肥料增效劑NAM 對小麥產量及氮肥農學利用率的影響

郜峰，董軍紅，周其軍，楊春玲

（安陽市農業科學院，河南 安陽 455000）

小麥是我國第二大糧食作物，其種植面積和產量均次于水稻，在我國乃至世界糧食安全中具有十分重要的戰略地位[1]。小麥產量既受品種遺傳特性的影響，又受氣候、土壤等環境條件，以及施肥、灌水等管理措施的影響[2]。近年來，隨著農業生產的不斷發展，作物產量水平不斷提高，化肥用量也隨之逐年增加，尤其是氮肥，目前，我國氮肥施用量占世界氮肥總施用量的30%，已成為世界氮肥最大的消費國，而氮肥平均利用率僅為30%～35%，遠低于世界平均水平[3]。因此，選用合適的肥料增效劑，對肥料的養分釋放特性進行改善，從而提高肥料的養分利用率，是獲得小麥高產的關鍵[4]。

NAM 是中國科學院沈陽應用生態研究所開發的新型肥料增效劑，主要成分包括硝化抑制劑、脲酶抑制劑和磷活化劑，可有效控制氮素轉化，提高土壤氮素的有效性[5，6]。國艷春等[5]和孫顯旻等[7]分別在玉米和棉花上進行了研究，結果均表明，在常規施肥中添加NAM，可顯著提高氮肥農學利用效率；古慧娟等[8]和孫艷等[9]在水稻上的研究結果也表明，NAM 可促進植株對全氮、全磷和全鉀養分的吸收，從而提高氮肥利用率。前期的NAM 研究主要集中于玉米、水稻、棉花和蔬菜的應用效果上，截至目前，有關NAM 在小麥上的應用效果研究尚未見報道。以河南省審定小麥品種安麥1350 為試驗材料，在常規施肥的基礎上添加不同比例的NAM，研究NAM 添加比例對安麥1350 產量以及產量構成因素和氮肥農學利用率的影響，旨為安麥1350 高產、高效栽培技術提供數據支持，為氮肥的高效利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地簡況

試驗在安陽市北關區柏莊鎮安陽市農業科學院試驗基地進行。試驗地位于東經114°21′、北緯36°12′，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫13.6 ℃，年平均降雨量650.0 mm，灌溉條件良好，干旱時采用地下水灌溉；土壤類型為壤土，0～20 cm 耕層土壤基礎養分含量為全氮0.97 g/kg、速效磷16.4 mg/kg、速效鉀189.6 mg/kg、有機質15.9 g/kg，pH 值7.1。

1.2 試驗材料

小麥試材為2020 年通過河南省品種審定委員會審定的半冬性中熟品種安麥1350（審定編號：豫審麥20200057）。小麥所施肥料均為化肥，其中，氮肥用普通尿素（N 含量46.4%），磷肥用過磷酸鈣（P2O5含量16%），鉀肥用氯化鉀（K2O 含量60%）。肥料增效劑為NAM，主要成分包括硝化抑制劑、脲酶抑制劑和磷活化劑，由中國科學院沈陽應用生態研究所開發并提供。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗NAM 添加比例（占氮肥總用量的比例）設0（不添加，作為添加NAM 處理的對照，CK1）、4‰、6‰和8‰計4 個處理；以不施氮肥作為CK2（表2），僅用于氮肥農學利用率的計算。小區面積30 m2，3 次重復，按照單因素隨機區組設計進行排列。所有肥料均作為基肥在小麥播前整地時一次性施入，后期不再進行追肥。小麥2020 年10 月6 日播種，播量195 kg/hm2；2021 年6 月8 日收獲；其他田間管理措施同大田常規。

表1 不同處理的施肥量和NAM 添加比例Table 1 Fertilizer application and NAM addition ratio of different treatments

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 小麥田間群體數量和株高[10]。小麥出苗后，每小區均選定1 m 雙行樣段，分別在苗期、拔節期和收獲前期調查田間群體數量，計算成穗率。小麥開花后至成熟期，每小區均隨機選擇20 個主莖，測量株高〔地面至穗頂端（不連芒）的長度。

1.3.2.2 小麥產量性狀[11]。小麥成熟時，測定小麥的穗長、穗粒數、單穗重和千粒重；小區單獨收獲，測產。

1.3.2.3 氮肥偏生產力和氮肥農學利用率。根據指標公式[12]計算得到：

氮肥偏生產力（kg/kg）=施氮處理產量/總施氮量

氮肥農學利用率（kg/kg）=（施氮處理產量-不施氮處理產量）/總施氮量

1.3.3 數據統計分析 利用DPS 軟件和Excel 軟件進行數據處理和方差分析[13]。

2 結果與分析

2.1 不同添加比例NAM 處理對小麥主要生育期群體數量的影響

等氮量施肥條件下，添加NAM 處理的小麥基本苗數量為265.0 萬～273.3 萬株/hm2，均＜CK1，不同添加比例處理之間及其與CK1之間差異均不顯著（表2）。表明是否添加NAM 對小麥基本苗數量影響不大。

表2 不同添加比例NAM 處理對小麥主要生育期群體數量的影響Table 2 Effects of NAM treatments with different addition proportions on population number at main growth stage of wheat

等氮量施肥條件下，添加NAM 處理的小麥冬后群體數量為1 015.1 萬～1 058.1 萬株/hm2、有效穗數為488.4 萬～512.0 萬個/hm2、成穗率為48.1%～48.4%，均＞CK1，指標值均隨NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的變化，其中，添加6‰處理的指標值均為最高，較CK1分別增加5.6%、7.1%和0.7 百分點，除成穗率外其他2 個指標與CK1差異均達到了顯著水平；其他2 個添加比例處理的指標值與CK1差異均不顯著。NAM 添加比例不同，小麥冬后群體數量、有效穗數和成穗率均差異不大。可以看出，添加NAM 處理可促進小麥冬后群體數量和有效穗數增多，提高小麥成穗率，其中添加比例為6‰時效果顯著。

2.2 不同添加比例NAM 處理對小麥株高、穗長和單穗重的影響

等氮量施肥條件下，添加NAM 處理的小麥株高為70.8～73.7 cm、穗長為7.6～8.1 cm、單穗重為1.30～1.43 g，均＞CK1，指標值均隨NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的變化，其中，添加6‰處理的指標值均為最高且顯著＞CK1，較CK1分別增加7.9%、12.5%和14.49%（表3）。NAM 添加比例不同，小麥株高差異不大；穗長和單穗重差異顯著，其中添加4‰處理的穗長和添加8‰處理的單穗重顯著＜添加6‰處理，但添加4‰與8‰處理的指標值差異均不顯著。可以看出，添加NAM 處理可促進小麥株高和麥穗生長，提高單穗重，其中添加比例為6‰時效果顯著。

表3 不同添加比例NAM 處理對小麥株高、穗長和單穗重的影響Table 3 Effects of NAM treatments with different proportions on plant height, ear length and ear weight of wheat

2.3 不同添加比例NAM 處理對小麥產量及其構成因素的影響

等氮量施肥條件下，添加NAM 處理的小麥有效穗數為488.4 萬～512.0 萬個/hm2、穗粒數為34.1～35.9粒、千粒重為38.0～39.8 g、產量為5 846.5～6 317.3 kg/hm2，均＞CK1，指標值均隨NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的變化，其中，添加6‰處理的指標值均為最高，有效穗數和穗粒數顯著＞CK1，千粒重和產量極顯著＞CK1，較CK1分別增加7.1%、8.5%、5.6%和10.9%；添加4‰處理的指標值次之，產量構成三因素雖然均略＞CK1，但產量極顯著＞CK1，增產率為5.5%；而添加8‰處理的所有指標值與CK1差異均不顯著（表4）。NAM 添加比例不同，小麥有效穗數和穗粒數差異不大；千粒重和產量差異極顯著，其中添加6‰處理除千粒重與添加4‰處理差異不顯著外，其他指標與其他2 個添加比例處理差異均達到了極顯著水平，而添加4‰與8‰處理的指標值差異均不顯著。可以看出，添加NAM 處理可提高產量構成三因素水平，進而提高小麥產量，其中添加比例為4‰～6‰增產效果極其顯著，以添加6‰處理效果最好，該處理下可同時明顯提高產量及其構成三因素。

表4 不同添加比例NAM 處理對小麥產量及其構成因素的影響Table 4 Effects of NAM treatments with different proportions on yield and its components of wheat

進一步對添加比例6‰處理極顯著增產的原因進行分析，發現該處理下有效穗數和穗粒數顯著＞CK1，千粒重和產量極顯著＞CK1。說明千粒重的提高是促進小麥增產的最主要原因，其次是有效穗數和穗粒數的增多。

2.4 不同添加比例NAM 處理對小麥氮肥偏生產力和氮肥農學利用率的影響

等氮量施肥條件下，添加NAM 處理的小麥氮肥偏生產力和氮肥農學利用率均＞CK1，且指標值均隨NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的變化，其中，添加6‰處理的小麥氮肥偏生產力和氮肥農學利用率均為最高，分別達到42.1 和7.9 kg/kg，均極顯著＞CK1，較CK1分別提高10.8%和107.9%；其次是添加4‰處理，2 個指標值均顯著＞CK1，較CK1分別提高5.5%和55.3%；而添加8‰處理的2 個指標值與CK1差異均不顯著（表5）。NAM 添加比例不同，小麥氮肥偏生產力和氮肥農學利用率均差異較大，其中添加6‰處理的2 個指標值均顯著較高，而添加4‰與8‰處理的指標值差異均不顯著。可以看出，添加NAM 處理可提高氮肥偏生產力和氮肥農學利用率，其中添加比例為4‰～6‰時效果顯著，以添加6‰處理效果最好。

表5 不同添加比例NAM 處理對小麥氮肥偏生產力和氮肥農學利用率的影響Table 5 Effects of NAM treatments with different proportions on partial productivity of nitrogen fertilizer and agronomic utilization of nitrogen fertilizer of wheat

3 結論與討論

3.1 討論

隨著世界人口的增加，人們對農產品的需求量越來越大，化肥已成為提高作物產量的最有效措施，尤其是氮肥，作為農業生產中主要的限制營養因子，在作物增產中發揮著重要作用，在保障我國糧食安全中具有十分重要的意義[14，15]。本研究結果表明，在等氮量施肥條件下，添加NAM 可提高小麥產量及其構成因子。NAM 對小麥增產的影響有2 個方面：一方面是通過增加小麥冬后群體數和有效穗數，進而提高了小麥成穗率，為奪取小麥高產奠定了良好基礎；另一方面是通過提高小麥穗長、穗粒數和千粒重，從而提高單穗重來實現增產，這與桂召貴等[16]的研究結果一致。

NAM 可提高土壤氮素的有效性，從而提高氮肥偏生產力和氮肥農學利用效率。國艷春等[5]和孫顯旻等[7]分別在玉米和棉花的研究結果表明，在常規施肥中添加NAM，可使氮肥農學利用效率分別提高34.38%和19.3%；古慧娟等[8]和孫艷等[9]在水稻上的研究表明，NAM 可促進植株對全氮、全磷和全鉀養分的吸收，提高氮肥利用率至40.58%。本研究結果表明，與常規施肥相比，常規施肥+添加NAM 處理均能提高氮素的有效性，從而提高氮肥偏生產力和氮肥農學利用率，減少氮肥損失，降低氮肥對環境造成的危害。這與國艷春等的研究結果一致。說明NAM 對提高小麥產量、保障糧食安全具有十分重要的意義。

3.2 結論

在施用氮肥時，添加肥料增效劑NAM 能夠提高小麥產量和氮肥農學利用率，但不同添加比例的影響效果不同，從綜合表現來看，常規施肥+6‰NAM 處理效果最好，小麥產量最高，達到6 317.3 kg/hm2，較常規施肥增產10.8%，差異達到了極顯著水平；氮肥偏生產力和氮肥農學利用率均達到最大值，分別為42.1 kg/kg 和7.9 kg/kg，較常規施肥分別提高10.8%和107.9%。在安陽地區小麥生產時，按照總施氮量6‰的比例添加肥料增效劑NAM，可同時實現小麥高產和氮肥的高效利用。