化肥减量对小麦产量和养分吸收与流失的影响

张 建

（山东省东明县城关街道办事处，山东 菏泽 274500）

只有适量施用化肥才能够提高小麦产量与品质，而过量施用化肥反而会影响生产，甚至造成田地污染。长期以来，受到粮食生产需求以及农民种植习惯的影响，我国化肥尤其是氮肥、磷肥的施用量一直很大，过量养分在降雨、灌溉等冲刷作用下经水循环进入四周水体，久而久之造成农田氮、磷养分显著流失的问题，不仅如此，过量施用化肥也对农田土壤环境造成影响，导致土壤条件退化，不利于获得良好生产结果。因此，化肥减量的理念被提出，并通过大量实践经验证实，通过减少化肥的施用量，既能提高肥料施用率、又能改善养分过量造成的环境污染问题。本文就通过试验设计，研究化肥减量对小麦产量及养分吸收和流失的影响。

1 材料及方法

1.1 试验材料

小麦以很多山东农民青睐的山农27品种作为供试材料，这种品种的小麦植株比较高、叶子比较小，有很强的分蘖能力、成穗多且熟相好。

试验地土壤中各项物理指标含量：含全氮1.45g/kg、有机质32.57g/kg、有效磷19.35mg/kg、速效钾100.27mg/kg，土壤pH值是7.16。

1.2 试验地概况

山东为暖温带季风气候，降雨比较集中，平均年气温在11~14℃，全年无霜期在180~220d。

试验共设9个小区，各小区面积设计为30㎡；径流池水的长度为2m、宽度为1m、高度为1.2m；于径流池的底部设计并安装一个控制阀出水口，以石棉瓦予以覆盖。

1.3 试验设计

本次试验根据试验目的、设3个处理，每组3次重复，总计9个试验小区，各小区面积为30㎡。各组具体设计为：

（1）处理1：基于当地农民习惯进行施肥，即施N 210kg/h㎡、施PO81kg/h㎡、施KO 81kg/h㎡；

（2）处理2：以测土配方中等产量建议进行施肥，即施N 180kg/h㎡、施PO75kg/h㎡、施KO 105kg/h㎡；

（3）处理3：在处理2的基础上，分别减少氮肥施用30%、磷肥施用50%，即施N 126kg/h㎡、施PO37.5kg/h㎡、施KO 105kg/h㎡。

试验期间，小麦于2021年10月3日~8日播种。处理1按照农民习惯进行施肥下，氮肥以6：4的方式施用，即基肥60%+返青肥40%，磷、钾皆用作基肥一次性施用。另外两个处理下，氮肥皆以6：2：2的方式施用，即基肥60%+返青肥20%+拔节肥20%，磷肥用以基肥一次性投入施用，钾肥采取7：3的方式，即基肥70%、拔节肥30%。

处理1基肥采取三元复合肥（15-15-15）540kg/h㎡，追肥用尿素280kg/h㎡。另外2组处理施用肥料：尿素（46%）、过磷酸钙（12%）、氯化钾（60%）。

1.4 试验指标

于小麦成熟期，以五点采样法对各小区小麦籽粒进行采集，计算平均产量。

于小麦成熟期，以五点采样法对各校区小麦籽粒进行采集，分析植株全氮、全磷含量。

地上部作物养分吸收量（kg/h㎡）=籽粒产量×籽粒养分含量。

于小麦生育期内定期采集降雨水、径流水，并使用量雨器计量降水量。于降雨产流后使用计量尺于径流池中测量径流量、采集径流水。水样冷冻保存待测。对水样中的总氮、总磷指标进行测定。

地表径流氮/磷流失量（kg/hm）=径流水中氮/磷浓度×径流水体积。

1.5 数据处理

施用SPSS25.0软件对试验数据进行数据的检验分析，指标数据表达为均数±标准差的形式，采用t方法检验。P＜0.05表示存在统计学意义。

2 结果与分析

2.1 不同处理组之间小麦产量的差异

与处理1相比，处理2、处理3在化肥减量之下，小麦产量均有不同程度的提高，增幅在28.92%~32.32%；其中处理2、处理3产量明显高于处理1（P＜0.05）；处理2与处理3之间产量差异性并不大（P＞0.05）。具体见表1：

表1 不同处理组之间小麦产量的差异（±s，kg/hm2）

2.2 不同处理组之间小麦养分吸收差异

表2中是对小麦地上部分及籽粒氮素吸收量的数据统计，由地上部分氮吸收量数据可知，处理3氮素吸收量最高，为70.41kg/h㎡，其次是处理2，为67.92kg/h㎡；处理2、处理3氮素吸收量明显高于处理1（P＜0.05）。处理2与处理3之间氮吸收量差异并不大（P＞0.05）。综而提示化肥减量有利于促进小麦地上部分氮素的吸收，尤其是减氮、减磷施肥更有益于提高氮肥利用效率。

表2 不同处理组之间小麦养分吸收差异（±s，kg/hm2）

对小麦籽粒的氮素养分吸收量数据统计，处理3小麦籽粒的氮素养分吸收量最高，分别较处理1、处理2提高了39.94%、17.28%。处理2及处理3小麦籽粒中氮素吸收量皆高于处理1（P＜0.05），同时处理3小麦籽粒氮素吸收量显著高于处理2（P＜0.05）。

表3中是对小麦地上部分及籽粒磷素吸收量的数据统计。从地上部磷素吸收量数据来看，处理3高于处理2高于处理1（P＜0.05），处理3地上部磷素吸收量最大，为10.25kg/h㎡。

表3 不同处理组之间小麦磷素吸收量差异 （±s，kg/hm2）

从小麦籽粒磷素吸收量方面来看，处理3高于处理2高于处理1（P＜0.05），处理3较处理2、处理1分别提高了62.46%、15.42%；处理2及处理3小麦籽粒中磷素吸收量皆高于处理1（P＜0.05），同时处理3小麦籽粒磷素吸收量显著高于处理2（P＜0.05）。

2.3 不同处理组之间农田径流氮磷流失差异

分析表4中不同处理组之间地表径流总氮流失量，处理1流失量最大，达到7.14kg/h㎡，处理2、处理3分别较处理1降低1.71%、16.29%，处理3总氮流失量最小（P＜0.05）。

表4 不同处理组之间农田径流氮磷流失差异 （±s，kg/hm2）

不同处理组之间的秒径流总磷流失量的数据范围在0.16kg/h㎡~0.22kg/h㎡。以处理1总磷流失量最大（P＜0.05），化肥减量处理下，处理2和处理3之间总磷流失量差异同样显著（P＜0.05），处理3总磷流失量最小。

3 讨论

根据上文试验结果数据来看，在化肥减量的各处理组中，小麦获得产量均较农民习惯施肥处理有不同程度的提高，增幅在28.92%~32.32%，且构成了产量数据差异上的显著性；而化肥减量两组之间的产量差异并不大。胡俊国等人研究表明，小麦施用化肥减量增效技术，有利于显著提高小麦的穗粒重与千粒重，对小麦产生积极影响。这与本次试验结果相符。只要可以满足作物自身生长发育需求，长期化肥减量施用不仅不会有碍于产量获得，甚至可以在一定程度上提高产量。而测土配方施肥是基于对作物目标产量所需施肥量进行分析的前提下，通过合理调整各生育期施肥比例，促进化肥减量增效的一项重要举措。因此在试验当中根据小麦全生育期的需肥规律，提出合理施用小麦专用配方肥，有针对性地减施氮磷肥，可获得更好的产量。这样一来又保证了对肥料的农学利用率，无论是从管控面源污染方面还是生态环境保护方面来看，都具有重要意义。

同时，本试验通过监测化肥减量对小麦氮磷养分吸收的影响，数据结果提示：化肥减量两组小麦地上部分及籽粒氮素吸收量均高于农民习惯施肥处理。这与刘小媛等人研究结果相符，其研究认为，化肥减量能够明显减少土壤中的盐分含量，有利于提高小麦磷素吸收效率，而减施氮肥也有利于提高土壤中有效氮含量。适当减量化肥施用有利于促进小麦干物质的转运、提高其对籽粒灌浆的贡献，因此有利于小麦于孕穗到开花阶段的氮磷养分积累，而土壤中高效的肥料利用也有利于促进小麦植株的更好吸收，满足小麦生长需求。

另外，本试验进一步监测了化肥减量对农田径流氮磷养分流失的情况，根据数据结果可见，化肥减量两组农田径流氮磷流失量要较农民习惯施肥处理更小。根据长时间农业监测数据来看，由于大量施用化肥会造成约70%的氮磷流失，并随着降雨或是灌溉等途径流入河流、湖泊当中，造成严重的水资源污染。受到粮食生产需求影响、农民种植习惯影响等，我国化肥尤其是氮肥和磷肥的使用量都超出标准，同时利用率低，随之造成的农田氮磷流失量增加，导致河流、湖泊水体富营养化严重的问题。不仅如此，降雨、灌溉等外源途径携带者较高浓度的氮磷进入到农田土壤里，虽然有一部分的氮磷会被农田土壤、作物吸收，但还是会有很大剩余基于农田地表径流而进入流域、导致养分的无端流失，资源的严重浪费，既对流域水质健康有所影响，又对生态环境造成破坏。因此通过本文试验数据可知，在控制农田氮磷养分的流失上，减量化肥效果卓著。减量化肥处理2及处理3组的总氮流失量均相较于农民习惯施肥处理降低1.71%、16.29%，总磷流失量降低15.79%、37.50%。提示直接降低氮肥、磷肥的施用有利于降低地表径流氮磷养分的流失。

4 结论

上文通过展开田间试验，以农民习惯施肥作为对照，研究化肥减量对小麦产量、氮磷养分吸收以及地表径流氮磷流失的影响。得到结论如下：

田间试验结果显示，以测土配方中等产量建议进行施肥以及在此基础上分别减少氮肥施用30%、磷肥施用50%的化肥减量处理对小麦产量有积极影响，有利于提高小麦产量。

化肥减量施用有利于促进小麦地上部分氮磷养分的吸收，继而提高农业生产效率。

化肥减量施用有利于控制农田氮磷流失量，与农民习惯施肥处理相比较，化肥减量处理总氮流失量降低1.71%、16.29%，总磷流失量降低15.79%、37.50%。且尤其以减少氮肥施用30%、磷肥施用50%的化肥减量处理氮磷流失量更小。