小麥定額施用緩釋肥料田間肥效試驗

金一鳴，羅丙芳，毛連松，譚志新

(惠多利農資有限公司，浙江 杭州 310052)

小麥是我國僅次于水稻的第二大糧食作物[1]，也是浙江省主要的冬種糧食作物，在糧食生產中具有重要地位[2]。2015—2021年，浙江省小麥年播種面積在82.66～114.81 hm2，其中2021年在開展“耕地非糧化”整治及加大種糧補助力度等政策的推動下，播種面積達到歷年最高(118.14 hm2)，總產量48.34萬t，平均單產4 210.5 kg·hm-2[3]。穩定可持續的小麥產量，是人民生活的重要保障，對維護國家糧食安全具有重要意義[4]。然而為提高小麥產量，農民往往會過量施用以氮、磷肥為主的化肥，忽視鉀肥以及有機肥、中微量元素、有益元素等養分的補充，同時不科學的施肥方式會降低當季肥料利用效率，氮肥的利用效率僅有30%～40%，磷肥的利用效率僅有20%。這導致大量未被作物吸收的養分隨水體或空氣流失，影響生態環境[5]。從全國小麥種植分布面積來看，小麥適宜產區在華北平原[6]，而浙江省由于地形地勢和氣候的影響，春季往往降水時間長，以陰雨天氣居多，同時溫度變化幅度大，極易導致田間小麥赤霉病的流行[7]，又或是春末夏初突發高溫、干熱風等天氣影響，會導致小麥灌漿期縮短、粒重降低，這些都嚴重制約小麥產量和品質提升；此外浙江位于東部沿海，屬于經濟發達地區，人口老齡化問題也較為突出，這意味著農業勞動力成本持續上漲以及勞動力短缺的社會問題更加嚴峻。盡管小麥作為浙江省第二大糧食作物，但在實際生產過程中，由于小麥生育周期長，需要進行多次施肥，這增加了小麥種植過程的用工成本，同時降低了農民的種植效益，使得農戶對小麥的重視程度不如水稻高，在生產管理上普遍更加粗放，水肥管理上基于天氣因素或用工成本而隨意了事，這也導致小麥減產、品質降低，損害農民的種植效益。

基于目前農業生產上勞動力成本高、種植效益低下等嚴峻問題，迫切需要推廣更新綠色高效的農業生產技術。緩釋肥是一種根據作物養分需求緩慢釋放的新型肥料，有緩、控釋放養分的能力，能改變小麥傳統的多次施肥的習慣，簡化施肥程序，從而降低農業勞動強度，提高勞動生產率；緩釋肥料還可減少肥料流失，提高肥料利用率，降低生產成本，提高種植效益[8]。緩釋肥具有肥效長、省工節本、肥料利用率高等特點，是當前稻麥生產提質增效、實現節肥減藥的重要途徑之一[9]。與速效肥料相比，緩控釋肥可通過延長或控制養分釋放期，使土壤養分供應與作物營養需求相一致，從而實現氮素長效供應管理[10]，減少養分流失和對環境的污染，可有效提高土壤養分含量。為貫徹農業農村部提出的“化肥零增長”方針，2019年7月26日浙江省農業農村廳、財政廳聯合制定出臺了《關于試行農業投入化肥定額制工作的意見》。為此，本試驗是基于小麥化肥定額施用標準，即667 m2總養分(純量)≤18 kg、氮(純量)≤10 kg，選用2種不同作用機理類型的緩釋肥料，采用輕簡化施肥模式，與常規化肥做肥效對比試驗，以期在減少施肥次數，同時減少化肥投入量下達到減肥增效的目的，為小麥生產提供科學施肥指導依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年11月21日播種，2022年5月27日收割結束。試驗在杭州市臨安區天目山鎮藻溪農戶承包田進行，試驗田地勢平坦，土壤肥力較為均勻一致，排灌便利。試驗地土壤類型屬砂壤性的洪積泥砂土，氣、熱條件較好，但耕作層淺薄，保水保肥性差。前茬水稻于2021年10月22日收割后，取耕層混合土樣測土壤基礎肥力，有機質含量為22.4 g·kg-1，堿解氮含量為76.7 mg·kg-1，有效磷含量為41.6 mg·kg-1，速效鉀含量為106.3 mg·kg-1，pH值為5.5，土壤肥力水平中等略偏下。

1.2 試驗材料

供試小麥品種為揚麥27，麥種千粒重44.34 g。供試肥料為常規38%復合肥(N 18%，P2O515%，K2O 5%)、47%生態緩釋肥(N 21%，P2O58%，K2O 18%)、25%有機包裹緩釋肥(N 13%，P2O55%，K2O 7%)、46%尿素。其中常規38%復合肥由無錫保利化肥有限公司生產，46%尿素由農戶自購。47%生態緩釋肥添加硝化抑制劑(DMPP)和脲酶抑制劑(NBPT)，25%有機包裹緩釋肥添加DMPP生化抑制劑，由浙江惠多利肥料科技有限公司生產并提供。

1.3 試驗設計

試驗設3個處理，采用大區試驗，不設重復，并在各處理內隨機選定5點供后期調查取樣用。CK為農戶習慣施肥，基肥每667 m2施用常規38%復合肥30 kg，返青肥每667 m2施尿素15 kg，全生育期每667 m2氮、磷、鉀養分(純量)投入分別為12.3、4.5、1.5 kg；處理1，基肥每667 m2施47%生態緩釋肥25 kg，返青肥每667 m2施尿素10 kg，全生育期每667 m2氮、磷、鉀養分(純量)投入分別為9.85、2.0、4.5 kg，較CK減氮20%，總養分減10%；處理2，基肥每667 m2施25%有機包裹緩釋肥50 kg，返青肥每667 m2施尿素7.3 kg，全生育期每667 m2氮、磷、鉀養分(純量)投入分別為9.85、2.5、3.5 kg，與處理1等氮，較CK減氮20%，總養分減13%。各處理均于2021年11月20日完成基肥施用后拖拉機翻耕耙平并起壟，11月21日采用人工撒播麥種，每667 m2播種11.5 kg；返青肥于2022年2月7日完成撒施；2021年12月29日調查基本苗數，2022年5月7日調查每667 m2有效穗數；2022年5月27日收割，進行取樣考種并實割測產。各處理除肥料施用不同外，其他病蟲草害防治、灌溉等田間管理均保持一致。

2 結果與分析

2.1 定額施用不同類型緩釋肥料對小麥出苗率和基本苗數的影響

小麥出苗率直接關系到單位面積基本苗數，單位面積基本苗數是小麥群體發展的起點，是調節合理群體結構的基礎，也是群體生物量形成的重要指標，是奠定小麥豐產穩產的物質基礎。從表1可知，基肥施用不同類型的緩釋肥料時，小麥出苗率表現出顯著差異，其中以施用緩釋肥的處理1和處理2最好，小麥出苗率分別達到92.6%和92.3%，與施用常規復合肥的CK達到顯著差異，分別較常規施肥CK高出6.1和5.8百分點；而施用不同類型緩釋肥的處理1和處理2之間，田間出苗率差異不顯著。緩釋肥料對小麥單位面積基本苗數的影響與其出苗率一致，施用緩釋肥的處理1和處理2的單位面積基本苗數分別達到57.6和57.4株，較施用常規復合肥的CK達到顯著差異，分別較常規施肥處理高出3.8和3.6株；而施用不同類型緩釋肥的處理1和處理2之間，單位面積基本苗數差異不顯著。

表1 不同處理的基本苗數及出苗率Table 1 The basic number of seedlings and the emergence rate of different treatments

2.2 定額施用不同類型緩釋肥料對小麥有效穗數的影響

從表2可見，基肥施用不同類型肥料以及不同基肥、追肥養分運籌，對小麥有效穗形成均有一定的影響。其中，以處理1有效穗數最高，667 m2達258 463穗，有效穗數分別較CK和處理2增加13.6%和17.0%，并達顯著差異，處理1和處理2之間有效穗數的顯著差異，也表明處理1的緩釋肥相比于處理2的緩釋肥更能促進小麥有效穗的形成。而處理2有效穗數最低，667 m2僅220 944穗，略低于CK的有效穗數，但與CK處理相比達顯著差異。

表2 不同處理的有效穗數Table 2 The number of effective spikes of different treatments

2.3 定額施用不同類型緩釋肥料對小麥產量及其構成因素的影響

從表3可知，基肥施用不同類型的緩釋肥料對小麥產量及其構成因素是有一定影響。處理1和處理2的667 m2實割產量分別為254.82和238.48 kg，分別較CK增產37.08和20.74 kg，增幅為17.0%和9.5%。從產量構成要素來看，處理1和處理2每穗實粒數分別為28.8、29.5粒，分別較CK的增加了1.0和1.7粒；而千粒重以處理2最高，達41.31 g，CK次之，最低的是處理1。相比于CK，基肥施用緩釋肥的處理1，通過增加了每穗實粒數、有效穗數，來提高小麥的實割產量，而基肥施用另一種緩釋肥的處理2，通過增加每穗實粒數、千粒重，來提高小麥的產量，將處理1和處理2之間進行比較，發現處理2相比于處理1增加了每穗實粒數和千粒重，而降低了有效穗數。通過以上結果表明，作為產量構成因素的每穗實粒數是較為關鍵的一項，這同時也說明了，作物的產量構成因素之間是相互制約的，無法同時提高每一個產量構成因素。

表3 不同處理的產量及其構成要素Table 3 Yields and their constituent elements for different treatments

3 討論與結論

緩釋肥不僅僅能夠省工節本、提高肥料利用效率，還對土壤環境有益，能夠改良土壤環境。緩釋肥自身的包膜材料能夠降低土壤的體積質量、改善土壤的團粒結構、優化土壤環境，同時還有提高土壤肥力的作用[11]。研究[12]發現，當緩釋肥殘膜在土壤中維持在一定含量范圍內時，會使得土壤的透水性降低，從而能夠使土壤的田間持水量以及土壤保水性得到有效提高。此外，還發現土壤中存在適量硫膜還能夠改善土壤中Ca、Mg的活化程度，提高氮肥利用率，從而能夠增加作物產量[13]。緩釋肥對于pH值的調控也具有一定的效果，丁濟娜等[13]的研究發現，施用緩釋肥可以有效減緩土壤pH的下降趨勢，隨著緩釋肥料施用于紅壤等酸性土壤中，包膜材料的降解能夠提高酸性土壤中的pH值，有效緩解紅壤酸化的狀況[14]。同時，在土壤中施用緩釋肥還可以有效地提高土壤的保水保肥性，增加土壤中銨態氮的含量[15]。

通過改善作物生長的土壤環境，才能夠有利于作物的生長。小麥產量通常分解為有效穗數、每穗粒數和千粒重3個因素，只有當這3個產量因素都能協調發展，而乘積最大時，才能獲得高產。分蘗期是有效穗數的決定時期，緩釋配方肥養分供應契合小麥生長發育規律，從而促進分蘗早發，保證有效穗的數量。每穗粒數是由小花分化數和小花退化數決定的，通過施用穗肥可以促進穎花分化，減少穎花退化，從而形成大穗，來達到穩產高產的效果。緩釋肥料具有養分緩慢釋放的特點，既能滿足小麥整個生育期內對養分的需求，又能在減少肥料施用量[14]的同時保證小麥增產增收，還能減少養分流失及其帶來的面源污染。因緩釋肥養分釋放較常規肥料慢，前期田間養分濃度低于常規肥料，因此更有利于小麥種子萌發，表現為施用緩釋肥的地塊出苗率分別達92.6%和92.3%，與CK達到顯著差異，這為小麥增產奠定較好的生物量基礎。在中后期，因養分能持續供應，使得處理1和處理2的每穗實粒數分別增加1.0和1.7粒，同時處理2增加了千粒重，處理1增加了單位面積有效穗數，實現小麥單位面積產量分別較CK增產17.0%和9.5%。

本次試驗，試驗地塊的前茬水稻收割后，秸稈經收割機粉碎后直接還田，還田的秸稈在微生物作用下發酵產生生物奪氮效應，而處理2在基肥時氮(純量)投入6.5 kg，為各處理最高，因此，生物奪氮損失的量也較多，表現為單位面積有效穗數最低可能就與此有關，需經進一步開展試驗研究。