小麦定额施用缓释肥料田间肥效试验

金一鸣，罗丙芳，毛连松，谭志新

(惠多利农资有限公司，浙江 杭州 310052)

小麦是我国仅次于水稻的第二大粮食作物[1]，也是浙江省主要的冬种粮食作物，在粮食生产中具有重要地位[2]。2015—2021年，浙江省小麦年播种面积在82.66～114.81 hm2，其中2021年在开展“耕地非粮化”整治及加大种粮补助力度等政策的推动下，播种面积达到历年最高(118.14 hm2)，总产量48.34万t，平均单产4 210.5 kg·hm-2[3]。稳定可持续的小麦产量，是人民生活的重要保障，对维护国家粮食安全具有重要意义[4]。然而为提高小麦产量，农民往往会过量施用以氮、磷肥为主的化肥，忽视钾肥以及有机肥、中微量元素、有益元素等养分的补充，同时不科学的施肥方式会降低当季肥料利用效率，氮肥的利用效率仅有30%～40%，磷肥的利用效率仅有20%。这导致大量未被作物吸收的养分随水体或空气流失，影响生态环境[5]。从全国小麦种植分布面积来看，小麦适宜产区在华北平原[6]，而浙江省由于地形地势和气候的影响，春季往往降水时间长，以阴雨天气居多，同时温度变化幅度大，极易导致田间小麦赤霉病的流行[7]，又或是春末夏初突发高温、干热风等天气影响，会导致小麦灌浆期缩短、粒重降低，这些都严重制约小麦产量和品质提升；此外浙江位于东部沿海，属于经济发达地区，人口老龄化问题也较为突出，这意味着农业劳动力成本持续上涨以及劳动力短缺的社会问题更加严峻。尽管小麦作为浙江省第二大粮食作物，但在实际生产过程中，由于小麦生育周期长，需要进行多次施肥，这增加了小麦种植过程的用工成本，同时降低了农民的种植效益，使得农户对小麦的重视程度不如水稻高，在生产管理上普遍更加粗放，水肥管理上基于天气因素或用工成本而随意了事，这也导致小麦减产、品质降低，损害农民的种植效益。

基于目前农业生产上劳动力成本高、种植效益低下等严峻问题，迫切需要推广更新绿色高效的农业生产技术。缓释肥是一种根据作物养分需求缓慢释放的新型肥料，有缓、控释放养分的能力，能改变小麦传统的多次施肥的习惯，简化施肥程序，从而降低农业劳动强度，提高劳动生产率；缓释肥料还可减少肥料流失，提高肥料利用率，降低生产成本，提高种植效益[8]。缓释肥具有肥效长、省工节本、肥料利用率高等特点，是当前稻麦生产提质增效、实现节肥减药的重要途径之一[9]。与速效肥料相比，缓控释肥可通过延长或控制养分释放期，使土壤养分供应与作物营养需求相一致，从而实现氮素长效供应管理[10]，减少养分流失和对环境的污染，可有效提高土壤养分含量。为贯彻农业农村部提出的“化肥零增长”方针，2019年7月26日浙江省农业农村厅、财政厅联合制定出台了《关于试行农业投入化肥定额制工作的意见》。为此，本试验是基于小麦化肥定额施用标准，即667 m2总养分(纯量)≤18 kg、氮(纯量)≤10 kg，选用2种不同作用机理类型的缓释肥料，采用轻简化施肥模式，与常规化肥做肥效对比试验，以期在减少施肥次数，同时减少化肥投入量下达到减肥增效的目的，为小麦生产提供科学施肥指导依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年11月21日播种，2022年5月27日收割结束。试验在杭州市临安区天目山镇藻溪农户承包田进行，试验田地势平坦，土壤肥力较为均匀一致，排灌便利。试验地土壤类型属砂壤性的洪积泥砂土，气、热条件较好，但耕作层浅薄，保水保肥性差。前茬水稻于2021年10月22日收割后，取耕层混合土样测土壤基础肥力，有机质含量为22.4 g·kg-1，碱解氮含量为76.7 mg·kg-1，有效磷含量为41.6 mg·kg-1，速效钾含量为106.3 mg·kg-1，pH值为5.5，土壤肥力水平中等略偏下。

1.2 试验材料

供试小麦品种为扬麦27，麦种千粒重44.34 g。供试肥料为常规38%复合肥(N 18%，P2O515%，K2O 5%)、47%生态缓释肥(N 21%，P2O58%，K2O 18%)、25%有机包裹缓释肥(N 13%，P2O55%，K2O 7%)、46%尿素。其中常规38%复合肥由无锡保利化肥有限公司生产，46%尿素由农户自购。47%生态缓释肥添加硝化抑制剂(DMPP)和脲酶抑制剂(NBPT)，25%有机包裹缓释肥添加DMPP生化抑制剂，由浙江惠多利肥料科技有限公司生产并提供。

1.3 试验设计

试验设3个处理，采用大区试验，不设重复，并在各处理内随机选定5点供后期调查取样用。CK为农户习惯施肥，基肥每667 m2施用常规38%复合肥30 kg，返青肥每667 m2施尿素15 kg，全生育期每667 m2氮、磷、钾养分(纯量)投入分别为12.3、4.5、1.5 kg；处理1，基肥每667 m2施47%生态缓释肥25 kg，返青肥每667 m2施尿素10 kg，全生育期每667 m2氮、磷、钾养分(纯量)投入分别为9.85、2.0、4.5 kg，较CK减氮20%，总养分减10%；处理2，基肥每667 m2施25%有机包裹缓释肥50 kg，返青肥每667 m2施尿素7.3 kg，全生育期每667 m2氮、磷、钾养分(纯量)投入分别为9.85、2.5、3.5 kg，与处理1等氮，较CK减氮20%，总养分减13%。各处理均于2021年11月20日完成基肥施用后拖拉机翻耕耙平并起垄，11月21日采用人工撒播麦种，每667 m2播种11.5 kg；返青肥于2022年2月7日完成撒施；2021年12月29日调查基本苗数，2022年5月7日调查每667 m2有效穗数；2022年5月27日收割，进行取样考种并实割测产。各处理除肥料施用不同外，其他病虫草害防治、灌溉等田间管理均保持一致。

2 结果与分析

2.1 定额施用不同类型缓释肥料对小麦出苗率和基本苗数的影响

小麦出苗率直接关系到单位面积基本苗数，单位面积基本苗数是小麦群体发展的起点，是调节合理群体结构的基础，也是群体生物量形成的重要指标，是奠定小麦丰产稳产的物质基础。从表1可知，基肥施用不同类型的缓释肥料时，小麦出苗率表现出显著差异，其中以施用缓释肥的处理1和处理2最好，小麦出苗率分别达到92.6%和92.3%，与施用常规复合肥的CK达到显著差异，分别较常规施肥CK高出6.1和5.8百分点；而施用不同类型缓释肥的处理1和处理2之间，田间出苗率差异不显著。缓释肥料对小麦单位面积基本苗数的影响与其出苗率一致，施用缓释肥的处理1和处理2的单位面积基本苗数分别达到57.6和57.4株，较施用常规复合肥的CK达到显著差异，分别较常规施肥处理高出3.8和3.6株；而施用不同类型缓释肥的处理1和处理2之间，单位面积基本苗数差异不显著。

表1 不同处理的基本苗数及出苗率Table 1 The basic number of seedlings and the emergence rate of different treatments

2.2 定额施用不同类型缓释肥料对小麦有效穗数的影响

从表2可见，基肥施用不同类型肥料以及不同基肥、追肥养分运筹，对小麦有效穗形成均有一定的影响。其中，以处理1有效穗数最高，667 m2达258 463穗，有效穗数分别较CK和处理2增加13.6%和17.0%，并达显著差异，处理1和处理2之间有效穗数的显著差异，也表明处理1的缓释肥相比于处理2的缓释肥更能促进小麦有效穗的形成。而处理2有效穗数最低，667 m2仅220 944穗，略低于CK的有效穗数，但与CK处理相比达显著差异。

表2 不同处理的有效穗数Table 2 The number of effective spikes of different treatments

2.3 定额施用不同类型缓释肥料对小麦产量及其构成因素的影响

从表3可知，基肥施用不同类型的缓释肥料对小麦产量及其构成因素是有一定影响。处理1和处理2的667 m2实割产量分别为254.82和238.48 kg，分别较CK增产37.08和20.74 kg，增幅为17.0%和9.5%。从产量构成要素来看，处理1和处理2每穗实粒数分别为28.8、29.5粒，分别较CK的增加了1.0和1.7粒；而千粒重以处理2最高，达41.31 g，CK次之，最低的是处理1。相比于CK，基肥施用缓释肥的处理1，通过增加了每穗实粒数、有效穗数，来提高小麦的实割产量，而基肥施用另一种缓释肥的处理2，通过增加每穗实粒数、千粒重，来提高小麦的产量，将处理1和处理2之间进行比较，发现处理2相比于处理1增加了每穗实粒数和千粒重，而降低了有效穗数。通过以上结果表明，作为产量构成因素的每穗实粒数是较为关键的一项，这同时也说明了，作物的产量构成因素之间是相互制约的，无法同时提高每一个产量构成因素。

表3 不同处理的产量及其构成要素Table 3 Yields and their constituent elements for different treatments

3 讨论与结论

缓释肥不仅仅能够省工节本、提高肥料利用效率，还对土壤环境有益，能够改良土壤环境。缓释肥自身的包膜材料能够降低土壤的体积质量、改善土壤的团粒结构、优化土壤环境，同时还有提高土壤肥力的作用[11]。研究[12]发现，当缓释肥残膜在土壤中维持在一定含量范围内时，会使得土壤的透水性降低，从而能够使土壤的田间持水量以及土壤保水性得到有效提高。此外，还发现土壤中存在适量硫膜还能够改善土壤中Ca、Mg的活化程度，提高氮肥利用率，从而能够增加作物产量[13]。缓释肥对于pH值的调控也具有一定的效果，丁济娜等[13]的研究发现，施用缓释肥可以有效减缓土壤pH的下降趋势，随着缓释肥料施用于红壤等酸性土壤中，包膜材料的降解能够提高酸性土壤中的pH值，有效缓解红壤酸化的状况[14]。同时，在土壤中施用缓释肥还可以有效地提高土壤的保水保肥性，增加土壤中铵态氮的含量[15]。

通过改善作物生长的土壤环境，才能够有利于作物的生长。小麦产量通常分解为有效穗数、每穗粒数和千粒重3个因素，只有当这3个产量因素都能协调发展，而乘积最大时，才能获得高产。分蘖期是有效穗数的决定时期，缓释配方肥养分供应契合小麦生长发育规律，从而促进分蘖早发，保证有效穗的数量。每穗粒数是由小花分化数和小花退化数决定的，通过施用穗肥可以促进颖花分化，减少颖花退化，从而形成大穗，来达到稳产高产的效果。缓释肥料具有养分缓慢释放的特点，既能满足小麦整个生育期内对养分的需求，又能在减少肥料施用量[14]的同时保证小麦增产增收，还能减少养分流失及其带来的面源污染。因缓释肥养分释放较常规肥料慢，前期田间养分浓度低于常规肥料，因此更有利于小麦种子萌发，表现为施用缓释肥的地块出苗率分别达92.6%和92.3%，与CK达到显著差异，这为小麦增产奠定较好的生物量基础。在中后期，因养分能持续供应，使得处理1和处理2的每穗实粒数分别增加1.0和1.7粒，同时处理2增加了千粒重，处理1增加了单位面积有效穗数，实现小麦单位面积产量分别较CK增产17.0%和9.5%。

本次试验，试验地块的前茬水稻收割后，秸秆经收割机粉碎后直接还田，还田的秸秆在微生物作用下发酵产生生物夺氮效应，而处理2在基肥时氮(纯量)投入6.5 kg，为各处理最高，因此，生物夺氮损失的量也较多，表现为单位面积有效穗数最低可能就与此有关，需经进一步开展试验研究。