基于控釋尿素的小麥肥料利用率優化試驗分析

摘要：本研究旨在探討基于控釋尿素給小麥施用不同肥料對產量、產量構成、養分含量及肥料利用率的影響，并評估控釋尿素在小麥施肥中的應用效果。試驗在山東省寧津縣進行，采用大田試驗設計，設置了

5個處理組：對照組（CK）、無氮處理組（PK）、無磷處理組（NK）、無鉀處理組（NP）及正常施肥處理組（NPK）。每個處理均采用控釋尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀進行不同的肥料施用。結果表明，NPK處理的小麥產量最高，達到711.22 kg/667 m2，明顯優于其他處理組。施用完整肥料不僅顯著提高了畝穗數、穗粒數和千粒重，還增強了籽粒和秸稈中的氮、磷含量。肥料利用率方面，NPK處理的氮肥、磷肥和鉀肥利用率分別為42.19%、25.02%和46.27%。控釋尿素的使用有效提高了氮肥的利用效率，減少了肥料浪費和

環境污染。

關鍵詞：小麥；肥料利用率；控釋尿素

寧津縣位于山東省魯西北平原地區，小麥是寧津縣的主要糧食作物之一，具有重要的經濟和社會意義。近年來，隨著農業技術的不斷進步和現代化種植方式的推廣，寧津縣的小麥種植規模持續擴大，種植面積穩步增長。肥料的合理使用對于作物的生長和產量有著至關重要的影響。在小麥種植過程中，化肥特別是氮、磷、鉀肥的施用量不斷增加，且逐漸趨向于大規模、精細化施肥。研究表明，施用足夠且科學配比的肥料可以顯著提升小麥的生長勢、增加小麥的穗數和粒重，從而提高整體產量。然而，傳統施肥方式常常存在過量施用、養分流失和環境污染等問題，這對作物的產量、肥料的利用效率及生態環境造成了負面影響[1]。因此，如何科學施肥、提高肥料利用率，成為提升小麥產量和保障農業可持續發展的關鍵因素[2]。

本研究旨在探討施用控釋尿素對小麥產量、養分吸收及肥料利用率的影響，特別是控釋尿素的應用對氮肥利用率的提升作用。本研究的意義在于通過優化施肥方案，探索氮、磷、鉀肥的合理配比及控釋肥料的應用，旨在提高小麥的肥料利用率和產量，同時，減少環境污染和資源浪費。研究結果不僅為寧津縣小麥的高效施肥提供了實踐指導，還對其他類似地區的農業生產具有較高的參考價值。此外，本研究也為農業可持續發展提供了理論支持，推動了肥料使用效率與生態環境保護的協調發展。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及地點

2023年10月—2024年6月，選擇在寧津縣長官鎮北街村（37.81°N，116.93°E）做了試驗，該地屬魯西北平原地區。氣候屬暖溫帶半濕潤季風氣候。年均日照2 658.6 h，歷年平均氣溫12.5℃，全年平均年降水量521.0 mm。供試土壤為潮土，土質均一，地勢平坦，灌溉排水條件良好。試驗開始前土壤養分含量為：有機質12.27 g/kg，全氮1.05 g/kg，速效磷26.04 mg/kg，速效鉀161.21 mg/kg，pH8.30。作物種植方式為小麥－玉米輪作，玉米季秸稈全部還田。

1.2 供試材料

供試小麥品種為濟麥22。

供試肥料為控釋尿素（N44%），安徽省司爾特股份有限公司生產；過磷酸鈣（P2O5 12%），石門裕豐化工有限公司生產；硫酸鉀（K2O 50%），新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司生產。

1.3 試驗設計

本試驗采用大田試驗方法，試驗包括對照（CK）、無氮處理（PK）、無磷處理（NK）、無鉀處理（NP）及正常施肥處理（NPK）。每個小區面積100 m2，長25 m，寬4 m。化肥氮分次施用（基追比為1∶1），在拔節期進行追肥。不同處理所用肥料及配比見表1。

1.4 施肥方式及管理

基肥按照不同試驗處理的肥料配比稱量、混勻，均勻撒施到不同的小區，然后整地播種，基肥施用和播種的時間為10月28日。追肥時間為3月16日，條施，施后澆水。其他管理按照小麥常規大田管理方式進行。

1.5 測定項目與方法

小麥收獲前，每個小區隨機選取3個長勢均勻一致的樣點，采用1 m雙行的方法測定穗數，估算畝穗數，每個小區隨機選取3個長勢比較均勻一致的1 m2，全株收獲，室內考種，測定穗粒數、千粒重、籽粒產量，秸稈產量等。并分別采集籽粒和秸稈樣品，測定植株籽粒和秸稈兩部分的全氮、全磷、全鉀含量，其測定方法為硫酸—高氯酸消煮，全氮采用凱氏定氮蒸餾法測定；全磷采用鉬銻抗比色法測定；全鉀采用火焰光度法測定[3]。

1.6 數據處理與分析

理論產量（kg/667 m2）=畝穗數（萬穗/667 m2）×穗粒數（粒/穗）×千粒重（g）/100×85%。

2 結果與分析

2.1 不同試驗處理對小麥產量和產量構成的影響

不同試驗處理對小麥產量和產量構成的影響情況詳見表2。

從表2中可以看出，NPK處理的小麥產量最高，達到711.22 kg/667 m2，顯著高于其他處理組。產量的變化與畝穗數、穗粒數和千粒重密切相關。NPK處理不僅增加了畝穗數（37.89萬穗/667 m2），而且提高了穗粒數（48.75粒/穗）和千粒重（45.30 g），這些因素的共同作用導致了其最高的畝產量。相比之下，NP處理的產量為675.21 kg/667 m2，雖然該處理缺乏鉀肥，但其他產量構成指標仍然較高（37.11萬穗/667 m2的畝穗數和47.76粒/穗的穗粒數），這表明鉀肥對產量的貢獻相對較小。NK處理的畝產量為646.24 kg/667 m2，雖然其千粒重較高（45.41 g），但由于畝穗數和穗粒數未顯著提高，產量也低于NPK和NP處理。PK處理的畝產量最低，僅為584.18 kg/667 m2，產量的顯著降低與其畝穗數（34.78萬穗/667 m2）和穗粒數（46.97粒/穗）的不足密切相關。這一結果表明，氮肥對小麥的生長至關重要，缺少氮肥會導致穗數和粒數的減少，從而影響產量。

NPK處理在所有產量及產量構成指標中均表現最優，明顯優于其他處理。施用完整的氮、磷、鉀肥料組合能顯著提高小麥的產量、畝穗數、穗粒數和千粒重。產量的變化是由產量構成因素的變化所驅動的，其中，氮肥對小麥的生長起到了至關重要的作用。NP處理雖缺乏鉀肥，但依然保持較高的產量，顯示出鉀肥的相對影響較小。NK處理和PK處理則表現較差，尤其是在產量和千粒重方面，表明氮肥對小麥的生長至關重要。總的來說，本研究的結果表明，氮肥是提高小麥產量的關鍵因素，而磷肥和鉀肥的合理施用也對小麥的產量和質量有顯著影響。

2.2 不同試驗處理對小麥籽粒養分含量的影響

不同試驗處理對小麥籽粒養分含量的影響情況詳見表3。

由表3可以看出，NPK處理的小麥籽粒氮含量最高，達到2.18%，顯著高于其他處理。這表明施用完整的氮、磷、鉀肥料組合能夠提高小麥籽粒中的氮含量。NK處理和NP處理的氮含量為2.12%，其次，與對照組（CK，1.98%）和無磷處理（PK，1.97%）相比，這些處理的氮含量都有所增加。氮含量的增加可能與氮肥的施用量和氮的利用效率提高有關。

NPK處理的小麥籽粒磷含量最高，達到0.48%，顯著高于其他處理。磷含量的增加反映了施用磷肥對小麥籽粒中磷元素積累的影響。相比之下，NK處理的磷含量最低，為0.38%，這表明缺磷處理（NK）對小麥籽粒中的磷積累有較大的抑制作用。其他處理如NP處理（0.41%）和PK處理（0.42%）的磷含量相對較接近，表現中等。

在鉀含量方面，各處理之間差異較小，CK和NK處理的小麥籽粒鉀含量分別為0.43%與0.44%，而PK處理略低，為0.40%。NPK處理和NP處理的小麥籽粒鉀含量分別為0.43%與0.42%，顯示出鉀肥對小麥籽粒鉀含量的影響較小。雖然鉀含量在各處理之間變化不大，但施用完整肥料（NPK）對保持鉀含量具有一定的優勢。

2.3 不同試驗處理對小麥秸稈養分含量的影響

不同試驗處理對小麥秸稈養分含量的影響情況詳見表4。

由表4可以看出，NK處理的小麥秸稈氮含量最高，達到0.73%，顯著高于其他處理。NP處理的氮含量為0.70%，同樣較高。相比之下，PK處理的氮含量最低，僅為0.46%。這表明，氮肥的施用對于秸稈中氮的積累具有重要作用，尤其是無氮處理（PK）對秸稈氮含量的抑制作用最為明顯。

NPK處理的小麥秸稈磷含量最高，為0.25%，顯著高于其他處理。NP處理的磷含量為0.22%，與PK處理的磷含量相同。NK處理的磷含量最低，僅為0.17%。這表明磷肥對秸稈中磷含量的促進作用顯著，尤其是完整施肥（NPK處理）使得秸稈中磷的含量得到了有效提高。缺磷處理（NK）則會限制磷的積累。

在鉀的含量方面，NPK處理的小麥秸稈鉀含量最高，達到2.27%，略高于NP處理（2.21%）和CK處理（2.19%）。這表明，鉀肥對秸稈鉀含量的提升效果顯著。PK處理的鉀含量最低，為1.83%，這與其缺乏氮肥的處理情況一致，鉀肥的效果在沒有氮肥的支持下受到了較大抑制。

2.4 小麥肥料利用率分析

不同施肥處理對小麥產量及肥料利用率的影響情況詳見表5。

由表5可以看出，籽粒和秸稈產量都以NPK處理最高，分別為570.94 kg/667 m2和590.40 kg/667 m2，以CK處理最低，分別為495.24 kg/667 m2和525.25 kg/667 m2，

籽粒和秸稈產量分別相差75.70 kg/667m2和65.15 kg/667 m2。

氮磷鉀的缺乏對產量造成不同程度的影響，以氮素的營養缺乏影響最大，PK處理使籽粒產量減少了

103.84 kg/667 m2，秸稈產量減少了104.78 kg/667 m2，由此可見，PK處理對產量的影響大于CK處理。NP處理使籽粒產量減少了59.85 kg/667 m2，秸稈產量減少了52.36 kg/667 m2。NK處理使籽粒產量減少了35.12 kg/667 m2，秸稈產量減少了43.67 kg/667 m2。

化肥利用率計算公式為：化肥利用率（%）=（氮磷鉀區作物吸收的養分量-缺素區作物吸收的養分量）/養分施入量×100%。通過計算，本試驗研究中，氮、磷、鉀利用率分別為42.19%、25.02%和46.27%。

3 討論與結論

研究通過大田試驗，探討了不同施肥處理（包括對照組、無氮處理、無磷處理、無鉀處理及正常施肥處理）對小麥產量、產量構成、養分含量以及肥料利用率的影響。主要結論如下：NPK處理顯著提高了小麥的畝穗數（37.89萬穗/667 m2）、穗粒數（48.75粒/穗）

和千粒重（45.30 g），同時顯著提高了小麥籽粒和秸稈的養分含量。NPK處理的氮、磷、鉀肥料利用率分別為42.19%、25.02%和46.27%，顯示了完整施肥處理在提高小麥肥料利用率方面的顯著優勢。特別是氮肥和鉀肥的利用效率較高，證明了控釋尿素的緩釋特性能夠有效提高氮肥的利用率。

參考文獻

[1] 張福鎖，王激清，張衛峰，等.中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑[J].土壤學報，2008，45（5）：915-924.

[2] 唐漢，王金武，徐常塑，等.化肥減施增效關鍵技術研究進展分析[J].農業機械學報，2019，50（4）：19.

[3] 全國農業技術推廣服務中心.土壤分析技術規范[M].北京：中國農業出版社，2006.