配方肥对小麦产量?肥料利用率和抗倒伏性的影响

袁嫚嫚 韦翠珍 邬刚 王家宝 井玉丹 孙义祥

摘要 为探明配方肥对小麦产量、肥料利用率和抗倒伏性的影响，在安徽省小麦主产区设置了农民习惯处理、配方肥处理、配方肥分别配施锌肥和硫肥处理及其同时配施锌肥和硫肥的处理的田间试验。结果表明，与农民习惯相比，5个配方肥处理增加了小麦产量;配方肥配施锌和硫肥提高了小麦氮、磷、钾肥偏生产力，平均增幅达9.6%、92.6%、54.1%;配方肥配施锌和硫肥降低了小麦的株高，提高了小麦的抗倒伏指数。

关键词 小麦;配方肥;产量;肥料利用率;抗倒伏指数

中图分类号 S 143.7  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）18-0161-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.039

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Formula Fertilizer on Yield，Fertilizer Use Efficiency and Lodging Resistance in Wheat

YUAN  Man-man1，WEI  Cui-zhen2，WU Gang1 et al

（1.Anhui Provincial Laboratory of Nutrient Cycling and Resource and Environment，Institute of Soil and Fertilizer，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui  230031;2.China Water Huaihe Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Hefei，Anhui  230061）

Abstract In order to investigate the effects of formula fertilizer on yield，fertilizer use efficiency and lodging resistance in wheat，a field experiment was carried out in the main growing areas of winter wheat in Anhui Province.The treatments of experiments included farmers practice pattern，different of formula fertilizers application，and combined applying formula，zinc and sulfur fertilizers.The results showed that compared with the farmers practice pattern，applying formula fertilizers significantly increased wheat yield，and combined applying zinc and sulfur fertilizers had the highest yield.Similarly，compared with the farmers practice pattern，applying zinc and sulfur fertilizers with formula fertilizer increased the partial productivity of nitrogen，phosphorus and potassium fertilizer in wheat on average by 9.6%，92.6% and 54.1%，respectively.Applying zinc and sulfur fertilizers with formula fertilizer also decreased the plant height and increased the lodging index of wheat compared with the farmers practice pattern.

Key words Wheat;Formula fertilizer;Yield;Fertilizer use efficiency;Lodging resistance index

基金項目 安徽省农业科学院科技创新团队（2020YL065）。

作者简介 袁嫚嫚（1983—），女，安徽宿州人，助理研究员，博士，从事生态环境与农业资源研究。*通信作者，研究员，博士，从事农业资源高效利用研究。

收稿日期 2020-12-31

小麦是世界主要粮食作物，对保障我国粮食安全起着举足轻重的作用。安徽省是我国小麦主产区之一，常年小麦种植面积253 万hm2。小麦倒伏常发生在灌浆中后期，是高产、稳产、优质生产的主要限制因素[1-2]。小麦植株抗倒伏能力与株高和茎秆机械强度关系密切，适当降低株高是提高抗性的有效措施之一[3-4]。合理的施肥措施有利于保障小麦产量，同时提高小麦抗倒伏能力和肥料利用率，如前氮后移、适量降低氮肥用量等[2，5]。

在测土配方施肥行动在全国实施初期，中国农业科学院在全国的测土配方施肥试验示范结果表明，小麦平均增产12.6%[6]。到2010年，小麦化肥偏生产力从10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg[7]。配方肥作为测土配方技术物化的产品，对测土配方施肥的成果作出了巨大贡献。根据测土配方施肥技术的发展，配方肥也在不断发展。从侧重氮、磷、钾大量养分的协调供应，到考虑锌和硫等中微量元素，从通用型大配方，到考虑作物专用配方，从营养施肥，到考虑作物的健康的抗逆性，从传统施肥方式，到配合机械的精简化施肥方式。配方肥更加全面适应我国现代农业的发展。因此，笔者通过控释尿素优化配方肥的氮素释放、通过添加锌和硫调节配方肥营养供应，研究不同配方肥对小麦产量、肥料利用率和抗倒伏性的影响，以期为小麦的健康高效生产提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地概况

试验于2018年10月至2019年6月在安徽省宿州市埇桥区西二铺村开展，土壤类型为砂姜黑土，土壤理化性质：pH 6.95，有机质19.7 g/kg，碱解氮、有效磷、有效钾、有效锌和有效硫含量分别为116、19.2、78、0.34和5.88 mg/kg。土壤有效锌含量<0.50 mg/kg，土壤有效硫含量<10.0 mg/kg，分别属于很低和极缺水平[8-9]。试验地为冬小麦-夏玉米轮作方式。2018年10月20日播种，播种量为225 kg/hm2，品种为华成麦1688，播种行距统一为20 cm，2019年6月4日收获。

1.2 试验设计 选择3种配方肥，N-P 2O 5-K 2O分别15-15-15、25-18-7和27-8-10。设置6个处理（表1），3次重复，小区面积为80 m2。根据试验地施肥习惯，农民习惯主要施N-P 2O 5-K 2O为15-15-15的复合肥和追施返青肥尿素，追肥时间为2019年2月15日，人工撒施。N-P 2O 5-K 2O配方25-18-7为试验地区市售小麦专用缓释型复合肥。N-P 2O 5-K 2O配方27-8-10是根据安徽淮北地区土壤氮、磷、钾养分数据库，以及相应的小麦产量水平和每生产100 kg 籽粒氮、磷、钾养分需求量计算得到（数据未列），与该地区市售小麦专用复合肥相比，适当提高了氮肥的比例，该配方是将氮、磷、钾肥掺混制得，氮肥为普通尿素（N=46%）和释放期分别为60 和90 d的控释包膜尿素，3种尿素的质量比为1：1：1，磷肥为磷酸一铵（N=11%，P 2O 5=44%），钾肥为氯化钾（K 2O=60%）。试验设置一次性施肥方式为大型拖拉机旋耕20 cm晾晒1 d后，将肥料均匀撒于土壤表面，旋耕1次，最后播种机将麦种播于土层3～5 cm处。田间管理按照当地栽培技术统一进行。

1.3 样品采集与测定方法

茎秆抗倒伏指数可作为衡量和评价小麦茎秆抗倒伏能力的一个综合指标，抗倒伏指数越高，作物茎秆抗倒伏能力越强[10]。在小麦蜡熟期，选择长势一致的植株15株，测量株高、穗长，测量基部数的倒1茎节长和倒2茎节长，统计茎节数后，按照李金才等[11]的方法测定茎秆抗折力和抗倒伏指数。选择倒2茎节，剥除叶鞘，用YYD-1植物茎秆强度测定仪（浙江托普仪器有限公司）测定茎秆抗折力（N）。

抗倒伏指数=茎秆抗折力/植株中心高度。茎秆重心高度为茎秆基部至茎（包括穗、叶和鞘）平衡支点的距离（cm）。

小麦完熟期，每个小区拔取1 m2样品，再剪去根系，作为考种和计算收获指数的样品。收获指数=籽粒重/地上部总重。采样后的小麦样品，全部收获测产，风干后折算实产。

氮（磷、钾）肥料偏生产力=籽粒产量/氮（磷、钾）肥料用量（kg/kg）。

1.4 数据处理

应用Excel 2010和SPSS 20.0 进行数据处理和统计分析，应用Origin Pro 8.0进行作图。处理间比较采用One-way ANOVA分析，差异显著性分析用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 产量及其构成 由表2可知，与农民习惯处理（T15-15-15-N）相比，配方肥处理对小麦的增产效果不同。T25-18-7、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S比T15-15-15-N产量仅增加了1.4%～2.6%，T27-8-10-Zn-S比T15-15-15-N产量增加了5.3%，达显著水平（P<0.05）。不同施肥处理间的收获指数差异不大。

分析不同施肥处理的产量构成表明，配方处理比T15-15-15-N增加了千粒重和穗粒数，增幅分别为1.2%～3.8%和8.7%～18.9%，但有效穗数显著减少了5.4%～9.6%。

2.2 肥料偏生产力

由图1可知，不同配方肥处理对小麦的氮、磷、钾肥料偏生产力影响不同，与肥料用量密切相关（表3）。T15-15-15-N的氮肥偏生产力最低，为38.2 kg/kg，T25-18-7的氮肥偏生产力最高，为45.2 kg/kg。与T15-15-15-N相比，氮肥偏生产力T25-18-7增加了18.2%，T27-8-10-Zn-S、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S则分别增加了12.3%、8.3%、8.4%和9.3%。

T25-18-7由于磷肥施用量最高，比T15-15-15-N增加了22.5 kg/hm2，比N-P 2O 5-K 2O配方为27-8-10的4个处理增加了75 kg/hm2，因此，T25-18-7的磷肥偏生产力最低，为62.8 kg/kg，T15-15-15-N次之，为73.4 kg/kg。与T15-15-15-N相比，T25-18-7磷肥偏生产力减少了14.5%，T27-8-10-Zn-S、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S则分别增加了97.5%、90.1%、90.6%和92.1%，T27-8-10-Zn-S的增幅最高。

不同处理的钾肥偏生产力与氮肥偏生产力结果相似，T15-15-15-N的钾肥偏生产力最低，为73.4 kg/kg，T25-18-7的钾肥偏生产力最高，为161.4 kg/kg。与T15-15-15-N相比，钾肥偏生产力T25-18-7增加了119.8%，T27-8-10-Zn-S、T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S则分别增加了58.0%、52.1%、52.5%和53.7%。

2.3 抗倒伏性狀 从表4可以看出，不同施肥处理小麦的穗长和茎节数差异不显著（P>0.05）。T15-15-15-N株高最高，比N-P 2O 5-K 2O配方为27-8-10的4个处理显著增加了5.3%～7.0%。配方为25-18-7和27-8-10的处理不同程度减少了小麦倒1节和倒2节长，其中T27-8-10-S和T27-8-10-Zn-S比T15-15-15-N倒2节长显著下降了14.0%和12.1%。T25-18-7与T15-15-15-N的株高、倒1节和倒2节长差异不明显，抗折力和抗倒伏指数也无显著差异。T27-8-10-Zn-S抗折力比T15-15-15-N显著增加了17.5%。T27-8-10、T27-8-10-Zn、T27-8-10-S和T27-8-10-Zn-S抗倒伏指数分别比T15-15-15-N增加了55.2%、44.3%、27.8%和31.1%，而这4个处理抗倒伏指数差异不显著。

3 结论与讨论

研究表明，化肥在粮食增产中的贡献率高达40%～50%[12]。笔者所在课题组长期从事测土配方工作，长期的研究和推广工作发现，配方肥是保障我国粮食安全的重要抓手[13-14]。

在2017—2018年麦季，笔者所在课题组已在安徽省宿州市埇桥区西二铺村试验地进行过一年试验，由于受初冬长期阴雨、灌浆期干旱等气候因素影响，该麦季小麦产量较低，为4 973.3～7 070.8 kg/hm2，但T27-8-10-Zn-S比T15-15-15-N的产量增加了40.2%[14]。在2017—2018年麦季试验的基础上，2018—2019年麦季将N-P 2O 5-K 2O配方为25-18-7和27-8-10的复合选择或调整为缓/控释类型，使之与小麦养分需求匹配，实现一次性施肥。这个麦季的气候条件适合小麦生长发育，因此，与T15-15-15-N相比，其他配方肥处理尽管增加了小麦产量，但增幅有限。而与上一年结果相似，N-P 2O 5-K 2O配方为27-8-10增加了Zn和S，对小麦增产效果最好。这进一步表明，在Zn和S等中微量养分匮乏的土壤，补充这些元素有利于小麦增产，这与王少霞等[15]和朱云集等[16]研究结果一致。

肥料利用率与小麦产量和肥料用量密切相关。该试验中，由于与T15-15-15-N相比，N-P 2O 5-K 2O配方为25-18-7、27-8-10的相关配方肥处理小麦增产幅度有限，肥料利用

率的变化与肥料用量关系更加密切。T25-18-7由于氮、钾肥用量最少，其氮、钾肥偏生产力最高，同样，其磷肥用量最高，磷肥偏生产力最低。T27-8-10-Zn-S同时增加了Zn和S，比T27-8-10、T27-8-10-Zn和T27-8-10-S表现出增加氮、磷、钾肥料偏生产力的趋势，与上一年的结果一致[14]，进一步说明合理配方肥下配Zn和S有利于生态环境友好发展。

与T15-15-15-N相比，N-P 2O 5-K 2O配方为27-8-10增施Zn和S有利于提高小麦抗倒伏性，主要表现为减少倒2节长，提高抗倒伏力和抗倒伏指数。小麦的抗倒伏性与氮、钾大量元素密切相关[5，15]。N-P 2O 5-K 2O配方为27-8-10减少了氮肥用量，又通过不同释放期的控释尿素与普通尿素配比调控氮素的释放，使之与小麦生长发育匹配，调控小麦有效穗数，降低小麦的株高，构建更加健康合理的小麦群体。同时，在Zn和S缺乏的土壤，补充这些营养元素，能够在提高小麦Zn和S吸收和积累的同时，促进氮、钾在韧皮部的转移速率，提高小麦氮素的同化吸收[17]，增加小麦抗干热风的能力[15]。

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