小麦水肥一体化条件下肥料利用率试验分析

张 杰

（菏泽市牡丹区农业技术推广中心，山东 菏泽 274000）

0 引言

菏泽市淡水资源十分紧张，为此推广节水技术极为必要。小麦生长时间为一年中降水较少的时期。但小麦一生对水分的需要量很大，从种植到收获一般情况下需整个生长期浇水3次（越冬水、返青水和灌浆水），灌水方式以小白龙输水漫灌为主，每次每公顷灌溉量为900 m3左右。常规管理水平下，小麦整个生育期施肥量为纯氮180.0～232.5 kg/hm2、 五氧 化二 磷105～135 kg/hm2、氧化 钾67.5 kg/hm2。由于大水灌溉造成肥料利用率偏低，推广提高肥料利用率的新技术势在必行，因此必须探索和推广提高肥料利用的方法［1-2］。

水肥一体化技术是借助低压管道灌溉系统将肥料溶解在水中，灌溉施肥同步进行，适时适量地满足作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的农业节水技术［3］。水肥一体化技术已广泛应用到果树、蔬菜、花卉苗木及粮食生产上，平均节水30%～70%，节肥15%以上，是目前农业技术中节水节肥效果最为明显的一项目新技术［4-5］。这一技术目前要粮食作物上应用较少，因此做好水肥一体化技术在小麦生产上的试验示范及推广十分必要。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验时间为2020年10月10日至2021年6月11日，地点为山东省菏泽市牡丹区黄堽镇晁庄郭海领流转的土地。试验田的田面平整、肥力均匀、排灌方便，水利设施与当地农田水利设施相当。试验农户小麦种植水平与当地生产水平相当，试验田远离村庄等。土壤类型为潮土，土壤质地为壤土，试验开始前对试验田的土壤进行取样检测，试验地土壤分析结果见表1。

表1 试验地0～20 cm土壤分析结果

1.2 供试材料和作物品种

试验用的材料主要有软带式PE滴灌带、潜水泵、自动反冲洗过滤器、施肥泵注肥装置（比例施肥器）、田间过滤器及稳压设备等。技术参数为主管带110 mm， 支管带64 mm，迷宫式滴灌带滴孔间距为30 cm，出水量为1.38 L/h。小麦品种选用济麦22。试验肥料为尿素（含氮量≥46.0%）、过磷酸钙（P2O5≥16.0%）、氯化钾（K2O≥60%）。

1.3 试验方案和方法

1.3.1 试验方案

按照全国农业技术推广服务中心编写的《肥料田间试验指南》中肥料利用率试验设计要求，试验采用大区无重复设计。共设计2个大区，每个大区不少于667 m2，每个大区设4个处理，共8个处理，每个处理面积为50 m2（10 m×5 m）。常规施肥大区中设置常规施肥、常规施肥无氮、常规施肥无磷、常规施肥无钾4个处理。水肥一体化大区设置水肥一体化施肥、水肥一体化无氮、水肥一体化无磷、水肥一体化无钾4个处理。2个大区设置1.5 m宽的隔离区，每个处理间也设置1.5 m宽的隔离区，以防水肥相串。各小区随机排列，除灌溉方式不同外，各小区其他管理措施相同。各处理布置如图1所示。

图1 常规施肥区与水肥一体化施肥区

1.3.2 小麦种植技术

1.3.2.1 整地。9月下旬至10月上旬，玉米收获后，将玉米秸秆全部粉碎还田，粉碎后的秸秆长度应小于5 cm，旋耕机旋耕两遍，旋耕后的旋耕深度为 18 cm。小麦旋耕后、播前进行耙平压实，平整地面，紧实土壤，压碎土块，使耕层紧密、利于种子与土壤紧密接触，促进根系生长和下扎，提高小麦抗旱能力。镇压踏实土壤，提高土壤蓄水、保肥能力。

1.3.2.2 选种与种子处理。选用山东省主推品种济麦22。播种前对种子进行精选，质量达到国家规定的标准（纯度≥99%，发芽率≥85%，净度≥98%，含水量＜13%）。播种前做好种子包衣、药剂拌种，每千克种子使用2.2%苯醚甲环唑+2.2%咯菌腈+22.6%噻虫嗪、21%戊唑·吡虫啉或30.9%吡虫啉+1.1%戊唑醇3～5 mL进行拌种，可有效降低早期根茎部病害和地下害虫的发生率。

1.3.2.3 播种。小麦播种采用机械化宽幅播种技术进行播种，小麦宽幅精播技术，苗带宽度7～ 10 cm，播种深度3～5 cm，播种机行进速度以5 km/h为宜，以保证下种均匀、深浅一致、行距一致、不漏播、不重播，培育冬前壮苗。播量为187.5 kg/hm2，行距23 cm。播种的同时将基肥播入土中，小麦种子播种深度为3～5 cm，肥料深度为10～12 cm。

1.3.2.4 施肥。常规施肥区整地前将基肥施纯氮135 kg/hm2，五氧化二磷135 kg/hm2，氧化钾 67.5 kg/hm2施入土壤中，翌年3月20日追施纯氮97.5 kg/hm2（品种为尿素）。水肥一体化试验区整地时将基肥施纯氮116.25 kg/hm2，五氧化二磷135 kg/hm2，氧化钾67.5 kg/hm2，做底肥一次性施入。116.25 kg/hm2的纯氮分别在小麦返青（纯氮51.75 kg/hm2）、孕穗（纯氮32.25 kg/hm2）、扬花（纯氮19.50 kg/hm2）和灌浆（纯氮12.75 kg/hm2）时通过滴灌的方式施入。

1.3.2.5 浇水。常规施肥区在小麦返青后和扬花-灌浆期各浇一次水，每次每公顷灌水900 m3。水肥一体化试验区小麦整个生育期浇4次水，分别是返青期、孕穗期、扬花期和灌浆期，返青期每公顷每次灌水量为300 m3，孕穗、扬花、灌浆期每公顷每次225 m3。

1.3.2.6 及时化控和去除田间杂草。做好病虫害防控，冬前化学除草效果好于早春，要在小麦3叶后且最低气温在5 ℃以上时展开作业。①防除阔叶杂草，每667 m2用40%唑草酮水分散粒剂4～6 g，或200 g/L氯氟吡氧乙酸乳油50～70 mL，或50 g/L双氟磺草胺悬浮剂5～6 mL，兑水30 kg对茎叶进行喷雾。②防除禾本科杂草，每667 m2用30 g/L甲基二磺隆可分散油悬浮剂20～35 mL，或69 g/L精噁唑禾草灵水乳剂40～60 mL，或70%氟唑磺隆水分散粒剂2～4 g，兑水30 kg对茎叶进行喷雾。冬前苗期应注意查治灰飞虱、蚜虫等害虫，预防小麦丛矮病等。③防治蚜虫，可每667 m2用4.5%高效氯氰菊酯乳油20～30 mL，或10%噻虫·高氯氟悬浮剂10～15 mL，兑水30 kg喷雾防治，同时注意防治田边杂草上蚜虫；若小麦播种时，选用的种衣剂含有噻虫嗪或吡虫啉成分，不必再进行蚜虫的喷药防治。小麦穗蚜是对小麦产量影响最大的虫害，防治不及时会造成小麦减产5%～30%。可选择50%抗蚜威可湿性粉剂150～250 g/hm2，10%吡虫啉可湿性粉剂150～300 g/hm2进行防治。同时可以加入磷酸二氢钾进行叶面追肥，防止干热风，提高小麦粒质量。④防治地下害虫，每667 m2用0.08%噻虫嗪颗粒剂40～50 kg，或3%辛硫磷颗粒剂 3～4 kg，撒施后划锄覆土。注意交替轮换用药，延缓病虫抗药性发展。

1.3.2.7 做好“三防”工作。①做好小麦拔节前后小麦“倒春寒”的预防。小麦拔节前后发生“倒春寒”冻害或冷害，将导致小麦结实粒数减少，影响产量。在降温前及时浇水，可以提高小麦植株下部气温，防御或减轻“倒春寒”冻害。若发生冻害，可结合浇水，每667 m2追施尿素10 kg左右，并及时喷施叶面肥和生长调节剂，促进中、小蘖迅速生长和潜伏蘖早发快长，减小每667 m2的穗数和穗粒数的下降幅度。②防止后期发生倒伏。在小麦返青期结合除草每公顷用50%矮壮素1.50～2.25 kg进行化学控制，防止小麦倒伏。③防治干热风。若在小麦扬花灌浆过程中发生干热风，可使小麦失去水分平衡，严重影响各种生理功能，显著降低千粒质量，导致小麦减产。小麦“一喷三防”技术是小麦后期防病虫、防干热风，增加粒质量、提高产量最直接、最简便、最有效的措施。孕穗期至灌浆期，结合“一喷三防”喷施叶面肥和生长调节剂一两次，每次间隔7～10 d。

1.3.2.8 适期收获。小麦蜡熟期收获，过早收获，小麦，籽粒不完整，品质差，也影响产量；过晚收获由于谷物呼吸和雨水淋溶，蛋白质、碳水化合物和千粒质量的含量会降低。同时，收获时容易掉籽，最终会影响产量。小麦于6月11日收获，小区单独收获、单独计产。

2 结果与分析

2.1 小麦实收产量

2021年6月11日，牡丹区土壤肥料工作站的技术人员对小区进行实打实收，实收结果见表2。

表2 小区实收产量 kg/hm2

2.2 小麦秸秆及籽粒化验结果

各小区多点采样，化验各处理混合样品的籽粒及秸秆的全氮、全磷及全钾含量，化验结果见表3。

表3 小麦秸秆及籽粒化验结果 g/kg

2.3 肥料利用率及分析

肥料利用率是指作物所能吸收肥料养分的比率，计算公式为肥料利用率=（施肥区农作物吸收养分量-缺素区农作物吸收养分量）/（肥料使用量×肥料中的养分含量百分比）×100%，单位为%。

对表2、表3数据按照肥料利用率计算公式进行计算处理，计算出常规施肥区和水肥一体化施肥区肥料利用率，见表4。从表4可以看出，水肥一体化条件下肥料氮、磷、钾的利用率分别比常规施肥提高15.2个百分点、11.7个百分点和10.9个百分点。

表4 常规施肥区与水肥一体化区肥料利用率

3 结论

第一，小麦采用水肥一体化技术在施肥量不变的情况下能显著提高肥料的利用率。水肥一体化条件下肥料氮、磷、钾的利用率分别为53.4%、24.7%和57.6%，而常规施肥条件下氮、磷、钾的利用率分别为38.2%、13.0%和46.7%。氮肥的利用率比常规提高15.2个百分点；磷的利用率提高11.7个百分点，钾的利用率提高10.9个百分点。第二，小麦采用水肥一体化技术能显著降低田间灌溉用水量。常规管理条件下小麦浇2次（返青期、灌浆期），每公顷灌溉用水为 1 800 m3；水肥一体化条件小麦滴灌4次（返青、孕穗、扬花、灌浆期），每公顷灌溉用水量为975 m3，每公顷节约灌溉水量为825 m3，减少用水45.8 %。第三，小麦采用水肥一体化技术能提高小麦产量。常规施肥条件下全肥区籽粒产量为7 885.0 kg/hm2，水肥一体化条件下全肥区籽粒产量为10 108.5 kg/hm2，每公顷增产 2 223.5 kg，增产率为28.2%。第四，小麦采用水肥一体化技术能提高小麦产量、减少灌溉水用量，具有节水、增效的效果，值得大力推广。