冬小麥水肥一體化肥料利用率田間試驗

博愛縣于2022年10月至2023年6月，組織開展了冬小麥水肥一體化肥料利用率田間試驗，旨在測量水肥一體化條件下冬小麥對氮肥、磷肥和鉀肥的利用率。

一、試驗設計

（一）試驗區概況

博愛縣地處東經112°57′～113°12′，北緯35°02′～35°21′，屬暖溫帶大陸性季風氣候。年平均氣溫14.1℃，日照時數2 108.5 h，全年氣溫≥10℃的活動積溫4632℃，無霜期216 d，氣候溫和，光熱資源豐富。

全縣擁有耕地面積1.59萬hm2，土壤類型主要為潮土和褐土。潮土主要分布在山前沖積扇的中下部以及南部沁河一帶的沖積平原，占全縣耕地面積的75%；褐土主要分布在山區丘陵坡地和山前沖積扇的上部，占全縣耕地面積的21%。土壤質地主要為壤土，其中重壤土、中壤土、輕壤土面積分別占全縣耕地面積的43.0%、23.2%和22.1%。土壤有機質含量15.2～36.8 g·kg-1，土壤全氮0.59～1.11 g·kg-1，土壤有效磷9.65～45.75 mg·kg-1，土壤有效鉀103～418 mg·kg-1，緩效鉀435.5～866.5 mg·kg-1，pH 為7.59～8.44。土層深厚，保水保肥能力強。

博愛縣地跨黃河、海河兩大流域，境內有沁河、丹河等過境河流，地表水資源較為豐富，地下水與地表水資源總量1.43億m3。多年平均降水量597.4 mm，降水相對豐富，但年季變化較大，干旱現象時有發生。

冬小麥—夏玉米一年兩熟制是博愛縣的主要種植模式，近年，糧食播種面積都穩定在2.766萬hm2以上，其中，小麥種植面積1.35萬hm2，玉米種植面積1.33萬hm2。博愛縣的糧食單產一直位居河南省前列，1996年就成為小麥千斤縣，1998年成為糧食生產“噸糧縣”，2020年糧食總產量達到20.8萬t，實現了糧食總產“十七連豐”。

（二）試驗設計

田間試驗采用多點對比重復試驗設計，設置滴灌水肥一體化下4個不同施肥處理，包括不施氮區、不施磷區、不施鉀區和氮磷鉀區，設置3次重復，隨機區組排列。具體處理見表1。

（三）測量項目與方法

1.測產。每個小區收取1 m2小麥植株進行測產，選取10株小麥測量株高、葉面積，測量1 m2小麥的生物量，籽粒產量。

2.植株N、P、K含量。取植株莖葉和籽粒，測量莖葉和籽粒的全氮、全磷和全鉀含量，計算肥料利用率：

肥料利用率=（氮磷鉀區作物吸收的養分量-不施肥區植物吸收的養分量）/養分施入量×100%

氮肥利用率（REN） = （UNPK - UPK） / FN × 100%

式中：UNPK為氮磷鉀區植株全氮含量；UPK為不施氮區植株全氮含量；FN為氮肥投入量。

磷肥利用率（REP） = （UNPK - UNK） / FP × 100%

式中：UNPK為氮磷鉀區植株全磷含量；UNK為不施磷區植株全磷含量；FP為磷肥投入量。

鉀肥利用率（（REK）= （UNPK - UNP） / FK× 100%

式中：UNPK為氮磷鉀區植株全鉀含量；UNP為不施鉀區植株全鉀含量；FK為鉀肥投入量。

3.土壤。收獲之前取0～20 cm土壤測量土壤含水量、pH、有機質、全氮、堿解氮、銨態氮、硝態氮、有效磷、速效鉀。

（四）數據分析

數據分析采用Excel 2019 （Microsoft， USA）和Origin 2017 （OriginLab）進行統計分析作圖，采用SPSS 19.0 （IBM， 2010）軟件在0.05水平下進行方差分析。

二、結果與分析

（一）株高和葉面積指數

水肥一體化條件下不同肥料處理冬小麥株高和葉面積指數存在差異（見圖1）。氮肥對小麥生長發育影響最大，其次是磷鉀肥，較處理4相比，處理1株高和葉面積指數分別降低11.1%和22.9%（Plt;0.05），處理3株高較處理4降4.8%（Plt;0.05），處理2葉面積指數較處理4下降13.0%（Plt;0.05）。

（二）冬小麥產量、生物量和收獲指數

水肥一體化條件下氮肥對冬小麥地上部生物量和產量的影響最大，缺氮不僅降低了冬小麥地上部生物量和產量，還顯著降低了冬小麥收獲指數（見圖2）。與處理4相比，處理1產量、地上部生物量和收獲指數分別下降21.0%、12.8%和9.4%（Plt;0.05）。顯然，水肥一體化處理缺氮肥嚴重影響了地上部植株養分的積累，降低了養分向籽粒的分配比例。

（三）冬小麥植株養分

不同肥料處理下冬小麥全氮、全磷和全鉀含量存在差異（見圖3）。全氮和全磷主要分布在冬小麥籽粒中，全鉀主要分布在莖葉中。處理1總植株和籽粒全氮含量均顯著低于其他處理，處理2總植株和莖葉全磷含量顯著低于其他處理，而處理3全鉀含量與其他處理沒有差異，但處理1總植株、籽粒和莖葉全鉀含量顯著低于處理4。顯然，缺氮和缺磷分別會導致植株全氮和全磷含量降低，且缺氮還會降低植株全鉀含量，而缺鉀對植株養分含量的影響不大。

（四）冬小麥肥料利用率

冬小麥對不同肥料利用存在差異（見表2），水肥一體化條件下冬小麥對氮肥的利用率最高，氮肥利用率達到了66.7%，其次才是磷肥和鉀肥，磷肥和鉀肥利用率分別為19.1%和26.3%。

（五）冬小麥收獲期土壤養分

不同肥料處理后土壤pH和土壤養分狀況出現差異（見表3）。處理1與處理4相比，顯著增加了土壤pH，處理3土壤速效鉀、堿解氮和全氮含量均最高，而處理4速效磷、有機質、銨態氮和硝態氮含量均最高。說明了缺氮處理影響了植株養分的吸收，導致土壤殘留養分較高。

三、結論

水肥一體化條件下冬小麥對氮肥的利用率為66.7%，磷肥和鉀肥利用率分別為19.1%和26.3%；缺氮處理對冬小麥植株養分的積累影響最大，限制了植株的生長，導致籽粒產量、地上部生物量和收獲指數降低。

作者簡介：牛凱艷（1987—），女，河南濟源人，本科，農藝師，主要從事農學研究。

（責任編輯" "劉素芳）