张治家,褚清河,周运宁,阎世江
(1.山西省农业科学院植物保护研究所,山西太原 030031;2.山西省农业科学院农业资源与经济研究所,山西太原 030006;3.山西省白色农业研究开发中心,山西太原 030031;4.山西省农业科学院蔬菜研究所,山西太原 030031)
近年来,我国粮食生产连年丰收,但受到国内城镇化发展的影响,耕地面积逐年下降,为保证广大人民群众对粮食的需求,只能想方设法提高单位面积粮食的产量[1],其中,施肥起到了巨大的作用[2]。因此,未来在我国农业的发展过程中,应注重施肥技术的研究。自从李比希提出作物需肥的理论后[3],有关的报道多集中在以下几点:(1)使肥料能发挥其最大效能;(2)研究不同作物的需肥规律;(3)从土壤、作物的实际情况出发,进行有针对性的施肥。目前的研究热点集中在第3点[4]。小麦是我国主要的粮食作物之一,在我国的粮食生产中占有重要的地位,施肥技术将是保证小麦高产的关键。
本试验以小麦为研究对象,在种植过程中施用新型复合肥,研究新型复合肥对小麦生长和产量的影响,以期为作物高产栽培技术奠定基础。
本试验在山西省农业科学院东阳试验基地进行,地理坐标为东经 112°13′,北纬 36°29′,海拔900 m,土壤为褐土。试验前采取0~20 cm耕层土壤,由山西省农业科学院农业环境与资源研究所进行氮、磷、钾、有机质等养分的测定。碱解氮含量为70.3 mg/kg,有效磷、速效钾、有机质含量分别达18.7,181 mg/kg,18.1 g/kg。经比较,供试土壤碱解氮、速效钾、有机质含量较省内平均含量高,有效磷含量较省内平均含量低。
供试小麦品种为晋麦79号,由山西省农业科学院小麦研究所育成,种子在山西高新农业技术市场购买。
2017年10月9日在山西省农业科学院东阳试验示范基地播种小麦,前茬作物为玉米,土壤类型为褐土,未施基肥。播种时采用机播,行距15 cm,播种量为150 kg/hm2。试验共设3个处理,处理1.不施任何肥料;处理2(传统施肥方式).选用的肥料为硝酸磷肥(山西化肥厂生产),N∶P2O5∶K2O=26.5∶11.5∶0,每袋50kg。硝酸磷肥每公顷用15袋,做底肥施入,灌浆期公顷追肥600 kg。处理3.施用新型复合肥(宁夏鲁西化肥有限公司生产),N∶P2O5∶K2O=15∶42∶0,每袋50 kg。该新型肥料与传统肥料相比,N含量较低,P含量较高。新型复合肥每公顷用22.5袋,做底肥施入,全生育期不再追肥。其余的管理方式相同。每个小区50 m2(长10 m、宽5 m),设3次重复。
2018年6月收割小麦,收割前每小区随机选取小麦20株,调查株高、分蘖数、穗长、穗质量、单株产量、百粒质量,并折算公顷产量,取平均数。
试验数据采用SPSS软件、Excel统计并制图。
从表1可以看出,所有性状在处理间的差异均达极显著水平,说明不同肥料的处理对小麦各性状均有影响,有进一步研究的必要。
表1 各性状的方差分析
由图1可知,处理1的株高显著低于其余2个处理,仅为60.51 cm,处理2,3的株高分别达70.12,80.42 cm。说明处理3的效果最佳,处理2效果次之。表明施用新型复合肥后有效提高了小麦的株高。
由图2可知,处理2,3的分蘖数较高,分别达4.12,4.7个,显著高于处理1,处理1仅为3.61个。说明施用新型复合肥之后有效提高了小麦的分蘖数。
由图3可知,处理1的穗长最小,达5.82 cm,显著低于另外2个处理,处理2的穗长居于第2位,达7.43 cm,处理3的穗长达8.77 cm。说明施用新型复合肥后能增加小麦的穗长,施用传统的复合肥后,对小麦穗长也有一定的影响,但其效果弱于新型复合肥。
由图4可知,处理2,3的穗质量较高,分别为3.24,4.78 g,处理 1 的穗质量较小,达 2.78 g,显著低于处理 1,2。
由图5可知,各处理间单株产量差异显著,但处理 1极显著低于处理 2,3,达9.54 g,处理 2,3分别达12.85,21.97 g。说明新型复合肥与传统肥料均能提高小麦单株产量。
由图6可知,处理1的百粒质量最低(4.577 g),显著低于另外2个处理。处理2,3的百粒质量分别达5.888,7.514 g。说明新型复合肥对小麦的百粒质量有明显的提高作用。
由图7可知,处理3的产量最高,达4650kg/hm2,显著高于其余2个处理,处理2,1的产量分别排在第 2,3位,分别达 3 855,2 610 kg/hm2。处理 3的产量较传统复合肥增产20.6%。说明使用新型复合肥后有效提高了小麦的产量。
岳丽等[6-9]研究认为,株高、分蘖数、穗长、穗质量、单株产量、百粒质量是表征小麦生长、产量的重要指标,在土壤肥力较好的情况下,上述指标表现为上升趋势,如肥力条件较差,则表现为下降趋势。由于分蘖数、穗质量、单株产量、百粒质量是构成产量的重要因素,因此,最终使小麦的产量升高。本研究结论与上述结果一致,说明新型复合肥、传统复合肥能促进小麦的生长与产量的提高,新型复合肥的效果较好。其原因是新型复合肥中的氮、磷、钾的配比不同,较高含量的磷作用较大。张福锁[10]研究表明,在冬小麦的生产中磷的作用较大。而我国的土壤普遍缺磷,是农业生产中限制因素之一[11]。磷、钾有利于小麦壮株,增加分蘖数、穗长、穗质量、单株产量、百粒质量,是提高小麦群体质量的重要条件[7-9]。王淑娟等[12]研究表明,氮肥有利于小麦产量的形成,新型复合肥中氮含量虽然较低,未添加钾肥,但考虑到当地的土壤中含氮、钾量已达到一定的水平,外源添加的氮与土壤中的氮、钾素已可满足小麦生长的需要[13-18]。如氮的含量超过一定的范围,反而对提高玉米产量不利,且对环境有害[19-20]。
综上所述,由于新型复合肥依据土壤的养分状况,改变氮磷钾的配比,该配比科学合理,符合小麦生长的需要,使小麦株高、分蘖数、穗长、穗质量、单株产量、百粒质量上升,进而提高产量,增产效果显著。同时这种施肥方式减少了田间操作次数,降低了经济成本,具有广阔的应用前景。