小麦水肥一体化肥效试验研究

司学样，杜成喜

（1.河南省周口市淮阳区农业技术推广中心，河南淮阳 466700；2.河南省周口市土壤肥料工作站，河南周口 466000）

为落实好小麦肥料效应田间试验工作，探索提高小麦肥料利用率技术途径，促进化肥减量增效，实现小麦绿色高效发展，本文根据《周口市淮阳区2020年农业旱作节水技术推广项目实施方案》要求，结合农业农村部下达的《测土配方施肥技术规范（试行）》，开展小麦肥料效应试验研究。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2020年10月安排在周口市淮阳区大连乡淮阳祥泰家庭农场，经度114.987330，纬度33.678091，海拔44m。土壤类型为潮土类、典型潮土亚类，土属两合土，肥力中等，地力均匀[1]。该田块面积10亩，耕层土壤养分为：有机质15.9g/kg，全氮1.27g/kg，速效磷（P2O5）8.6mg/kg，速效钾（K2O）86mg/kg，pH值8.24。前茬作物夏玉米，品种迪卡653，产量700kg/亩，玉米秸秆打捆回收。供试作物小麦品种选用强筋麦“郑麦369”。供试肥料氮肥选用尿素（含氮46%）、钾肥选用氯化钾（含60% K2O），磷肥选用过磷酸钙（含12% P2O5）。试验所用氮、磷、钾肥均为市场购买。

1.2 方法

肥料利用率（氮、磷、钾丰缺）试验设5个处理。

处理1 N0P0K0（空白区）

处理2 N2P2K2（全肥区）

处理3 N2P2K0（缺钾区）

处理4 N2P0K2（缺磷区）

处理5 N0P2K2（缺氮区）

试验各处理N、P、K分别指纯N、P2O5、K2O，结合当地施肥水平和强筋麦施肥要求，优选51%（N-P2O5-K2O，25-18-8）配方施肥，亩底施50kg，折纯氮（N）12.5kg、磷（P2O5）9kg、钾（K2O）4kg。水肥一体化追施尿素（含氮46%）15kg/亩，折纯氮用量为6.9kg/亩。试验在不施有机肥的基础上进行，各处理按大区试验无重复设计设置，大区面积200（5×40）m2，大区之间起垄，设置畦埂，严防窜水窜肥，试验地周围设1m以上保护行。

1.3 田间调查

按试验方案要求于2020年10月20日采用机械旋耕将供试肥料施入各处理区；施肥前在试验田区域内按照“S型”取样法随机采集混合土样1个，采集深度0-20cm。试验小麦于2020年10月22日机械播种，播量15kg/亩。2020年11月5日、12月5日、2021年3月24日、5月21日田间调查；2021年2月22日试验处理要求追尿素，追肥方式采用水肥一体化，将尿素溶解后低压喷施；5月31日5点取样法收获，样点面积0.5m2。在收获同步的各处理区内按照“S”形设置 10个采样点，每个采样点随机采集10 穗小麦全植株。分为茎叶部分和籽粒部分，风干送检。收获小麦实收计产，并从中随机抽取30株用于室内考种。试验除按方案要求的施肥方法外，其他管理措施与一般小麦大田生产相同[2]。

2 结果与分析

2.1 氮磷钾丰缺对小麦群体的影响

小麦群体动态变化直接反映出小麦生育期生长状况，建立合理的群体结构对小麦高产起到至关重要的作用。做到冬前不旺长、壮苗入越冬、春季快分化、起身群体大、穗多粒又饱、成产因素优等是肥料效应发挥和管理的最佳要求。小麦群体动态变化中，群体表现为全肥区＞缺钾区＞缺磷区＞缺氮区（见表1）。氮肥是作物健康生长发育、提高产量不可缺少的三大元素之一[3]，是小麦形成蛋白质、叶绿素等的营养元素。表1显示，氮磷钾配合施用有利于小麦分蘖、成穗，其中氮肥发挥主要作用，其次是磷肥。

表1 试验不同处理小麦群体动态变化 单位（穗）

2.2 氮磷钾丰缺对小麦生物学性状的影响

小麦生物学性状主要包括株高、穗长、成穗率、结实率、穗粒数等。氮、磷、钾配合施用与其他处理相比，提高了小麦株高、穗长、结实率等（见表2），使其表现出良好综合生物学性状。缺某一营养元素会影响小麦生物学性状，综合性状变差，自然会影响小麦产量。

表2 试验处理小麦生物学性状

2.3 氮磷钾丰缺对小麦成产因素的影响

小麦成产因素包括亩穗数、穗粒数和千粒重。氮磷钾配合施用与其他处理相比，使小麦成产三因素协调，提高了小麦产量（见表3，折实产量缩值系数0.85）。产量水平全肥区＞缺钾区＞缺磷区＞缺氮区。处理2与处理3、4、5相比，亩小麦分别增产10.95%、31.9%、120.8%。试验表明：氮肥、磷肥是小麦产量形成的重要因子，其次是钾肥。

表3 氮磷钾丰缺对小麦成产因素的影响

2.4 小麦肥料利用率计算

小麦肥料利用率是小麦所能吸收肥料养分的比率，是反映肥料效应的重要指标。用差减法计算肥料利用率的公式为肥料利用率=（施肥区小麦吸收养分量-缺素区小麦吸收养分量）/（肥料施用量×肥料中的养分含量百分比）×100%，单位为kg/亩。依据委托送检样品的检测报告（检测单位：河南省百恩信检测技术有限公司，检测项目：试验小麦籽粒、秸秆氮、磷、钾养分含量，检测报告编号：NO：Z202107033-042），结合试验处理小麦产量，计算出氮、磷、钾肥料利用率分别为67.3%、29%、65%（见表4、5、6）。优化配方施肥，小麦拔节期采取水肥一体化追施尿素，较农民常规施肥显著提高了氮、磷、钾肥料利用率。原因一是农民不注意配方筛选，优质麦不按优质麦需肥规律施肥；二是常规追肥撒施表施现象严重，损失较多，降低了尿素利用率，氮、磷、钾交互增效效应发挥不够；三是灌水只浇保命水，不浇丰产水且习惯大水漫灌。浇水过量渗漏淋溶，没有做到水肥耦合，都会影响到肥料利用率提高。

表4 试验小麦籽粒吸收养分量

2.5 小麦肥料贡献率和试验田土壤贡献率计算

在小麦生产中，小麦的增产因素较多，而使用某一单质化学肥料或复合肥料所增加的产量占总产量的百分比称为肥料产量贡献率。计算公式为肥料产量贡献率（%）=[（全肥区产量-缺素区产量）/全肥区产量]×100%。土壤贡献率（%）=（空白区产量/全肥区产量）×100%。氮肥、磷肥、钾肥对小麦产量的贡献率分别为54.7%、28.4%、9.9%，土壤贡献率47.8%（见表7）。以上表明：1）氮肥仍是小麦高产的主要营养元素，其次是磷和钾。考虑氮肥在施肥实践中最易损失，磷、钾易在土壤中富集，探讨氮肥科学施用，提高其利用率则是施肥优先关注的重点，水肥一体化施肥显然提供了一条技术路径；2）土壤贡献率反映出耕地质量状况，耕地地力隐形下降问题不易被发现，化肥支撑的产量水平难以维持小麦持续高产。据资料显示，土壤贡献率由过去的70%-80%下降到目前的50%-60%。该试验结果提醒我们，必须做到种地养地结合起来。

表5 试验小麦秸秆吸收养分量

表6 氮磷钾丰缺小麦肥料利用率

表7 氮磷钾丰缺小麦肥料和土壤贡献率

3 结论

试验表明，优选强筋麦，水肥一体化条件下平衡施用氮、磷、钾，小麦三因素协调，肥效发挥充分，小麦实现高产。

缺少氮、磷、钾任一营养元素，会导致小麦减产。产量水平表现为全肥区＞缺钾区＞缺磷区＞缺氮区。氮肥、磷肥、钾肥对小麦产量的贡献率分别为54.7%、28.4%、9.9%。

土壤地力贡献率47.8%的试验田块和氮肥水肥一体化追肥条件下，实现了小麦高产水平，提高了小麦肥料利用率，氮、磷、钾肥料利用率分别为67.3%、29.1%、65%。

4 问题与建议

4.1 问题与讨论

为研究水肥一体化追肥问题，本研究采取了大区无重复设计，大区土壤差异可能对试验精度有影响，还需做进一步探讨；完善配方设计，应用前氮后移技术，减少氮肥基施数量，后移到起身-拔节期水肥一体化追施，效果如何有待试验；本试验对强筋麦品质指标未做检测，施肥与农产品品质有密切关系，农产品优质绿色高效是现代农业发展必然要求，有待研究。

4.2 建议

该研究为实现小麦高产高效施肥提供了科学依据，体现使用出水肥一体化技术和配方施肥技术是提高肥料利用率较理想的技术路径，对实现化肥减量增效意义重大。水肥一体化技术也叫灌溉施肥技术，是将灌溉与施肥融为一体的现代农业新技术，能做到精确施肥与精确灌溉相结合，实现水肥耦合，同步供给，相互作用，在供给作物水分的同时最大限度地发挥肥料效应[4]。建议在做好配方施肥基础工作的同时，打造高标准水肥一体化设施工程，加强水肥一体化技术推广。