农家肥与化肥梯度减施对小麦农艺性状及产量的影响

任孝忠，李惠吉，邹俊超，杨文贵，李明菊，程加省

（1.弥勒市农业技术推广中心，云南弥勒652399；2.云南省农业科学院农业环境资源研究所，云南昆明650200；3.云南省农业科学院粮食作物研究所，云南昆明650200）

小麦（Triticum aestivumL.）是世界上重要的谷类作物之一。小麦产量易受到杂草、土壤、种子、收割和种植时间、施肥不平衡和灌溉用水短缺等因素影响而下降[1-2]，从而无法满足人口快速增长的需求。在长期的生产活动中，化肥由于起效快、增产效果明显，受到广大农户的欢迎。但是长期单施化肥可使土壤酸化、板结、含水量降低及养分流失，造成环境污染[3]。2015年农业农村部提出了“控制农业用水总量，减少化肥、农药使用量，化肥、农药用量实现零增长”等目标，特别是提出了化肥施用量到2020年实现“零增长”的目标。因此，将肥料用量降至合理水平，提高氮肥施用效率，降低环境风险，成为研究重点[4]。N、P、K配合施用，可促进小麦分蘖，使植株抗寒性增强，抽穗期提前，单位面积穗数、穗粒数、千粒质量提高，显著提高小麦产量和效益[5]。无机和有机肥料（农家肥）均可改善土壤结构，保持土壤水分和养分，增强根系对土壤的下扎能力，提高土壤微生物活性和养分交换能力，从而提高土壤肥力[6-7]。另有报告指出，在接受农家粪肥和长期持续使用含氮、磷和钾的无机肥料的地块上，土壤有机质水平显著增加[6,8]。农家肥与尿素联合施用不仅提高了有机肥和无机肥的利用率，而且作为无机肥料，对用户来说更加经济[9]。

弥勒市是云南省小麦主产区之一，种植面积常年稳定在1.00万～1.33万hm2，产量2.40万～2.98万t。2020年，全市种植面积1万hm2[10]，单位面积产量2 088 kg/hm2。生产中，农户一直沿用传统的栽培方法，在施肥上，基本就是播种时按照种子质量、化肥（一般是尿素）质量比1∶1的比例，一次作底肥施下，不施磷、钾肥，极少追肥，施肥水平极低，方式极不合理，导致单位面积产量一直上不去。为进一步挖掘小麦的生产潜力，2020年弥勒市农业技术推广中心与云南省农业科学院在弥勒市虹溪镇进行了小麦农家肥与化肥梯度减施试验，以期筛选科学、合理的施肥方法，探索肥料利用的最佳模式，提高肥料利用效率，保护环境，并为大面积推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地安排在弥勒市虹溪镇太和村委会新龙村民小组（103°19′41″E、24°08′47″N），海拔1 461 m。年平均气温17.40℃，年降水量920.00 mm。试验田前茬作物为玉米，土壤为赤红壤，其基本理化性质为：有机质质量分数17.18 g/kg，碱解氮质量分数157.41 mg/kg，有效磷质量分数19.01 mg/kg，速效钾质量分数203.32 mg/kg，pH值6.67。

1.2 试验设计

肥料试验设6个处理（表1），3次重复，小区面积20 m2，随机排列。机械旋耕后人工开沟，沟深5～7 cm，行距30 cm，肥料人工施入沟里，所有肥料一次性作底肥施用。肥料均从市场上购买，其中：尿素（N质量分数为46.7%）为云南省云天化股份公司生产（金沙江牌）；复合肥（N、P2O5、K2O质量比为15∶15∶15）为云南云天化股份公司生产（云峰牌）；硫酸钾（K2O质量分数为50%）原产地为俄罗斯。各处理肥料配施设计详见表1。

表1 各处理肥料配施情况

2 田间播种及管理

2.1 试验播种

试验于2019年10月29日播种，品种为云麦53。该品种是云南省农业科学院粮食作物研究所1996年用杂交高代材料杂交而成的小麦新品种，其组合是953-3763//96B-6，采用穿梭选择方法经过11年选育而成。2007年通过省级田间鉴评和云南省农作物品种审定委员会审定，并定名为云麦53（审定编号：滇审小麦200703号）；2009年通过国家农作物品种审定委员会审定（审定编号：国审麦2009002）。该品种幼苗直立，株型紧凑，分蘖力强，叶片宽，有少量蜡粉。株高90 cm，植株整齐，茎秆坚实，耐肥抗倒。全生育期164 d，长方型穗，长芒，白壳，白粒，籽粒角质，高抗条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病。粗蛋白质量分数（干基）12.34%，湿面筋质量分数22.9%，稳定时间1.6 min，拉伸面积10.4 cm2[12]。试验小区面积约20 m2（3.0 m×6.7 m），每小区10行，播种量以目标产量4 500 kg/hm2计算，不计种子发芽率和田间发芽率，每小区播种量为360 g。采用人工开沟条播的方式，行距30 cm、播深5 cm，种子均匀撒施于播种沟内，肥料严格按试验方案折算，称量到小区，条施于播种沟。播后覆土、镇压。

2.2 田间管理

2.2.1 灌溉。播种后无降水，试验分别于2019年10月30日、11月4日、11月22日人工抽取地下水浇施出苗水和分蘖水，确保出苗和足额分蘖，后期不再人工浇水。

2.2.2 病虫草害防治。2019年12月31日，用农药苯磺隆防治田间杂草，用吡虫啉防治蚜虫。整个生育进程未见锈病发生。有白粉病发生，分别于2020年2月25日、3月6日和3月13日用20%三唑酮水剂对水喷雾，防治白粉病。

2.3 田间调查及观察记载

按照《小麦试验的记载项目和标准要求》[13]进行田间调查及观察记载。

2.4 数据处理与统计

采用Excel 2010进行数据整理，采用DPS 9.05软件进行差异显著性分析。

小麦市场价以2020年国家最低保护价2.24元/kg计[14]。

增加效益（元/hm2）=比对照增加产量（kg/hm2）×小麦市场价格（元/kg）；

增加纯收入（元/hm2）=增加效益（元/hm2）－化肥花费（元/hm2）。

3 结果与分析

3.1 减施肥料对小麦生育期和病虫害的影响

从表2可以看出，各肥料处理间生育期无差异。出苗期、抽穗期、成熟期均为同一天。条锈病发生程度一致，均无可见侵染。白粉病在不施任何肥料的T1处理时无发生；其次是T3处理，白粉病在植株基部叶片有一些病斑；其他处理植株中上部叶片有较多病斑。蚜虫在苗期均有零星发生，各施肥处理间无差异。自然灾害中的倒伏、冻害级别一致。各处理倒伏一致，全小区植株倒伏率均小于10%；冻害发生等级均为1级，抗寒性极强。

表2 减施肥料对生育期和病虫害的影响

3.2 肥料梯度对产量及效益的影响

从表3可以看出，试验处理间产量有较大差异，各处理产量表现如下：T5处理＞T3处理＞T6处理＞T4处理＞T2处理＞T1处理，分别为7 210.05、7 035.00、7 005.00、6 885.00、6 340.05、5 625.00 kg/hm2。其中施肥的5个处理产量与不施肥的对照差异具统计学意义（P＜0.05），但T5、T4、T3处理与T6处理间差异不具统计学意义；T2处理相比T6处理减产，且差异具统计学意义（P＜0.05）。说明采用常规施肥量的40%、60%、80%（减施20%、40%、60%）对小麦产量影响不大，在生产上可以进行减施处理，且具有较大减施空间。其次，减施肥料对株高、最高茎蘖数、有效穗、成穗率、实粒数、千粒质量均有一定影响。对T3、T4、T5这3个减施处理的增加效益进行分析，可以看出T5处理增加效益最高，为3 550.51元/hm2；但T3处理增加纯收入最高，为1 988.40元/hm2。说明采用常规施肥量的40%（减量60%），即尿素180 kg/hm2+复合肥90 kg/hm2+硫酸钾60 kg/hm2+猪粪6 000 kg/hm2进行施肥效果最好，在保证产量的同时实现了纯收入的增加。

表3 减施肥料对产量构成因素的影响及效益分析

4 讨论

肥料是小麦生长发育的关键，充足的肥料供应能有效促进小麦的生长发育。在本研究中，不施肥的小麦生育前期不受影响，但由于后期肥料供应不足，有效穗、穗粒数、千粒质量均受到显著影响，导致产量较低。有效穗和成穗率随着施肥量的增加而增加，当施肥量达常规施肥的60%时二者达最高，后随着施肥量的增加而减少。过分施肥易导致小麦徒长，后期受到自然灾害和肥料供应的影响，有效穗和成穗率降低。相对于其他施肥处理，常规施肥的有效穗、成穗率、穗粒数、千粒质量等较低，产量也不是最高，这与Meena等施用过量氮磷钾却不能提高产量的结果[16]一致。因此，过量施肥对小麦产量形成有负面作用。

拔节期灌水施肥可以有效促进小麦的生长发育，提高群体茎蘖数量、干物质积累量、产量及水肥利用效率[17]。本试验受极端天气的影响，播种时无有效降水，出苗靠人工浇灌，造成极少部分小麦缺苗断垄，导致基本苗差异较大。生长后期所需水分全部靠自然降水，但云南冬春干旱，导致小麦生长发育所需水分缺失，肥效体现不出来。乳熟期气温较高，小麦出现轻度的高温逼熟现象，生育期一致，使得肥料对生育期的影响体现不出来，同时高温逼熟导致小麦千粒质量普遍低于品种正常表现[18-20]。

本研究结果表明：T5（减施20%）、T3（减施60%）较T6（常规施肥）增产，但差异不具统计学意义；T4（减施40%）较T6（常规施肥）减产，差异也不具统计学意义；T2（减施80%）相较T6（常规施肥）减产，且差异具统计学意义。结果说明采用常规施肥量的40%、60%、80%（减施20%、40%、60%）对小麦产量影响不大，在生产上可以进行肥料减施处理，且具有较大减施空间。T5（减施20%）与T3（减施60%）处理小麦产量基本持平，且较符合小麦目标产量7 500 kg/hm2要求，即每生产100 kg小麦籽粒需纯N 3 kg左右的高产栽培模式[21]。T5（减施20%）产量达到了7 210.05 kg/hm2，比T6（常规施肥）的产量7 005.00 kg/hm2增产205.05 kg，增幅2.93%，按市场价2.24元/kg计，可增收460.32元/hm2；同时，减少尿素90 kg、复合肥45 kg、硫酸钾30 kg，按市场价尿素2.50元/kg、硫酸钾4.80元/kg、复合肥4.80元/kg计算，可节本585.00元/hm2。T3（减施60%）的产量达到了7 035 kg/hm2，比T6（常规施肥）的产量（7 005 kg/hm2）增产30 kg/hm2，按市场价2.24元/kg计，可增收67.20元/hm2；同时减少尿素270 kg/hm2、复合肥135 kg/hm2、硫酸钾90 kg/hm2，可节本1 755.00元/hm2。采用常规施肥量80%的T5（减施20%），比常规施肥量共计节本增效1 045.32元/hm2（增收460.32元/hm2+节本585.00元/hm2），达到了减肥增效的目的；而采用常规施肥量40%的T3（减施60%）比常规施肥量共计节本增效1 822.20元/hm2（增收67.20元/hm2+节本1 755.00元/hm2），减肥增效极为明显。本结果与曹子库等的研究结果[5]基本一致，但本试验施肥量更低，经济效益和环境效益更突出。

另外，由于试验是所有肥料作底肥一次施下，试验未施分蘖肥和穗肥，而根据小麦的需肥规律，分蘖和拔节2个生育时期是需氮高峰期，故试验后期表现有一定的脱肥。这从各处理小麦的千粒质量可以看出，所有处理的小麦千粒质量都没有超过50 g，与云麦53正常的千粒质量52 g相比，还有一定的差距。如果调整施肥方式，把一定量的氮肥适当后移做分蘖肥和穗肥施用，T3（减施60%）和T5（减施20%）这2个施肥水平还有一定的产量潜力可挖。

5 结论

不同梯度农家肥（猪粪）与化肥减施对小麦云麦53的生育期影响较小，对小麦前期生长发育无影响，对自然灾害抗性及条锈病无影响。不施肥料情况下小麦各产量性状均表现较差，产量、经济效益均较低。常规栽培施肥量减施20%时，小麦的产量最高，增产效益明显；常规栽培施肥量减施60%时，除去化肥投入，农户纯收入最高。总之，常规施肥量减施20%、40%、60%，对小麦产量影响不大。