山东禹城市冬小麦产量演变分析2016—2020年

张曰东 王兴华 王晓静 李海燕

摘    要：选取禹城市粮食良种场固定地块，从2016年开始连续5年定位监测冬小麦产量与土壤肥力指标，为监测农田土壤质量变化提供依据。结果表明：2016—2020年冬小麦产量逐年增加，增幅为22.5%;土壤有机质和全氮含量呈逐年增加趋势，增幅分别为16.4%，32.0%，土壤有效磷和速效钾含量呈逐年提升趋势，增幅分别为54.5%，22.4%。研究结果将为该区域冬小麦产量稳步增加、土壤培肥提供基础数据。

关键词：冬小麦;产量;土壤肥力

中图分类号：S512.1+1          文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.07.003

Abstract： In order to monitor the change index of farmland soil quality， the location plot of Yucheng farm was selected in the experiment， and the winter wheat yield and soil fertility index were monitored for five consecutive years from 2016. The results showed that： from 2016 to 2020， winter wheat yield increased by 22.5%; soil organic matter and total nitrogen content increased by 16.4% and 32%， respectively; soil available phosphorus and available potassium content increased by 54.5% and 22.4%， respectively. The results would provide basic data for the steady increase of winter wheat yield and soil fertility in this region.

Key words： winter wheat; yield; soil fertility

华北平原是我国重要的商品粮基地，小麦产量的高低对保证国家粮食安全具有重要影响，稳定和提高该区域粮食产量对我国国民经济发展和提升人民生活水平具有重要意义[1]。山东是我国小麦生产第二大省，据统计，近5年来小麦年均种植面积363.3×104 hm2，平均总产215.3×108 kg，单产5 947.5 kg·hm-2，单产水平居全国首位[2]。小麦单产的提高主要归功于栽培环境的改善和新品种的推广应用，其中栽培环境的改善主要体现在土壤肥力的提高、水肥投入的加大和栽培技术的进步等。经调查研究发现，作为小麦-玉米主产区的华北平原肥料投入量已远远超过当前作物对养分的需求量[3]。大量研究表明，有机投入质偏低仍是限制华北平原小麦产量的主要因素，土壤有效磷与小麦产量表现为弱的正相关，而土壤交换性钾与小麦籽粒产量无显著相关[4-7]，长期过量施肥造成土壤、环境遭到破坏，不利于土壤可持续利用。本试验选择位于禹城市西南部粮食良种场的固定地块，连续5年定位监测冬小麦产量与土壤肥力指标，为监测该区域冬小麦生产状况、土壤肥力演变提供基础资料。

1 材料和方法

1.1 试验地状况

试验地位于山东省禹城市粮食良种场（116°34' E，36°50'N），属暖温带半湿润季风气候，年均气温13.4 ℃，≥10 ℃积温4 441 ℃，年均降雨量569.6 mm，水面蒸发量2 095 mm，无霜期约206 d，年日照时数2 640 h。试验地土壤类型为黄河冲积物发育而成潮土，2016年土壤基础理化性质见表1。

1.2 试验设计

试验选用当地主推品种‘济麦22号，种肥为复合肥（N-P2O5-K2O：26-14-10）600 kg hm-2，3月中下旬追施尿素（含N量46%）150 kg hm-2，其他管理同常规管理。

1.3 取样、测产

2016—2020年定位3块农田进行机械收获、测产，并在对应地块取0～20 cm土壤进行土壤肥力指标分析，测试方法参考《土壤农业化学分析》[5]。

1.4 统计与分析

肥料偏生产力（PFP）：指施用某一特定肥料下的作物产量与施肥量的比值。计算公式：

PFP=Y/F

式中，PFP是指肥料偏生产力，单位为kg·kg-1;Y是指施用某一特定肥料作物的产量，单位为kg·hm-2;F是指特定肥料纯养分（是指N、P2O5和K2O）的投入量，单位为kg·hm-2。

2 结果与分析

2.1 2016—2020年冬小麦产量的演变

从图1可以看出，冬小麦产量呈逐年增加的趋势，2016年产量是6 735 kg·hm-2，2020年产量增加到8 250 kg·hm-2，增加幅度约为22.5%。小麦产量的增加主要得益于近几年的农业科技进步，与品种的筛选、新型肥料的施用以及农机的普及密切相关。

2.2 肥料偏生产力分析

化肥偏生产力（PFP）是目前主要用于评价肥料生产效率指标之一。表2为2016—2020年冬小麦肥料偏生产力分析表。从表中可以看出，氮肥的偏生产力为34.5～42.3 kg·kg-1，磷肥的偏生產力为80.2～98.2 kg·kg-1，钾肥的偏生产力为112.3～137.5 kg·kg-1，并且随着施肥年限的增加而增加，表明该地区施肥量及比例是合理的。

2.3 耕层土壤肥力演变规律

表3为2016—2020年耕层土壤养分含量变化。从表中可以看出，土壤有机质含量由2016年9.93 g·kg-1增加到2020年11.56 g·kg-1，土壤有机质提升幅度为16.4%;同时，土壤全氮含量由2016年0.75 g·kg-1增加到2020年0.99 g·kg-1，增加幅度为32.0%;土壤有效磷含量由2016年11.2 mg·kg-1增加到2020年17.3 mg·kg-1，提升幅度为54.5%;同时，土壤速效钾含量由2016年88.5 mg·kg-1增加到2020年108.3 mg·kg-1，增加幅度为22.4 %。

3 结论与讨论

3.1 施肥与作物产量的关系

作物产量是土壤肥力和所处的气候条件及农田管理措施等因素的综合表现，其中施肥是提高产量的主要手段[8]。合理的施肥有利于作物产量的增加，同时改善作物品质。合理施肥指的是根据土壤、农作物、肥料的性质等确定肥料的使用含量和方式，这样的施肥方式不仅可以确保农作物的均衡供肥，还能够提升肥料利用率，避免肥料的浪费。

本试验条件下，连续5年基施复合肥600 kg·hm-2，在第2年追施尿素150 kg ·hm-2，施肥量能够保证作物的养分需求，是小麦产量逐年增加的主要原因之一;同时，近年来随着良种的选育、栽培技术的提升，如宽幅精播的推广也是产量逐年保持稳定增产的原因之一。倒春寒、干热风等是影响该区域小麦高产的主要因素，可通过喷施生长调节剂和叶面肥等措施来提高小麦抗性，进而保障小麦稳产、丰产。

3.2 施肥与土壤肥力的关系

土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，是土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力，是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应，土壤肥力直接决定着作物生长的好坏和产量的高低[9-14]。试验农田近年来影响土壤肥力的因素由以下几个方面：

（1）平衡施肥技术的推广。大量研究结果表明，化肥施用提高了農作物单产，发挥了良种增产潜力，有效地弥补了耕地不足，实现了用占世界9%的耕地养活了20%的人口，保障了国家粮食安全和重要农产品供给，为国家经济社会发展奠定了坚实的基础。近年来，我国政府大力推进测土配方施肥工作，科学施肥理念日益深入人心，复合化率仍将长期保持上升趋势，随着科学施肥、平衡施肥知识的推广和普及，复合肥越来越得到农民的认同;国家对科学施肥、平衡施肥的大力鼓励，我国农户的施肥习惯正在发生改变，施用复合肥的比例正在不断扩大[10]。化肥施用提升了土壤肥力，补充了耕地不足。化肥使农作物产量大幅度增加，秸秆还田增加了土壤有机质和养分含量。

（2）秸秆还田稳步推进。秸秆还田是一项培肥地力的增产措施，在杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。秸秆还田能增加土壤有机质（连续5年监测结果土壤有机质增加了16.4%），改良土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加，容重降低，促进微生物活力和作物根系的发育。

（3）土地深松项目的实施。农机深松整地是指以打破犁底层为目的，通过拖拉机牵引松土机械，在不打乱原有土层结构的情况下松动土壤的一种机械化整地技术。自2018年以来，山东禹城市实施农机深松深翻整地作业补贴项目，深松能打破坚硬的犁底层，加深耕层，还可以降低土壤容重，提高土壤通透性，从而增强土壤蓄水保墒和抗旱防涝能力，有利于作物生长发育和提高产量。实践证明，农机深松整地是改善耕地质量，提高农业综合生产能力，促进农业可持续发展的重要举措。

随着科学种植技术大力推广和政府投入的不断增加，近5年冬小麦产量连年丰产是必然，并且土壤肥力水平也在逐年提升，有利于土壤可持续利用。

参考文献：

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