陇东旱塬冬小麦平衡施肥模式

姚志龙，张成，马剑

(陇东学院农林科技学院甘肃庆阳745000)

陇东旱塬冬小麦平衡施肥模式

姚志龙，张成，马剑

(陇东学院农林科技学院甘肃庆阳745000)

覆盖黑垆土和梯田黑垆土是陇东地区冬小麦的主要种植土壤，盲目施肥是冬小麦生产效益低下的重要原因。选择覆盖黑垆土和梯田黑垆土的典型地块，采用两年定点“3414”试验，通过田间试验研究冬小麦平衡施肥模式，研究两种土壤冬小麦氮磷钾最佳施用量和最优组合，为陇东旱塬冬小麦科学施肥提供理论依据。结果表明:陇东旱塬覆盖黑垆土冬小麦田平衡施肥模型为最佳经济施肥量为陇东旱塬梯田黑垆土冬小麦平衡施肥模型为最佳经济施肥量为N:107.0 kg·hm-2;P2O5:70.5 kg·hm-2;K2O:37.5 kg·hm-2。陇东旱塬黑垆土钾素营养丰富，氮、磷养分缺乏，氮、磷肥增产效果显著，且互作效应明显，钾肥无明显增产效应。图2，表4，参9。

陇东;黑垆土;冬小麦;平衡施肥模式

0 引言

陇东位于黄土高原中部，深居内陆，黄土丘陵地貌，典型大陆性气候，塬区土壤大多为覆盖黑垆土。≥10℃的年积温为2 700℃～3 200℃，年日照时数2 100 h～2 700 h，年地面蒸发量1 477 mm，年均降水量350 mm～750 mm，干燥度1.3～1.5，属于半湿润易旱类型气候［1］。小麦生育期常年降水207 mm左右［2］，降水集中，季节差异大，水分和养分利用系数较低［3］。

陇东旱塬农业黑垆土有机质含量普遍偏低，大体在7.0 g·kg-1～14.5 g·kg-1之间;全氮含量在0.49 g·kg-1～1.18 g·kg-1之间;速效磷(P2O5)在16.6 mg·kg-1～66.3 mg·kg-1之间;速效钾含量(K2O)在216 mg·kg-1～286 mg·kg-1之间;土层深厚，土性温暖，质地多为中壤，结构较优，耕性较好。氮、磷营养缺乏，钾素营养丰富，土壤水分亏缺、营养有效性受限等是本地种植业生产水平低下的主要限制因素。2007年-2009年，对陇东8县(区)主要耕作土壤(耕层)进行了肥力质量量化评价，旱塬农业黑垆土属于陇东肥力质量较优的土壤类型［4］。根据土壤质量评价结果进行平衡施肥模式研究，将有利于土壤调查和质量评价研究成果快速转化为农业生产力。通过多点(次)平衡施肥田间试验和农艺性状分析，研究不同肥料配施对旱塬冬小麦产量及品质的影响，探索降低土壤养分流失［5］、促进土壤良性循环、提高耕地质量的平衡施肥模式，为培肥旱地土壤提供理论依据［6］。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验地位于陇东学院农场(西峰八里庙村)和宁县春荣乡三曹村，土壤类型为厚覆盖黑垆土和梯田黑垆土。2年试验前茬作物均为冬小麦，指示品种为陇育4号，播种量为199.5 kg·hm-2;供试肥料为含N 46%的尿素，含P2O512%的普通过磷酸钙，含K2O 50%的氯化钾。分别于2008年9月25日-27日和2009年9月28日-9月30日播种，于2009年7月28日和2010年7月12日整区收获，风干计产，对2008年-2009年度试验田进行了田间考种和室内考种，期间进行了中耕、松土和锄草。

1.2 测试项目及方法

根据表1可知，两块试验田的土壤肥力状况基本属于中等水平。

表1 试验地土壤养分含量Tab.1Soil nutrient content of test site

1.3 试验设计

1.3.1 试验方案。试验方案采用回归最优设计，即3因素(N、P、K)，4个水平，14个处理，42个小区，见表2。2水平最佳施肥量分别为N2:128.10 kg·hm-2，P2(P2O5):85.50 kg·hm-2，K2(K2O): 42.75 kg·hm-2。以此为基础，计算各水平施肥量:

0水平为不施肥;1水平施肥量=2水平×0.5;3水平施肥量=2水平×1.5。

表2 小麦平衡施肥试验方案Tab.2The test program of wheat balanced fertilization

1.3.2 田间试验规划。小区面积=行长×区宽=5 m×2 m=10 m2，行宽为0.2 m，区间距0.2 m，重复间距0.5 m，四周种植大田小麦作为保护区。

2 结果与分析

2.1 产量结果及农艺性状

2.1.1 产量结果分析。两年2点冬小麦平衡施肥结果表明，各试验处理间产量达极显著水平，区组间差异不显著，说明试验田块肥力均匀，土壤肥力对产量变化的影响不大，见表3。4点(次)试验中，第8处理(N2P2K0)3次产量第一，比对照增产30%以上，2010年宁县春荣点产量排序第5，但与第一位处理9(N2P2K1)产量差异不显著，其比对照增产26.2%，均达极显著增产水平。可以看出，产量结果中排名前四位的主要有8、7、6、9等4个处理，比对照增产大体在26%以上，增产极显著。

八里庙点产量水平相对春荣点较高，这与土壤基础肥力和田间病害杂草管理等因素有关。产量年际间变化也较大，2009年明显低于2010年，这与2008年冬季干冷，2009年春夏雨水偏少，出现高温逼熟现象等因素有关。

2.1.2 农艺性状分析。2009年八里庙点的考种结果表明，8、7、6、9等处理的千粒重、穗长、穗粒数、单位面积有效穗数及容重等影响产量的农艺性状相对较优。8号处理表现尤为突出，其穗长、千粒重、容重等3项指标位居第一，见表4。

以上结果说明，N2P2处理具有明显的增产效应，N2P3处理也有较好的增产效果，而不同施K水平，对产量影响不大，N2P2K0处理极显著的增产效果表明，在陇东地区中等产量水平的冬小麦生产中，投入高成本的钾肥必要性不大。

2.2 回归分析结果

2.2.1 覆盖黑垆土冬小麦平衡施肥回归分析(西峰八里庙)。对试验结果进行3因素回归分析，西峰区八里庙试验点2009年-2010两年的回归结果为:

2009年:

表3 冬小麦平衡施肥产量结果Tab.3Winter wheat yield in balanced fertilization

表4 2008-2009年度平衡施肥小麦农艺性状考种表(西峰八里庙)Tab.4Changes of agronomic traits under balanced fertilization from 2008-2009 at Balimiao

2010年:

平均:

其中R值为0.991 1。由方程可知，中等氮、磷施肥水平和低水平施用钾肥，具有显著的增产效果。拟合得出最佳产量3 755 kg·hm-2，最佳施肥量为N:149.9 kg·hm-2，P:35.9 kg·hm-2，K: 24.8 kg·hm-2。折合尿素249.8 kg·hm-2，普钙684.2 kg·hm-2，氯化钾59.8 kg·hm-2。

2.2.2 梯田黑垆土冬小麦平衡施肥回归分析(宁县春荣)。宁县春荣试验点2009年-2010两年试验的回归结果为:

2009年:

2010年:

平均:

其中R值为0.951 0。回归方程的形式和八里庙的结果相似。拟合得出最佳经济产量为3 698 kg·hm-2，最佳施肥量为N:107.0 kg·hm-2，P:30.8 kg·hm-2，K:31.1 kg·hm-2。折合尿素232.6 kg·hm-2，普钙587.5 kg·hm-2，氯化钾75.0 kg·hm-2。

2.3 平衡施肥模式与田间产量相关性分析

8号处理(N2P2K0)产量最高，6(N2P2K2)、7(N2P3K2)、8(N2P2K0)、9(N2P2K1)四个处理较对照均有显著的增产效应，也说明陇东旱塬冬小麦无需施钾，见图1。

图1 2008-2010年小麦平均产量图(西峰八里庙)Fig.1The wheat average yield during 2008-2010 at Balimiao

图2中，也是8号处理(N2P2K0)产量最高，但6(N2P2K2)、7(N2P3K2)、8(N2P2K0)、9(N2P2K1)四个处理产量水平接近，无明显差异，说明N2P2和N2P3组合均有明显的增产效应，氮、磷增产效果明显，钾肥用量的变化对小麦产量影响不大。

年度回归方程也表明，氮、磷配合施用具有良好的互作增产效应，而氮、钾，磷、钾在土壤墒情较差的旱塬麦田互作效应不明显。上述拟合出的施肥方案基本接近平衡施肥试验中6号处理(N2P2K2)和9号处理(N2P2K1)。

图2 2008-2010年小麦平均产量图(宁县春荣)Fig.2The wheat average yield during 2008-2010 at Chunrong

3 讨论

陇东旱地冬小麦基本上是在长期不施有机肥的条件下生长的，脱离了有机肥的平衡施肥，增产稳产效果有很大的局限性。提高土壤有机质，增强土壤保水、保肥及综合调节能力是保证陇东旱地冬小麦可持续高效生产的重要措施。在有机肥源日益紧缺的背景下，可以大力推广秸秆还田，高茬收割。在土地面积宽裕地区，可每隔几年进行一次豆科绿肥与小麦轮作，也可间、套、复种豆科绿肥作物，以改善土壤通透性，减少流失［8］。

平衡施肥试验中，两块试验田均连作小麦8年以上，农田杂草及病害较为严重，也是影响产量水平的因素之一。要合理倒茬，通过不同作物对养分的利用，调节优化土壤养分结构，降低小麦生理病害，减少农田杂草危害。

陇东旱地冬小麦平衡施肥不仅与肥料配方有关，还与土壤墒情密切相关。缺水可使养分在土壤中的迁移速率降低，土壤水吸力增大，根系的吸收能力减弱，进而影响养分的吸收利用［9］。可采用深耕及地膜覆盖种植等耕作管理措施，促进土壤对秋季雨水的贮藏，提高冬小麦根系对土壤深层水分的高效利用［2］，达到以水促肥之目的。

陇东地区的气候特点是秋湿、冬寒、春旱、夏干热。施肥时，宜将施肥量50%的氮及全部磷肥作基肥，于播种前深施，以减少养分流失［2］，保障养分持续供应，增强小麦抗旱和抗寒能力。50%的氮于春季返青后追施。有条件的地块可于孕穗到灌浆期视天气喷施0.1%～0.2%磷酸二氢钾2次～3次，以弥补根系衰老对磷素吸收不足，叶面供钾也会促使籽粒干物质积累，提高落黄效果。同时还可缓解旱情及干热风危害。

旱地冬小麦平衡施肥可显著提高肥料利用率，减少浪费和污染，降低施肥成本。但受水分条件限制，中、高产旱塬地靠增加肥料投入提高冬小麦产量，已潜力不大;在不增加肥料成本的前提下，可将平衡施肥节省的肥料平衡投向偏远区旱地低产田，可大幅度增产，提高肥料报酬率和冬小麦综合生产效益。

旱地冬小麦水分利用效率和产量随着施肥量的增加而提高，对有灌溉条件的高产田，随N、P施用水平的提高，增加K肥施用量，以增强高水肥条件下小麦的抗倒伏、抗病虫害能力，提高品质。

不了解土壤基础肥力状况、不考虑土壤水分状况及盲目施肥是土壤综合肥力性状变差、土壤可持续生产能力降低的主要原因;土壤有机质缺乏、长期连作及春夏连旱等因素是导致陇东旱塬地冬小麦产量水平不高、生产效益低下的又一重要原因。

4 结论

各种平衡施肥方案对陇东旱塬冬小麦均有增产作用。其中，N2P2K0、N2P2K1、N2P3K2、N2P2K2等增产效果显著，增幅在26%以上。

陇东旱塬冬小麦产量的养分限制因子是氮和磷，而非钾。陇东旱塬冬小麦施钾增产效果不明显，大量施用钾肥会促使土壤钾素富集，增加生产成本。良好的土壤水分条件，可产生良好的氮、磷互作效应。氮、磷作用的发挥，也会促使作物对钾的充分利用。

［1］李玉山，张孝中，郭民航.黄土高原高原南部作物水肥的产量的效应的田间研［J］.土壤学报，1990，27(1):1-7.

［2］段金省.陇东黄土高原旱地农田水分盈亏与开发对策［J］.干旱地区农业研究，2007，25(3):77-81.

［3］吴健君.果树栽培学［M］.兰州:甘肃民族出版社，2008.

［4］姚志龙.陇东地区几种主要耕作土壤质量评价及改良利用研究［J］.陇东学院学报，2012，23(5):43-48.

［5］王静，郭熙盛，王允青.秸秆覆盖与平衡施肥对巢湖流域农田氮素流失的影响研究［J］.土壤通报，2011，42(2):331-335.

［6］王淑英，樊廷录，丁宁平，等.长期定位施肥对黄土旱塬黑垆土土壤酶活性的影响［J］.土壤通报，2011，42(2):307-310.

［7］鲍士旦.土壤农化分析.第三版［M］.北京:中国农业出版社，2011.

［8］张慎举.土壤肥料学［M］.北京:化学工业出版社，2010.

［9］陆景隣.植物营养学［M］.北京:中国农业大学出版社，2003.

Balanced Fertilization Modes for Winter Wheat in Dry Plateau of Eastern Gansu Province

YAO Zhi-long，ZHANG Cheng，MA Jian
(College of Agriculture and Forestry，Long Dong University，Qingyang 745000，China)

Mulching black loessial soil and terrance black loessial soil are the main soils for winter wheat production in eastern Gansu province.Unreasonable fertilization is an important reason for the winter wheat＇s low production efficiency.This study aims to examine a balanced fertilization model for winter wheat through field test，which can provide a theoretical basis for scientific fertilization of winter wheat in dry plateau of eastern Gansu.Choosing typical field of mulching black loessial soil and terrance black loessial soil，through fixed point"3414"test for two years，the optimum NPK application rates and the optimum combination on winter wheat in these two soils were investigated.The results showed:balanced fertilization mode of winter wheat in mulching black loessial soil was Y=23.98+，the best economic application rate wasrespectively;the balanced fertilization mode in terrance loessial soil wasthe best economic application rate was 107.0 kg·hm-2N，70.5 kg·hm-2P2O5，37.5 kg·hm-2K2O，respectively.Potassium nutrient was rich，while nitrogen and phosphorus were lack in the soils of dry plateau of eastern Gansu.Nitrogen and phosphorus significantly improved winter wheat yield，and their interaction effects were also significant.Potassium had no significant effect on yield.

dry plateau of eastern Gansu;black loessial soil;winter wheat;balanced fertilization mode

S15

A

10.11689/j.issn.2095-2961.2015.04.006

2095-2961(2015)04-0176-07

2015-03-15;

2015-05-15.

国家农业成果转化资金项目“高产优质多抗冬小麦新品种示范与推广”(GB2B2011100007)资助.

及通讯作者简介:姚志龙(1968-)，男，甘肃宁县人，副教授，主要从事土壤农化、土壤调查与评价等方面研究和教学工作.