. Results showed that all three fertilization methods could promote the upates of nitrogen， phosphorus and potassium， and therefore the yields of winter wheat could be promoted. Combined application of bio-organic fertilizer showed ideal results in increasing yield， utilization rates of nitrogen and phosphorus fertilizers， whereas formula fertilization by soil testing showed ideal result in increasing utilization rate of potassium fertilizer. Based on winter wheat grain yields， straw yields and the irnutritive values data collected from experimental sitesand by the application of fertilizer utilization rates calculation， the mean utilization rates of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers in winter wheat production in Pingliang were 40.57%， 20.61% and 61.06%， respectively.

Key words：Black loessial soil;Winter wheat;Fertilizer utilization rate;Formula fertilization by soil testing;Bio-Organic fertilizer;Yield

化肥是現代科學技術帶給農作物的高效營養物質，對于我國糧食增產的貢獻率為55%左右，能夠確保糧食增產，但受報酬遞減律的影響而有一定限度[1 - 2 ]。肥料利用率一直是我國學術界關注的焦點[3 ]。我國土壤肥力普遍低下，土壤和環境來源養分少，化肥的增產效應很明顯，肥料利用率能很好地反映作物對化肥養分的吸收狀況[4 ]。平涼市屬于典型的旱作雨養農業區，冬小麥是平涼市第一大糧食作物，在糧食生產中占據著重要的地位[5 - 6 ]。小麥產量的高低與肥料的施用呈顯著影響[7 ]，目前在平涼市冬小麥生產中，主要存在肥料利用率低、施肥缺乏合理性等方面問題[8 ]，導致土壤氮磷鉀比例失調，施肥效益顯著下降，增肥不增產[9 - 10 ]。而測土配方施肥能有效地解決肥料利用率低、土壤氮磷鉀比例失調的問題[11 ]，對于提高冬小麥產量和提高氮肥、磷肥、鉀肥的肥料利用效率具有明顯的促進作用[12 ]。為準確掌握冬小麥對氮磷鉀肥的利用率，我們于2020 — 2021年度在平涼市崆峒區進行了測土配方施肥、機械施肥、配施生物有機肥等冬小麥料肥料利用率試驗，以期為優化施肥結構、提高肥料利用率提供科學依據。825836AB-131B-4BF7-A706-4DA35E818BBC

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗區概況

試驗在平涼市崆峒區大寨鄉白土村（地理位置106.847 4 E、35.392 3 N）旱塬地進行。當地海拔1 550 m，平均降水量510.4 mm，無霜期165 d。選擇平坦、整齊、肥力均勻、具有代表性的地塊進行試驗，試驗地土壤為塬地黑壚土，前茬冬小麥。測土配方施肥試驗地播前0～20 cm土層土壤含有機質18.0 g/kg、全氮1.2 g/kg、有效磷5.8 g/kg、速效鉀129 mg/kg，pH? 8.73。機械施肥試驗地播前0～20 cm土層土壤含有機質16.0 g/kg、全氮1.0 g/kg、有效磷14.7 g/kg、速效鉀121 mg/kg，pH? 8.54。配施生物有機肥試驗地播前0～20 cm土層土壤含有機質18.6 g/kg、全氮1.1 g/kg、有效磷12.6 g/kg、速效鉀114 mg/kg，pH? 8.63。

1.2? ?供試材料

指示作物為冬小麥品種中麥175，由平涼市農業科學院提供。氮肥為尿素（含N 46%），由甘肅劉家峽化工集團有限責任公司生產并提供;磷肥為普通過磷酸鈣（含P2O5 16%），由云南云天化國際化工股份有限公司生產并提供;鉀肥為硫酸鉀（含K2O 45%），由國投羅布泊鉀鹽有限責任公司生產并提供;新型肥料為北京增豐農業科技發展有限公司生產的生物有機肥（有機質≥50%、N+P2O5+ K2O≥5%，有效活菌數≥6億/g）。

1.3? ?試驗方法

試驗采用隨機區組排列，3次重復，小區面積22.5 m2，小區四周各設50 cm寬的走道、保護行。采用機械條播種植，各處理除施肥外其余田間管理措施同當地大田。

1.3.1? ? 測土配方施肥? ? 試驗依據平涼市黑壚土冬小麥土壤養分豐缺指標與推薦施肥量，對照試驗地塊土壤養分含量設計測土配方最適宜施肥量為N 193.5 kg/hm2、P2O5 60.0 kg/hm2、K2O 37.5 kg/hm2。試驗設5個處理，分別為磷鉀區（PK）、氮鉀區（NK）、氮磷區（NP）、氮磷鉀區（NPK）、無肥區（CK）。磷肥、鉀肥和40%氮肥于2020年9月16日（冬小麥播前）采用撒施方式一次性基施，60%氮肥于2021年3月31日（拔節期）用種子/肥料點播器追施。

1.3.2? ? 機械施肥? ? 試驗施肥量、處理同測土配方施肥試驗。氮肥、磷肥、鉀肥于2020年9月16日（冬小麥播前）用種子/肥料點播器一次性基施。

1.3.3? ? 配施生物有機肥? ? 試驗氮肥、磷肥、鉀肥施肥量同測土配方施肥試驗，除無肥區（CK）外各處理均配施生物有機肥1 200 kg/hm2。試驗設5個處理，分別為磷鉀區（PK+SW）、氮鉀區（NK+SW）、氮磷區（NP+SW）、氮磷鉀區（NPK+SW）、無肥區（CK）。氮肥、磷肥、鉀肥、生物有機肥于2020年9月16日（冬小麥播前）用種子/肥料點播器一次性基施。

1.4? ? 取樣及測定

冬小麥收獲后分區單收，各小區籽粒、秸稈風干后分別計產。收獲前每小區隨機采集冬小麥植株20株，將各處理的秸稈樣、籽粒樣混合風干后粉碎并分別標記，送檢化驗冬小麥秸稈和籽粒中的氮、磷、鉀元素含量。

1.5? ?數據處理與統計分析

通過下述公式計算單位經濟產量吸收的養分量和肥料利用率[4，10 ]。

冬小麥單位經濟產量（100 kg）吸收的養分量=[（籽粒產量×籽粒養分含量+莖葉產量×莖葉養分含量）/籽粒產量]×100

肥料利用率=[（氮磷鉀區小冬麥養分吸收量-缺素區冬小麥養分吸收量）/所施肥料中該元素總量]×100%

試驗數據利用Excel 2010和SPSS 17.0軟件進行數據處理與統計分析，多重比較使用S-N-K方法進行。

2? ?結果與分析

2.1? ?不同試驗各處理對冬小麥籽粒產量及秸稈產量的影響

2.1.1? ? 測土配方施肥? ? 各處理對冬小麥籽粒產量和秸稈產量的影響見表1，可以看出，冬小麥籽粒平均折合產量磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區分別比無肥區（CK）增產379.5、517.5、2 638.5、? ? 3 234.0 kg/hm2，增產率分別為12.4%、16.9%、86.0%、105.4%。對試驗各處理冬小麥籽粒產量行單因素方差分析可知，氮磷鉀區與其余處理差異均達到極顯著水平;氮磷區與磷鉀區、氮鉀區、無肥區（CK）差異均達到極顯著水平;磷鉀區和氮鉀區之間差異不顯著，均與無肥區（CK）差異達到極顯著水平。冬小麥秸稈平均折合產量磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區分別比無肥區（CK）增產403.5、357.0、2 668.5、3 229.5 kg/hm2，增產率分別為12.6%、11.2%、83.4%、100.9%。對試驗各處理冬小麥秸稈產量進行單因素方差分析可知，氮磷鉀區與其余處理差異均達到極顯著水平;氮磷區與磷鉀區、氮鉀區、無肥區（CK）差異均達到極顯著水平;磷鉀區和氮鉀區之間差異不顯著，均與無肥區（CK）差異均達到極顯著水平。

2.1.2? ? 機械施肥? ? 各處理對冬小麥籽粒產量和秸稈產量的影響見表1，磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區分別比無肥區（CK）增產604.5、913.5、 1 962.0、3 579.0 kg/hm2，增產率分別為18.3%、27.6%、59.4%、108.3%。對試驗各處理冬小麥籽粒產量進行單因素方差分析可知，氮磷鉀區與其余處理差異均達到極顯著水平;氮磷區與磷鉀區、氮鉀區、無肥區（CK）差異均達到極顯著水平;氮鉀區與磷鉀區差異不顯著，與無肥區（CK）差異達到極顯著水平，磷鉀區與無肥區（CK）差異顯著。冬小麥秸稈平均折合產量磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區分別比無肥區（CK）增產594.0、937.5、1 863.0、3 144.5 kg/hm2，增產率分別為17.1%、27.0%、53.7%、90.6%。對試驗各處理冬小麥秸稈產量進行單因素方差分析可知，磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區、無肥區（CK）間差異均達到極顯著水平。825836AB-131B-4BF7-A706-4DA35E818BBC

2.1.3? ? 配施生物有機肥? ? 各處理對冬小麥籽粒產量和秸稈產量的影響由表1可知，磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區分別比無肥區（CK）增產850.5、1 332.0、2 526.0、4 188.0 kg/hm2，增產率分別為23.1%、36.2%、68.7%、113.9%。對試驗各處理冬小麥籽粒產量進行單因素方差分析可知，磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區、無肥區（CK）間差異均達到極顯著水平。冬小麥秸稈平均折合產量磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區分別比無肥區（CK）增產1 024.5、1 482.0、2 496.0、? ? 3 916.5 kg/hm2，增產率分別為27.3%、39.5%、66.6%、104.4%。對試驗各處理冬小麥秸稈產量進行單因素方差分析可知，磷鉀區、氮鉀區、氮磷區、氮磷鉀區、無肥區（CK）間差異均達到極顯著水平。

由此可見，測土配方施肥、機械施肥和配施生物有機肥均對冬小麥籽粒產量和秸稈產量具有顯著的增產效果，且全量施肥在確保冬小麥產量具有極顯著的作用。

2.2? ?不同試驗各處理對冬小麥籽粒及秸稈養分含量的影響

從表2可以看出，測土配方施肥試驗、機械施肥試驗、配施生物有機肥試驗各施肥處理冬小麥籽粒氮、磷養分含量均大于秸稈，而籽粒中的鉀養分含量小于秸稈，說明氮素、磷素對冬小麥籽粒產量的影響較大，而鉀素對冬小麥莖葉的生長具有促進作用。在測土配方施肥試驗中，冬小麥籽粒中N含量以氮鉀區最高，為21.900 g/kg; P2O5含量以磷鉀區最高，為4.180 g/kg;K2O含量以氮鉀區最高，為3.420 g/kg。冬小麥秸稈中N含量以氮磷區最高，為4.830 g/kg; P2O5含量以氮磷鉀區最高，為0.503 g/kg;K2O含量以氮鉀區（NK）最高，為17.800 g/kg。機械施肥試驗中，冬小麥籽粒中N含量以氮鉀區最高，為19.500 g/kg; P2O5含量以磷鉀區最高，為4.740 g/kg;K2O含量以磷鉀區最高，為3.450 g/kg。冬小麥秸稈中N含量以氮鉀區最高，為5.500 g/kg; P2O5含量以氮磷區最高，為0.605 g/kg;K2O含量以磷鉀區最高，為12.100 g/kg。配施生物有機肥試驗中，冬小麥籽粒中N含量以氮磷鉀區最高，為18.200 g/kg; P2O5含量以氮磷區最高，為4.860 g/kg;K2O含量以氮鉀區、氮磷鉀區最高，為3.430 g/kg。冬小麥秸稈中N含量以氮鉀區最高，為4.870 g/kg; P2O5含量以磷鉀區最高，為0.681 g/kg;K2O含量以磷鉀區最高，為13.300 g/kg。

2.3? ?不同試驗各處理每100 kg籽粒養分吸收量

從表2可以看出，在測土配方施肥試驗中，每100 kg冬小麥籽粒N吸收量以氮磷區最高，為2.640 kg;P2O5吸收量以磷鉀區最高，為0.470 kg;K2O吸收量以氮鉀區最高，為2.110 kg。機械施肥試驗中，每100 kg冬小麥籽粒N吸收量以氮鉀區最高，為2.520 kg;P2O5吸收量以磷鉀區最高，為0.530 kg;K2O吸收量以磷鉀區最高，為1.600 kg。配施生物有機肥試驗中，每100 kg冬小麥籽粒N吸收量以氮鉀區、氮磷鉀區最高，均為2.250 kg;P2O5吸收量以氮磷區最高，為0.550 kg;K2O吸收量以磷鉀區最高，為1.750 kg。對測土配方施肥試驗、機械施肥試驗、配施生物有機肥試驗各施肥處理每100 kg冬小麥籽粒養分吸收量進行對比發現，氮磷鉀區每100 kg冬小麥籽粒的氮、磷、鉀吸收量均達到較高水平。由此可見，全量施肥可以促進冬小麥對養分的吸收。

2.4? ?不同試驗的冬小麥肥料利用率

通過對各試點冬小麥籽粒產量、秸稈產量及其養分分類歸并，應用肥料利用率計算方法（籽粒、秸稈化驗結果中磷素、鉀素換算成P2O5及K2O系數分別為2.29、1.21）得出冬小麥肥料利用率。由表3可知，測土配方施肥試驗的氮肥、磷肥、鉀肥利用率分別為40.37%、19.90%、62.90%;機械施肥試驗的氮肥、磷肥、鉀肥利用率分別為40.59%、20.52%、58.91%;施配施生物有機肥的氮肥、磷肥、鉀肥利用率分別為40.75%、21.41%、61.36%。由此得出，平涼市冬小麥生產中氮肥、磷肥、鉀肥平均利用率分別為40.57%、20.61%、61.06%。

3? ?結論與討論

試驗結果表明，測土配方施肥方式、機械施肥方式及配施生物有機肥均對冬小麥具有顯著的增產效果，且全量施肥能夠促進冬小麥對養分的吸收，并在確保產量方面具有極大作用。在測土配方施肥、機械施肥試驗中，氮肥、磷肥對冬小麥增產的貢獻率相當，其次是鉀肥;在配施生物有機肥試驗中，氮肥對冬小麥增產的貢獻率最大，其次是磷肥，鉀肥居第3。通過對各試點冬小麥籽粒產量、秸稈產量及其養分分類歸并，應用肥料利用率計算方法測算出平涼市冬小麥生產中的氮肥、磷肥、鉀肥平均利用率分別為40.57%、20.61%、61.06%。

試驗發現，對于促進冬小麥增產而言，配施生物有機肥效果最好，測土配方施肥、機械施肥方式次之。配施生物有機肥的全量施肥區（N 193.5 kg/hm2、P2O5 60.0 kg/hm2、K2O 37.5 kg/hm2、生物有機肥1 200 kg/hm2）增產率分別較測土配方施肥、機械施肥全量施肥區高8.5、5.6百分點。從肥料利用率看，配施生物有機肥有利于提高氮、磷肥利用率，測土施肥則有利于提高鉀肥利用率。配施生物有機肥的冬小麥氮肥利用率分別較測土配方施肥、機械施肥高0.38、0.16百分點;磷肥利用率分別較測土配方施肥、機械施肥高1.51、0.89百分點;鉀肥利用率較測土配方施肥低1.54百分點，較機械施肥高2.45百分點。825836AB-131B-4BF7-A706-4DA35E818BBC

肥料利用率試驗受天氣、病蟲害等自然因素影響，數據難免存在偏差[13 ]，加之試驗區域和試驗范圍有限，本試驗結論有待進一步驗證。

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