三種水肥處理模式對小麥產量、肥料利用率及土壤養分的影響

邵俊飛 李慧敏 李漢燕 孫素霞 于進杰 趙成雷

摘 要 噴灌是一種重要的農業節水灌溉方式。通過試驗研究不同水肥處理對山東省威海市文登區峰山村小麥產量、肥料利用率及土壤養分的影響。結果表明，處理H-SL（常規施肥+噴灌）與L-SL（常規施肥減量25%+噴灌）小麥產量分別較CK（不施肥+畦灌）增加10.21%和17.72%；在肥料減施25%處理下，噴灌能夠較好地維持土壤含水量和養分含量；在小麥拔節期，處理L-SL 0～40 cm土層養分含量最高，無機氮、有效磷、速效鉀含量分別為97.33 mg·kg-1、46.73 mg·kg-1、201.02 mg·kg-1；處理L-SL養分利用率最高，氮磷鉀肥利用率分別為48.57%、19.22%、49.52%。

關鍵詞 小麥；噴灌；產量；水肥利用率；土壤養分

中圖分類號：S512.1 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.002

華北平原是我國重要的糧食生產基地之一，該地區用全國6%的水資源支撐了18%的耕地，同時產出了23%的糧食，對于保障我國糧食安全發揮了重要作用[1]。小麥作為華北平原最主要的糧食作物，其生育期長且生育期內降水稀少，50%～75%的需水量需通過灌溉進行補充[2]。小麥灌溉用水占農業用水量的70%，長期抽取地下水灌溉導致地下水水位下降、水資源匱乏，對生態環境造成嚴重破壞[3-4]。因此，水資源短缺成為影響華北平原農業可持續生產的重要問題[5]。

噴灌作為一種重要的農業節水灌溉方式，在小麥栽培上可實現節水30%～40%，節肥20%～30%，增產15%～30%[6-7]。筆者選擇冬小麥作為研究對象，探究噴灌模式下的節肥增效潛力，以期為華北平原農業的可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

筆者于2020年10月至2021年6月在山東省威海市文登區澤頭鎮峰山村進行大田試驗。供試土壤類型為石質干潤正常新成土，pH值為7.15，有機質含量為10.25 g·kg-1，硝態氮含量為45.64 mg·kg-1，銨態氮含量為8.24 mg·kg-1，有效磷含量為24.3 mg·kg-1，速效鉀含量為90.57 mg·kg-1。供試小麥品種為濟麥22，生育期約240 d。供試氮肥為尿素（46%），磷肥為過磷酸鈣（12%），鉀肥為硫酸鉀（50%）。

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，小區面積為20 m2

（4 m×5 m），各試驗小區隨機排列。試驗共設3個處理。1）CK：不施肥+畦灌。2）H-SL：常規施肥+噴灌，其中氮、磷、鉀肥施用量分別為220.0 kg·hm-2、130.0、kg·hm-2、100.0 kg·hm-2。3）L-SL：常規施肥減量25%+噴灌，其中氮、磷、鉀肥施用量分別為165.0 kg·hm-2、97.5、kg·hm-2、75.0 kg·hm-2。每個處理設3次重復。氮肥分基肥和追肥兩次施入，施肥量為1∶1；磷、鉀肥全部作基肥一次性施入，肥料均勻撒施后翻耕。小麥于2020年10月中旬播種，2021年6月中旬收獲，播種量為165 kg·hm-2，生育期管理措施與農戶常規管理措施相同。

1.3 樣品采集與測定

小麥關鍵生育期采集樣地0～40 cm土層樣品，測定土壤養分含量。小麥成熟期收獲，測定籽粒產量；同時采集樣地0～100 cm土層樣品，測定土壤含水量。小麥產量采取實打實收的方式，測產同時測定穗數、穗粒數、千粒重等。根據植株養分含量、生物量、產量計算養分吸收量和肥料利用率。

2 結果與分析

2.1 小麥生育期不同處理對0～40 cm土壤養分含量的影響

隨著小麥生長發育，土壤中無機氮、有效磷、速效鉀含量均呈下降趨勢（見表1）。

小麥幼苗期，處理H-SL土壤無機氮含量最高，為121.93 mg·kg-1。小麥拔節期，除處理L-SL外，各處理土壤無機氮含量均有下降，而處理L-SL土壤無機氮含量升高，為97.33 mg·kg-1，顯著高于其他處理。小麥收獲期，處理H-SL土壤無機氮含量最高，為69.54 mg·kg-1，顯著高于其他處理。

小麥幼苗期，處理H-SL土壤有效磷含量較高，為71.56 mg·kg-1。小麥拔節期，噴灌處理間有效磷含量差異不顯著。小麥收獲期，處理L-SL土壤有效磷含量顯著高于其他處理，為40.76 mg·kg-1。

小麥幼苗期，各處理土壤速效鉀含量無顯著差異。小麥拔節期，處理L-SL土壤速效鉀含量最高，為201.02 mg·kg-1，顯著高于其他處理。小麥收獲期，噴灌處理土壤速效鉀含量均高于處理CK，但噴灌處理間無顯著差異。

2.2 不同處理對小麥產量的影響

由表2可知，處理H-SL與L-SL較CK小麥產量分別顯著增加10.21%和17.72%。小麥產量與穗數、穗粒數及千粒重均成正相關。在肥料減施25%處理下，噴灌能夠提高小麥產量，其穗數、穗粒數和千粒重分別為574.02萬株·hm-2、26.80粒和39.83 g。

2.3 小麥成熟期不同處理對0～100 cm土層含水量的影響

小麥成熟期各土層土壤含水量隨土壤深度的增加而逐漸降低，處理L-SL在0～80 cm土層中土壤含水量均高于處理H-SL和CK（見圖1）。0～100 cm土層中土壤含水量變化趨勢表現為L-SL＞H-SL＞CK，在肥料減施25%處理下，使用噴灌技術能夠較好地維持土壤含水量，平均含水量在15%左右。

2.4 不同處理對小麥養分累積量和肥料利用率的影響

由表3可知，各處理氮素累積量在84.48～

187.91 kg·hm-2，處理H-SL和L-SL氮肥利用率分別為47.01%和48.57%。各處理磷素累積量在16.01～

34.75 kg·hm-2，處理H-SL和L-SL磷肥利用率分別為12.46%和19.22%。各處理鉀素累積量在52.21～

95.28 kg·hm-2，處理H-SL和L-SL鉀肥利用率分別為43.07%和47.52%。試驗結果表明，處理L-SL氮、磷、鉀肥利用率均最高。

3 結論與討論

水分是養分運輸的介質，二者存在著相互調控與互補的效應，適宜的水肥措施能夠促進小麥增產，提高肥料利用率[8-9]。而噴灌作為一種重要的農業節水灌溉方式，能夠有效節約農業用水，提高水資源利用率。ZHAI等研究表明，微噴灌能夠提高谷物產量，減少20%用水量[10]。因此，注重水氮資源的調配，對提高冬小麥水氮資源利用率，實現以水促氮具有重要意義。張帆等研究表明微噴灌配施水溶肥可提高小麥光合速率，增加有效穗數，進而增加產量[11]。劉見等研究表明，小麥噴灌灌水定額26～35 mm，施氮量193～

204 kg·hm-2能夠節水11%，節氮21%[12]。于淑慧等研究表明微噴灌可提高小麥產量3.3%～9.8%，在減肥20%范圍內均能夠實現增產[13]。

本研究表明，處理H-SL與L-SL小麥產量分別較對照增加10.21%和17.72%，處理L-SL產量最高，為3 618.62 kg·hm-2；在肥料減施25%處理下，使用噴灌技術能夠維持土壤含水量；小麥拔節期，處理L-SL 0～40 cm土層氮、磷、鉀含量均最高，無機氮、有效磷、速效鉀含量分別為97.33 mg·kg-1、46.73 mg·kg-1、201.02 mg·kg-1，收獲期處理L-SL土壤的有效磷含量依舊較高，為40.76 mg·kg-1；處理L-SL相較于H-SL有著較高的養分利用效率，氮、磷、鉀素利用率分別為48.57%、19.22%、49.52%。綜上所述，在減量施肥25%處理下，使用噴灌技術能夠維持較高的土壤含水量，并提高土壤養分含量及小麥養分吸收量。

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（責任編輯：劉寧寧）