不同肥料對砂姜黑土土壤速效養(yǎng)分及小麥產(chǎn)量的影響

王 磊

(宿州市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境站，安徽 宿州 234000)

1 研究背景

小麥是我國3大糧食作物之一[1]。伴隨著栽培方式和優(yōu)質品種選育等技術的不斷進步，我國小麥的產(chǎn)量總體呈現(xiàn)上升的趨勢[2]。氣候條件、土壤類型等外界因素會影響到小麥的產(chǎn)量，肥料種類不同、用量不同都會對作物產(chǎn)生不同的影響。從近年來國內外的各項研究中可以看出，施肥能夠使小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素數(shù)值有所提升，但不同的肥料對于小麥理化性質以及產(chǎn)量各項要素的促進效果不同。肥料的過量施用不僅造成了肥料的浪費，成本的增加，還會導致土壤、地下水污染及溫室氣體等一系列生態(tài)環(huán)境問題并發(fā)[3-5]，施用合理的肥料能夠使土壤的速效養(yǎng)分提升。

皖北地區(qū)位于安徽省北部，小麥種植面積占全省小麥面積的70%。該地區(qū)土質為砂姜黑土，該地區(qū)的小麥產(chǎn)量對保障我國糧食安全有著重要意義。為探究不同肥料下，土壤的速效養(yǎng)分以及對小麥產(chǎn)量的影響，本試驗設計3種不同的肥料比例，以適應皖北地區(qū)生長的小麥品種為試驗材料，分析小麥各生育期的土壤堿解氮、速效鉀以及產(chǎn)量及產(chǎn)量構成。以期為皖北地區(qū)乃至全國小麥高產(chǎn)作出理論依據(jù)。

2 材料與試驗

2.1 試驗地條件

試驗于2021年10月—2022年6月在宿州市埇橋區(qū)(E117°5′8″，N33°41′17″)開展，試驗地屬于溫帶半濕潤季風氣候。年平均溫度約15℃，年平均降水量830mm，土壤類型為砂姜黑土。

2.2 試驗材料

供試小麥品種為“淮麥55”，供試新型肥料3種：控釋肥料施肥(CRF)(N∶P2O5∶K2O為24∶12∶7)、含腐殖酸肥料施肥(HAF)(N∶P2O5∶K2O為23∶13∶7)、小麥專用肥施肥(CF)(N∶P2O5∶K2O為25∶13∶7)，對照組為普通尿素(CK)(N46%)。

2.3 試驗設計

試驗采用裂區(qū)試驗設計。以3種不同肥料處理為主區(qū)，分別為控釋肥料施肥處理(CRF)、含腐殖酸肥料施肥處理(HAF)、小麥專用肥處理(CF)、對照處理(CK)，主區(qū)面積為99m×13.5m；副區(qū)處理為小麥拔節(jié)期進行梯度追肥，0kg·hm-2、75kg·hm-2、150kg·hm-2。各處理間除肥料種類及氮肥運籌不同外，其他田間管理措施完全相同。基肥施用方式：3種復合肥料均為耕后播前機施；追肥施用方式：小麥拔節(jié)期人工撒施。大田播種量為225kg·hm-2，行距為18cm，試驗取樣為0～20cm、20～40cm取土樣，在小區(qū)內5點取樣法進行取樣，去除根系等動植物殘體，混合均勻。分別于小麥冬前期、返青期、拔節(jié)期、灌漿期、成熟期取樣。而后，對土壤理化性質進行測定。

2.3.1 土壤堿解氮測定

使用堿解擴散法測定土壤堿解氮[6]，其操作如下，稱取2g過80目篩后的土壤樣品，1g硫酸亞鐵放在擴散皿外室中，輕輕轉動擴散皿，使土壤樣品在擴散皿的內室底均勻鋪開，向擴散皿內室加入2mL H3BO3指示劑溶液，隨后于擴散皿外室的邊緣涂上堿性膠液，蓋上有毛玻璃，將其轉動數(shù)次，直到擴散皿邊與毛玻璃部分完全貼合；逐漸轉開毛玻璃的一邊，使擴散皿外室口露出一條狹縫，此時快速倒入10mL氫氧化鈉溶液，并立即蓋嚴，再用橡皮筋綁緊，使毛玻璃固定在其上，輕輕搖動擴散皿，使堿液與土壤可以充分混合；放入40±1℃恒溫箱中，堿解擴散24±0.5h后取出(中間搖動數(shù)次以加速擴散吸收)；使用0.01mol·L-1硫酸標準溶液滴定內室吸收液中的NH3；當溶液由藍色變?yōu)槲⒓t色時，停止滴定。在樣品測定同時進行空白對照試驗，校正試劑和滴定誤差。

2.3.2 土壤有效磷測定

以鉬銻抗比色法測定土壤的有效磷[7]，取已過10目篩的土壤樣品5g放入1500mL塑料瓶，再加入50mL鹽酸-氟化銨浸提劑，在20～25℃下振蕩30min(振蕩機速率為150～180次·min-1)，取出后立即用干燥漏斗和無磷濾紙過濾于塑料瓶中。吸取濾液10～20mL于50mL容量瓶中，加入10mL 0.8mol·L-1硼酸溶液，再加入2滴二硝基酚指示劑，搖勻，用稀鹽酸和氫氧化鈉溶液調節(jié)pH至待測液呈微黃色，再用水定容。在室溫高于15℃的條件下放置30min后，在分光光度計(TU-1901雙光束紫外可見分光光度計)上用波長700nm比色，以空白試驗溶液為參比液調零點，讀取吸收值，在工作曲線上查出顯色液的Pmg·L-1數(shù)。顏色在8h內可保持穩(wěn)定。

2.3.3 土壤速效鉀測定

通過火焰光度法測定土壤速效鉀含量[8]，先取過10目篩的樣品5g放入100mL容量瓶中，再加入50mL乙酸銨溶液，在20～25℃下振蕩30min(振蕩機速率為150～180次·min-1)。過濾后用FP6400火焰光度計測定。

3 結果與分析

3.1 土壤堿解氮含量及分析

土壤速效養(yǎng)分可以為植物生長提供所必需的營養(yǎng)元素，其養(yǎng)分含量的高低是土壤供給作物的肥力衡量標準[9]。土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量受土地利用方式的影響較大[10，11]。土地利用方式可通過改變肥料覆蓋變化，對土壤的理化性質及其生物學特性產(chǎn)生明顯且持續(xù)時間長的影響[12]。

由圖1～3可知，3種肥料的土壤堿解氮含量趨勢在拔節(jié)期追肥之前一致，在拔節(jié)期追肥之后，土壤堿解氮含量對比不追肥總體呈現(xiàn)增長的趨勢，其中在成熟期時HAF土壤堿解氮含量最多，追肥75kg·hm-2時含量為82.13mg·kg-1，對比不追肥HAF增長6.07%；150kg·hm-2時含量為79.34mg·kg-1，對比不追肥時增長3.51%。由圖2可知，在拔節(jié)期75kg·hm-2追肥后3種肥料處理的土壤堿解氮含量始終比對照組要高，由上可得各組處理后土壤堿解氮含量范圍在40.59～82.13mg·kg-1，且在拔節(jié)期追肥后的土壤堿解氮含量依次為HAF>CRF>CF>CK。由圖3可知，在拔節(jié)期追肥150kg·hm-2后，成熟期時土壤堿解氮含量從大到小依次為HAF>CRF>CF>CK。其中，作為含氮量較高的CF處理組也沒有使小麥全生育時期土壤堿解氮含量高于其他處理組。在砂姜黑土施用不同肥料隨著小麥生長其土壤堿解氮含量呈現(xiàn)出變化趨勢，即在越冬期到返青期之間下降，拔節(jié)期追肥之后含量上升，并且在成熟期為先下降后上升，原因可能是小麥在灌漿結實期需要吸收更多的氮素以充實籽粒內的碳水化合物。

圖1 不追肥時土壤堿解氮含量

圖2 追肥75kg·hm-2土壤堿解氮含量

圖3 追肥150kg·hm-2土壤堿解氮含量

圖4 不追肥時土壤有效磷含量

圖5 追肥75kg·hm-2土壤有效磷含量

圖6 追肥150kg·hm-2土壤有效磷含量

3.2 土壤有效磷含量及分析

由4～6可知，拔節(jié)期追肥前除CRF土壤有效磷含量處于上升狀態(tài)之外，其余2組包括對照組都處于下降的狀態(tài)。不追肥組CF土壤有效磷的含量在灌漿期時短暫達到一個很高的數(shù)值CF為32.09mg·kg-1，遠高于追肥75kg·hm-2處理組和追肥150kg·hm-2處理組。而在追肥75kg·hm-2、150kg·hm-2后，各肥料處理組在成熟期土壤有效磷含量對比不追肥組均有下降。在不追肥時，各肥料處理組土壤有效磷含量均大于CK，但是在追肥75kg·hm-2時，成熟期土壤有效磷含量只有HAF大于CK；在追肥150kg·hm-2時，CRF、HAF、CF均小于CK。

3.3 土壤速效鉀含量及分析

由圖7～9可知，土壤中速效鉀含量遠大于土壤堿解氮和土壤有效磷的含量，而且追肥75kg·hm-2氮素后的速效鉀含量較于不追肥和150kg·hm-2追肥方式呈現(xiàn)出較大的變化幅度。在拔節(jié)期追肥之后，不追肥處理組中各肥料處理組從拔節(jié)期到成熟期之間緩慢下降。追肥75kg·hm-2處理組中，除CF土壤速效鉀含量上升，CK無明顯變化之外，其余各組土壤速效鉀含量都是先上升再下降。由圖8可知，追肥150kg·hm-2組中從拔節(jié)期到成熟期之間，各肥料處理組包括對照組土壤速效鉀含量都在下降，但整體含量較高。在拔節(jié)期追肥之前CRF、HAF、CF基本都處于下降的狀態(tài)，而追肥75kg·hm-2處理組中越冬期和返青期的2組數(shù)據(jù)，都與另外2幅圖有巨大的差異，目前沒有得到更準確的原因，推測為試驗誤差。

圖7 不追肥土壤速效鉀含量

圖8 追肥75kg·hm-2土壤速效鉀含量

圖9 追肥150kg·hm-2土壤速效鉀含量

3.4 小麥產(chǎn)量分析

小麥產(chǎn)量主要由有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重決定。高產(chǎn)離不開每一個產(chǎn)量因素。由表1可知，在不追肥時，3組復合肥料均能使穗數(shù)穗粒重和產(chǎn)量大于對照組，但千粒重相較對照組并沒有太大變化，因此所適用的所有肥料均可以使小麥增產(chǎn)，其中產(chǎn)量最高的是CF，為CK的128.12%。當追肥75kg·hm-2時，CF無論是從穗數(shù)、穗粒、數(shù)千粒重，還是產(chǎn)量來說，都是幾種施肥方式中最高的，當追肥量為150kg·hm-2時，CF組產(chǎn)量依然是最高，但是其每穗粒數(shù)卻為最低。同時，將不追肥與追肥75kg·hm-2、150kg·hm-2CF組產(chǎn)量對比發(fā)現(xiàn)小麥產(chǎn)量變化趨勢為先增加后減少。綜合肥效以及表1進行分析，在拔節(jié)期追肥75kg·hm-2時，小麥專用肥可以最大幅度增產(chǎn)。

表1 不同氮肥運籌下不同類型肥料對小麥產(chǎn)量及構成因素的影響

4 討論與分析

根據(jù)不同肥料對砂姜黑土土壤施加養(yǎng)分及小麥產(chǎn)量影響的測定結果分析如下。

不同施肥處理對土壤堿解氮的影響，在小麥不同生長時期分別進行分析，從小麥越冬期開始到小麥返青期之間土壤堿解氮含量逐漸下降，從返青期到拔節(jié)期之間上升，從拔節(jié)期到灌漿期之間下降，從灌漿期到成熟期之間則逐漸上升。不同生育時期，除了小麥專用肥在返青期低于對照組之外，其余各組肥料處理及各個時期的土壤堿解氮的含量全部高于對照組。

對于土壤有效磷而言，除CRF有效磷含量在越冬期和返青期之間為上升之外，其他包括對照組在內都是下降，除對照組外，其他3種肥料處理在返青期到拔節(jié)期之間土壤有效磷含量都是下降，而在拔節(jié)期到灌漿期之間，除小麥專用肥之外全部都在下降，而這2組土壤有效磷含量則在上升，在灌漿期到成熟期土壤有效磷含量全部處于下降的狀態(tài)。

對于土壤速效鉀而言，在越冬期到拔節(jié)期之間，一直都是處于下降的狀態(tài)，在越冬期和返青期之間，各組肥料下降幅度要大于返青期到拔節(jié)期之間，除小麥專用肥和對照組之外，其余各組在拔節(jié)期到灌漿期之間土壤速效鉀的含量都在下降，在灌漿期到成熟期之間，小麥專用肥料和對照組的土壤速效鉀含量都處于上升狀態(tài)，其余2組處于下降狀態(tài)。

適宜的施用肥料，對增產(chǎn)和提高經(jīng)濟收益具有重要的作用。綜上，各處理中，根據(jù)產(chǎn)量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重各項指標，可以得出，追肥75kg·hm-2的CF對于小麥產(chǎn)量的增產(chǎn)效果是最好的，其各項指標均優(yōu)于其他處理，所以施用CF并在拔節(jié)期追肥75kg·hm-2可以使小麥產(chǎn)量達到最大。

5 結論

產(chǎn)量及其三要素是評價肥料肥效的重要參考數(shù)據(jù)，在3種不同類型肥料處理中，在拔節(jié)期追加75kg·hm-2尿素時，CF所帶來的增產(chǎn)效果最好，包括有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量在內，使小麥達到最佳的增產(chǎn)效果。