黑龙港流域冬小麦春季追施氮肥试验研究

陈 丽 吴 枫 李 真 刘 静 杨玉锐

（邢台市农业科学研究院 河北 邢台 054000）

黑龙港地区土壤瘠薄，小麦为该区域主栽作物，为了改良土壤，追施氮肥成了种植小麦的首选。氮素通过影响小麦光合作用，从而影响籽粒的灌浆速率和产量。因此，增施氮肥可加快冬小麦对氮素的吸收，提高小麦的产量和品质，但是不是施氮肥量越多越好呢？因此，笔者进行了小麦追施氮肥试验，研究追施氮肥比例、时期和次数对小麦产量和品质的影响。

有研究表明，施肥的作用在于改良了土壤结构，提高了土壤水分，增强了作物对深层水分的利用，进而提高了作物对干旱的适应力和抵抗力[1～3]。本研究以邢麦7 号为试验品种，以春后拔节期不同氮肥追肥量为处理，研究了黑龙港流域冬小麦春季追施氮肥的最佳量。

1 材料与方法

1.1 试验地概况。试验选在河北省黑龙港流域巨鹿县西郭城镇南盐池村(北纬37°07′，东经114°50′)，土壤类型为沙壤。本试验连续进行2 年，2018 年10 月8 日足墒播种，2019 年6 月10 日收获；2019 年10 月10 日足墒播种，2020 年6 月14 日收获；前茬玉米秸秆还田、浇水造墒，采用机器播种，播后镇压，管理按中等水平进行。春季拔节期、开花期结合第1 次浇水采用水肥一体化方式追施尿素，其它管理同大田。

1.2 供试作物。供试小麦品种为邢麦7 号，由邢台市农业科学研究院育成，审定编号：冀审麦2012003，属半冬性中熟品种。

1.3 试验设计。设6 个处理，3 个重复。每个小区宽2 m，长20 m，小区面积40 m2。处理1：追施N肥0 kg/亩；处理2：追施N 肥6 kg/亩；处理3：追施N 肥12 kg/亩；处理4：追施N 肥18 kg/亩；处理5：追施N 肥24 kg/亩；处理6：追施N 肥30 kg/亩(为当地农民追肥方式)。所有试验处理用肥为底施复合肥40 kg/ 亩(N-P2O5-K2O：19-21-5)，均在小麦拔节期1 次追氮肥，采用水肥一体化技术施肥。所有试验造墒播种，分别于拔节期浇水30 m3/亩、抽穗扬花期浇水20 m3/亩。各试验小区随机排列，试验田四周设保护行。

2 结果与分析

2.1 氮肥追施对比试验结果。由表1 和表2 可知，2018～2019 年度及2019～2020 年度，微灌小麦在底施45%复合肥40 kg/ 亩(N-P2O5-K2O：19-21-5)，拔节期追施1 次氮肥条件下，处理3(追施氮肥12 kg/亩)较处理2、处理4 和处理5 产量差异显著，处理3 较处理1 和处理6 产量差异极显著。各处理的亩穗数差异不显著。不追氮肥的穗粒数和千粒重明显低于追施氮肥的处理。处理3(追施氮肥12 kg/亩)亩产量达到最高，减少或增加追氮量都会降低产量。

表1 2018～2019 年N 肥追施对比试验产量汇总表

表2 2019～2020 年N 肥追施对比试验产量汇总表

2.2 小麦最大N 肥追施量及最高产量的确定。由图1可知，利用肥料效应函数法建立小麦产量与施N 量的肥料效应函数方程：y = -0.3037x2+ 9.0596x + 465.95(R2=0.8646)。根据数学分析求极值原理，欲使小麦的产量y 达最大值，应使y=a+b1x+b2x2效应方程对x的一阶导数等于0，即肥料投入量x 的边际产量为0：dy/dx = b1+ 2b2x = 0，x = -b1/2b2，把肥料投入量x =-b1/2b2代入肥料效应方程y = a + b1x + b2x2中，得：ymax=a-b12/4b2。根据上述方程，求得试验地小麦最大N 肥追施量及最高产量：小麦最大N 肥追施量x =14.9(kg/亩)，最高产量y=533.5(kg/亩)。

图1 2019～2020 年N 肥追施对比试验产量拟合一元二次曲线

2.3 试验基地最佳追N 量和最佳产量的确定。近3年小麦市场价格Py=2.3 元/kg，N 肥(尿素)为Px=2.5元/kg，根据边际分析原理，当边际产量等于肥料单价与产品单价之比时，求得出的N 肥用量就是最佳N肥用量，在此最佳施N 量下的产量就是最佳产量。即：dy/dx = Px/Py = b1+ 2b2x；解得：x = (Px/Py - b1)/2b2，y=a+[(Px/Py)2-b12]/4b2。小麦最佳N 肥追施量x=(2.5/2.3-9.0596)/[2×(-0.3037)]=13.1 kg/亩；最佳产量y = 349.73 + [(2.5/2.3)2- 9.05962]/[4 ×(-0.3037)] =534.7 kg/亩。小麦最大与最佳N 肥追施量相差14.9-13.1 = 1.8 kg/ 亩，最大与最佳亩产量相差534.7 -533.5=1.2 kg，最佳N 肥追施量的经济效益高于最大N 肥追施量。鉴于以上构建的小麦N 肥追施用量肥料效应模型和实际试验数据，根据黑龙港流域邢台区域当地施肥习惯和秸秆还田增加土壤有机质、有效氮情况，此区域小麦最佳N 肥追施用量应以12 kg/ 亩为宜。

3 结论与讨论

综合2 年数据，在底施45%肥尔得(N-P2O5-K2O：19-21-5)，拔节期追施1 次氮肥条件下，处理3 追施N 12 kg/亩，产量最高；处理4(追施N 18 kg/亩)、处理5(追施N 24 kg/亩)、处理6(追施N 30 kg/亩)的产量呈递减趋势；处理1(追施N 0 kg/亩)、处理2(追施N 6 kg/亩)的产量呈递增趋势。说明在底肥相同的情况下，追施N 12 kg/亩，产量最高，是该地块最佳追肥模式。最优追氮方式为拔节期追施N 12 kg/亩，较当地农民追氮方式(亩追施N 20 kg/亩)，亩节肥8 kg，追肥节约氮肥40%；最优底施肥尔得45%复合肥40 kg/亩(N-P2O5-K2O：19-21-5)，当地大田农民底施复合肥50 kg/亩，底施节肥20%；合计亩节肥25.7%。