小麦品种杨科麦19高产的适宜施氮量初探

曾广飞 吴亚莉 张启祥 张存岭

（1.濉溪县农业技术推广中心 安徽濉溪 235100；2.濉溪县杨柳农业科学实验站 安徽濉溪 235100）

小麦是我国重要的口粮作物，提高单产对保障国家粮食安全具有重要意义。小麦的产量除主要受遗传因子影响外，还受生态环境和栽培措施的影响[1]。氮素是植物生长必需的大量营养元素，也是限制植物生长的首要因素，施氮水平的高低直接影响植株对氮素的吸收、积累及运转，最终影响产量[2]。不同类型小麦品种的产量性状对氮素的响应不同，又因气候条件、土壤质地和栽培措施不尽相同，小麦高产所需施氮量的研究结果存在很大差异。笔者以高级农艺师陈若礼杂交选育的小麦品种杨科麦19为试验材料，进行土壤供肥能力暨减氮效应试验，以明确其经济施氮量，为品种推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试品种杨科麦19是以金麦2号×淮麦29进行有性杂交，通过系谱法定向选择而成的丰产、抗逆中穗型新品种。在徽创联合体区域试验中，表现出较强的抗寒性、抗倒性、抗病性，产量构成三要素协调，具有较好的增产潜力。

1.1.2 供试土壤试验地土壤类型为砂姜黑土，土壤质地为黏壤土，肥力中等。前茬作物为夏玉米，常年产量7 500～9 000 kg/hm2。试验地地势平坦，排灌方便。

1.1.3 供试肥料试验在不施有机肥的基础上进行。供试肥料在市场采购。尿素来自安庆石化，含氮量46%；颗粒磷肥来自铜官山化工有限公司，含磷量16%；钾肥为俄罗斯产农用硫酸钾，含钾量50%。试验肥料氮肥60%基施，拔节期追施40%；磷钾肥全部基施。

1.2 试验方法

试验设9个处理。其中，施氮量处理5个，以施氮量240 kg/hm2为起点，每减少30 kg/hm2设置1个处理，施氮处理施肥量区间为120～240 kg/hm2；另设4个经典处理：N0P0K0(空白区。下标为每亩施肥量，下同)、N0P6K5（缺氮区）、N16P0K5（缺磷区）和N16P6K0（缺钾区），以监测土壤基础肥力和氮磷钾供肥能力。田间排列采用三列制，重复间有走道，周围设有保护行，随机区组排列，重复3次，小区面积12 m2（2 m×6 m），行距20 cm，10行区，东西行向。小区间隔20 cm。

试验于2020年10月至2021年6月在濉溪县杨柳农业科学实验站进行。前茬作物收获后，秸秆粉碎还田，旋耕耙实。整地后按处理分区施基肥。10月16日人工开沟条播，10月18日微喷40 min。基本苗292万/hm2。2月18日用二甲四氯双氟唑草酮喷雾化学除草，同时用高效氯氰菊酯喷雾防治蚜虫；4月16日组配戊唑醇·咪酰胺+吡虫啉+高效氯氰菊酯用无人机喷雾，4月23日组配丙硫菌唑+吡虫啉+高效氯氰菊酯用无人机喷雾，防治2次赤霉病。3月10日分区追施尿素。其他田间管理按高产田要求进行。

1.3 小麦生长期气候条件

濉溪县2020年10月中旬至2021年5月平均气温10.1℃，比历年平均高0.4℃；降水量260.2 mm，比历年平均多15.6 mm；日照时数1 216.9 h，比历年平均少139.1 h。

冬前(10月中旬至12月中旬)平均气温9.7℃，比历年平均高0.1℃；降水量55.7 mm，比历年平均少11.7 mm；日照时数286.1 h，比历年平均少89.2 h。10月和11月下旬至12月上旬气温偏低，冬前降水、日照偏少，对播种出苗和分蘖发生不利。越冬期（12月下旬至2月中旬）平均气温2.8℃，比历年平均高0.7℃；降水量13.6 mm，比历年平均少17.9 mm；日照时数380.2 h，比历年平均多71.2 h。总体上1月气温较低，低温持续时间长，且降水量相对偏少，冻旱交加，越冬期冻害较重。返青期至成熟期（2月下旬至5月下旬）平均气温14.8℃，比历年平均高0.4℃；降水量190.9 mm，比历年平均多45.1 mm；日照时数550.6 h，比历年平均少121.2 h。4月平均气温低于历年平均气温，但晚霜冻导致的穗部冻害较轻；小麦抽穗后虽雨水较多，但赤霉病点片轻发。总体上返青后气候条件优越，对小麦的产量形成有利。

2 结果与分析

2.1 不同处理的产量差异

表1为不同处理的产量表现。对3个重复的小区产量进行方差分析（表2）表明，区组间差异不显著，说明试验田土壤肥力较均匀，对试验结果无影响，而处理间差异极显著，说明不同施肥处理对产量的影响效应明显，可以进一步进行回归拟合分析。经LSD法多重比较，施氮各处理和缺钾区产量差异不显著，施氮量在180 kg/hm2以下的3个处理与缺磷区产量差异不显著，但缺磷区产量显著高于缺氮区、空白区。

表1 不同处理的产量表现

表2 产量方差分析

2.2 地力产量和土壤供肥能力

试验空白区产量3 625.8 kg/hm2、缺氮区产量3 921.8 kg/hm2、缺磷区产量5 439.7 kg/hm2、缺钾区产量6 526.7 kg/hm2。以试验区最高产量（7 447.9 kg/hm2）为基准，相对产量空白区48.68%、缺氮区52.66%、缺磷区73.04%、缺钾区87.63%。土壤养分限制产量提高的顺序表现为N＞P＞K。按相对产量将土壤肥力划分为4级，相对产量≤50%为极低，50%～75%为低，75%～90%为中，＞90%为高。试点田土壤肥力极低，供氮、供磷能力低，供钾能力中等。施肥方案应按照最小养分设置。

每生产100 kg小麦籽粒按吸收N 3.0 kg、P2O51.25 kg、K2O 3.0 kg计算，缺素区吸收量即为该养分的土壤供肥量，得出土壤供氮能力117.7 kg/hm2、供磷能力68.7 kg/hm2、供钾能力195.8 kg/hm2。

氮农学效率=（施氮区吸氮量-缺氮区吸氮量）/施氮量，施氮各处理氮农学效率为42.32%～67.62%。施氮量对小麦产量影响遵循“报酬递减规律”。

2.3 施氮效应方程配置

以施氮各处理和缺氮区的施氮量（N）为自变量，以产量（Y）为因变量，进行逐步回归分析，建立氮素效应方程：Y=3 932.3+28.929N-0.061N2，F=213.28**，r（Y,N）=0.989 8**，r（Y,N2）=-0.963 6**，回归方程显著性和偏相关系数检验结果均达极显著水平，真实反映了施氮量的产量效应，可以用于生产指导。

对效应方程求一阶导数，则边际产量MPP=dy/dN=28.929-0.122N。当边际产量等于0时，产量最高；边际收入等于边际费用（dy/dN=氮肥单价/小麦单价）时，经济效益最佳。经测算，最高产量施氮量为237.1 kg/hm2，经济产量施氮量为222.3 kg/hm2（小麦2.40元/kg、纯氮4.35元/kg）。

2.4 施肥对分蘖成穗的影响

从表3可以看出，各处理的最大茎蘖数均出现在返青（2月20日）前后。增施氮磷钾均能有效增加最大茎蘖数、有效穗数，效应为N＞P＞K。随着施氮量的减少，最大茎蘖数、有效穗数趋于减少。对施氮各处理和缺氮区进行分析，结果表明最大茎蘖数、有效穗数与施氮量呈二次多项式（抛物线）关系，且F值和一次项偏相关系数通过显著性检验，二次项偏相关系数P＜0.1（表4）。把经济产量施氮量代入回归方程得出：适宜最大茎蘖数1 821.5万/hm2，有效穗数661.5万穗/hm2。

表3 不同处理的分蘖成穗

表4 分蘖成穗与施氮量的回归方程分析

3 结论与讨论

（1）氮素是小麦生长发育必需的三大营养元素之一，对个体发育、群体调控、产量形成具有显著作用。在一定范围内增施氮肥是提高小麦产量的重要措施之一。但施入过多的氮肥不仅会造成减产，降低肥料利用率，导致土壤酸化，多余的氮素还会造成水体污染。杨柳农业科学实验站土壤供肥能力和杨科麦19减氮效应试验表明，施氮处理（120～240 kg/hm2）间产量差异不显著，但显著高于不施氮处理；随着施氮量的增加，产量呈抛物线变化趋势；在中等地力田块，最高产量对应的施氮量为237.1 kg/hm2，经济产量对应的施氮量为222.3 kg/hm2，推荐施氮量为225 kg/hm2。这与谢旭东等[3]、张朝军[4]、严海波等[5]的研究结果接近。

（2）增施氮磷钾能有效增加最大茎蘖数、有效穗数，效应为N＞P＞K；最大茎蘖数、有效穗数与施氮量呈抛物线关系，杨科麦9号获得经济产量的最大茎蘖数为1 821.5万/hm2，有效穗数为661.5万穗/hm2。