優化施肥對隴東旱塬寬幅溝播冬小麥產量、氮肥及水分利用的影響

張平良，劉曉偉，李興茂，倪勝利，黃 勇

（1.甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅 蘭州 730070；2.崇信縣種子管理站，甘肅 崇信 744200）

小麥是甘肅省第二大糧食作物，也是最重要的口糧作物，在保障口糧安全中起著不可替代的作用［1］。近年來，由于種植業結構調整，其種植面積不斷壓縮，已低于100 萬hm2［1-2］。隴東位于北部冬麥區西部黃土高原溝壑地區，是甘肅省冬小麥的主產區，常年播種面積約34 萬hm2，占全省冬小麥播種面積60%以上，歷史上素有“隴東糧倉”之美譽［3-4］。寬幅溝播技術是在冬小麥精量、半精量播種技術的基礎上，以擴播幅、增行距、促勻播為核心，改傳統密集條播、籽粒擁擠一條線為寬幅、分散式的栽培技術［5-7］。小麥寬幅溝播栽培技術較傳統條播播種行距增大，通風透光，每行都有“邊行效應”；溝內播種使苗期保溫防凍、抗倒伏；播種精量，加之農機和農藝相結合，增產增效顯著，近年來被廣泛推廣［8-10］。我們于2019—2020 年選擇甘肅隴東旱塬冬小麥適宜種植區（崇信縣），研究了寬幅溝播栽培與優化施肥對旱塬地冬小麥產量、氮肥及水分利用效率的影響，以探索隴東旱塬小麥高產高效綠色栽培新模式，對發展甘肅隴東區域小麥生產和保障糧食安全具有一定意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示冬小麥品種為隴鑒111，由甘肅省農業科學院旱地農業研究所選育。供試肥料為尿素（含N 46%），由甘肅劉家峽化工集團有限責任公司生產并提供；磷酸二銨（含N 18%、P2O546%），由云南云天化國際化工股份有限公司生產并提供。

1.2 試驗方法

試驗設在平涼市崇信縣黃寨鎮北溝村（35° 36′N，106° 93′ E），海拔1 508 m，年平均氣溫6.99℃，年均降水量為490 mm，年平均日照時數2 237 h，屬溫帶半干旱大陸性氣候。土壤類型為黑壚土，土壤肥力中等。試驗采用裂區設計，主區為寬幅溝播和平作條播2 個種植方式，每個種植方式下設推薦優化施肥OPT（N 150 kg/hm2、P2O5180 kg/hm2）和對照（CK）（N 0 kg/hm2、P2O5180 kg/hm2）2個施肥水平。小區面積為36 m2，3 次重復。所用肥料中磷肥在播前作底肥一次施入，氮肥的60%在播前基施、40%在返青后拔節期追施。試驗于2019 年9 月24 日播種，2020 年6 月30 日收獲。播種量為300 kg/hm2，田間管理同當地大田。采用寬幅溝播栽培［6］，即在播種前整好地塊，采用小麥寬幅溝播機播種，溝寬25 cm、壟高15 cm、幅寬200 cm。

1.3 測定項目與方法

小麥成熟期每小區隨機選取20 株，測定株高、穗長、穗粒數、千粒重、莖葉重、穗粒重等指標。小麥成熟期每小區隨機選取20 株帶回室內，分莖葉和籽粒兩部，105 ℃溫度下殺青30 min后，在70 ℃恒溫下烘至恒重，獲取地上部分（莖葉、籽粒）干物質量，稱重后磨粉保存待測。植株和籽粒全氮含量采用濃H2SO4-H2O2聯合消煮后，用BRAN+LUEBBE 公司的AA3 連續流動分析儀測定。土壤水分含量采用土鉆烘干法測定［11］，在每小區小麥播前、收獲期從行間0～100 cm 土層（每20 cm 為1 個層次）取樣測定。

1.4 相關參數計算［12-13］

氮肥農學效率（AEN）=（施氮區籽粒產量－無氮區籽粒產量）/施氮量

氮肥利用率（NUE）=［（施氮區氮素吸收量－無氮區氮素吸收量）/施氮量］×100 %

氮肥偏生產力（NPFP）=施氮區產量/施氮量

作物水分利用效率（WUE）=（小麥籽粒產量/耗水量）×100 %

植株N素吸收量=成熟期植株干物質量積量×植株含N 量

1.5 數據分析

試驗數據采用DPS15.10 和Microsoft Excel 2003 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 冬小麥產量構成因子

由表1 可知，與傳統平作條播相比，寬幅溝播栽培可使冬小麥單株穗粒數、籽粒千粒重分別平均增加6.0%、4.5%，單株莖葉重、穎殼重、穗粒重分別顯著增加19.1%～22.1%、13.4%～18.2%、12.8%～25.4%，對小麥株高、穗長有一定影響，但差異不明顯。在相同種植模式下，OPT（推薦優化施肥）處理的小麥穗粒數、千粒重、莖葉重均顯著高于CK，其中在寬幅溝播方式下OPT 較CK 處理的小麥千粒重、莖葉重分別顯著增加了8.9%、33.9%，穗粒重增加了31.1%。表明寬幅溝播顯著影響冬小麥籽粒穗粒數、千粒重、穗粒重等產量構成，有利于莖葉、籽粒干物質量積累，促進冬小麥生長。

表1 寬幅溝播與優化施肥的冬小麥產量構成因子

2.2 冬小麥氮肥利用率及其水分利用效率

由表2 可知，與平作條播相比，寬幅溝播模式下小麥植株吸N 量提高了16.7%～21.7%。在OPT 推薦施肥條件下，寬幅溝播較平作條播的氮肥偏生產力、氮肥農學效率增加6.81、4.30 kg/kg，分別明顯提高了24.3%、118.1%，氮肥利用率明顯提高了9.6 百分點。相同施肥條件下，與平作條播相比，寬幅溝播的水分利用效率提高了9.5%～19.6%；在相同種植模式下，OPT 較CK 處理WUE平均提高了8.45%，其中在寬幅溝播模式下顯著提高了13.22%。表明在隴東旱塬雨養條件下，寬幅溝播栽培有利于冬小麥植株氮素養分吸收，促進冬小麥生長，較傳統平作條播方式顯著提高了氮肥利用率和水分利用效率。

表2 寬幅溝播與優化施肥的冬小麥氮肥利用率和水分利用效率

2.3 冬小麥籽粒產量及經濟效益

由表3 可知，在2020 年隴東地區春季低溫凍害和連續干旱情況下，寬幅溝播較傳統平作條播方式冬小麥籽粒產量平均增加了10.3%～24.3%，經濟效益顯著增加了17.4%～42.1%。在寬幅溝播種植方式下，OPT 較CK 處理小麥產量顯著增加29.5%，經濟效益增加了30.7%；在平作條播方式下，OPT 較CK 處理小麥產量及經濟效益分別增加了14.9%、12.3%。表明在隴東旱塬區春季持續干旱和低溫凍害條件下，小麥寬幅溝播抗逆增產效應表現明顯，實現了增產增收，且以推薦施肥/OPT 處理效果明顯。

表3 寬幅溝播與優化施肥的冬小麥產量和經濟效益①

3 小結

在隴東旱塬區春季低溫凍害和連續干旱情況下，與傳統平作條播相比，寬幅溝播種植顯著影響旱地冬小麥籽粒穗粒數、千粒重、穗粒重等產量構成因子，有利于冬小麥莖葉、籽粒干物質量積累。

與傳統平作條播相比，寬幅溝播栽培可促進冬小麥植株氮素養分吸收，提高植株吸N 量，可顯著提高氮肥偏生產力和氮肥農學效率，小麥氮肥利用率顯著提高了9.6 百分點，水分利用效率提高了9.5%～19.6%。與傳統平作條播相比，寬幅溝播方式下冬小麥產量平均增加10.3%～24.3%，經濟效益提高17.4%～42.1%，且在推薦優化施肥（N 150 kg/hm2、P2O5180 kg/hm2）水平下增產增收效果顯著。綜合考慮小麥產量、氮肥利用和水分利用效率等因素，在本試驗條件下，寬幅溝播技術為隴東旱塬區冬小麥高產增效的適宜種植模式。