鄂北岗地两个小麦品种氮、磷、钾优化施肥研究

2016-01-08段建设朱红英周平刘冬碧葛双桃鲁明星张德才黄小菁杨文兵

湖北农业科学 2015年23期

段建设+朱红英+周平+刘冬碧+葛双桃+鲁明星+张德才+黄小菁+杨文兵

摘要：采用田间小区试验研究了鄂北岗地2个小麦（Triticum aestivum L.）品种氮、磷、钾优化施肥量。结果表明，本试验条件下，郑麦9023和鄂麦596的氮、磷、钾优化施肥量为210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O，此时2个小麦品种产量分别可达6 850 kg/hm2和6 750 kg/hm2，氮磷钾吸收量之比（N∶P2O5∶K2O）分别为1∶0.26∶0.98和1∶0.25∶1.01，氮肥当季表观利用率分别为65.9%和68.1%。

关键词：小麦（Triticum aestivum L.）;氮;磷;钾;优化施肥;鄂北岗地

中图分类号：S512.2;S147.22 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）23-5830-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.23.010

Optimized Fertilization of Nitrogen， Phosphorus and Potassium on Two Wheat Varieties in North Hubei Province

DUAN Jian-she1，ZHU Hong-ying1，ZHOU Ping1，LIU Dong-bi2a，GE Shuang-tao2b，LU Ming-xing3，ZHANG De-cai3，HUANG Xiao-jing3，YANG Wen-bing3

（1.Xiangzhou Distract of Xiangyang City Agricultural Technological Extension Center/ Xiangzhou Distract Agricultural Bureau， Xiangyang 441104， Hubei， China;2a. Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer; 2b. Institute of Food Crops， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China; 3. Cultivated Land and Fertilizer Station of Hubei Province， Wuhan 430070， China）

Abstract： Optimized fertilization of nitrogen， phosphorus and potassium on 2 wheat varieties in north Hubei province was studied by field experiments. The results showed that，under the experimental condition， the optimized fertilization rate of nitrogen （N），phosphorus （P2O5） and potassium （K2O） on both Zhengmai 9023 and Emai 596 were 210 kg/hm2 N，90 kg/hm2 P2O5 and 90 kg/hm2 K2O， on this condition， the yield of the 2 wheat varieties was 6 850 kg/hm2 and 6 750 kg/hm2，respectively.N∶P2O5∶K2O was 1∶0.26∶0.98 and 1∶0.25∶1.01，and the apparent N recovery by crop was 65.9% and 68.1%，respectively.

Key words： wheat（Triticum aestivum L.）; nitrogen; phosphorus; potassium; optimized fertilization; north Hubei province

鄂北岗地是湖北省小麦（Triticum aestivum L.）主产区，位于湖北小麦种植区划中的鄂中丘陵和鄂北岗地麦区[1]，既是湖北省小麦单产最高的区域，也是湖北省优质专用小麦生产基地，同时还位于中国北纬33°小麦高产开发区，气候和土壤条件比较适合发展小麦生产，蕴藏着巨大产量潜力[2]。有研究表明，合理调节氮肥基追比例，优化施肥，提高化肥养分效率仍然是各区域小麦增产的重要途径[3，4]。余宗波等[5-7]利用湖北省11个主产县（市、区）70个小麦氮、磷、钾田间试验数据，采用线性+平台模型，研究并提出湖北省小麦氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）平均最佳用量分别为158、75和87 kg/hm2，但没有提出针对不同小麦产区的最佳平均施肥量。湖北省不同小麦产区，尤其是以北纬31°左右为界的鄂北地区和鄂南地区[1]，由于土壤类型、气候条件以及种植制度的不同，小麦的产量和养分需求量在不同区域有较大的差异。熊又升等[8]采用二次多项式模拟，得到3个主要小麦品种在襄阳区古驿镇的最高理论产量为6 250～7 570 kg/hm2，相应的施氮量为227～253 kg/hm2。在相关研究结果基础上，本研究通过田间试验以作物产量、肥料养分的农学效率、经济效益以及当季肥料养分利用率为主要考察指标，进一步探讨鄂北岗地小麦氮磷钾优化施肥配方，为充分发挥该区域不同小麦品种以及不同地力条件下小麦的产量潜力，进一步提高土壤和肥料养分利用率提供依据。

1 材料与方法endprint

1.1 供试土壤与小麦品种

试验布置在湖北省襄阳市襄州区张家集镇何岗村（32°07′42.9″N，112°22′55.3″S），土壤类型为黄土母质发育的淹育型水稻土，供试土壤pH 6.35，有机质16.4 g/kg，碱解氮124 mg/kg，有效磷6.40 mg/kg，速效钾122 mg/kg。试验田所在区域的小麦习惯施肥量平均为纯氮（N）161 kg/hm2，纯磷（P2O5）33.8 kg/hm2，纯钾（K2O）33.8 kg/hm2。供试小麦品种为郑麦9023和鄂麦596。

1.2 试验设计

2个小麦品种各布置1个肥料优化配比试验。每个试验处理相同，设置7个处理，3次重复，小区面积20 m2，小区间开沟隔开，试验区四周设3 m宽的保护行。试验处理分别为：N0P90K120（T1），N180P90K120（T2），N210P90K120（T3），N240P90K120（T4），N210P67.5K120（T5），N210P90K90（T6），N210P67.5K90（T7），字母下标数字代表每公顷纯养分（N、P2O5和K2O）的施用量。

氮、磷、钾肥料品种分别为尿素（N 46.3%）、过磷酸钙（P2O5 12%）和氯化钾（K2O 60%）。氮肥分配为底肥40%+分蘖肥30%+拔节肥30%，磷肥全部作底肥，钾肥分配为底肥60%+拔节肥40%。所有处理均施用锌肥和钼肥，锌肥用量为大粒锌3 kg/hm2，做底肥;钼肥在播种前按每千克麦种拌2 g钼酸铵，根据小区面积用量称好，随拌随用。底肥在整地后播种前施用，所有底肥混合均匀（锌肥单独施），开沟条施后盖土。分蘖肥（2014年1月6日施）和拔节肥（2014年3月4日施）交替在小麦种植行的两侧开沟条施。

小麦在2013年10月21日播种，人工条播，播种量为225 kg/hm2。加强田间管理，及时防治病虫草害，使作物的产量潜力在相应施肥条件下得到充分发挥。

1.3 收获、采样与数据分析

试验前采集基础土样，用常规法分析其基本理化性状[9]。小麦成熟后分区齐地收获，记录子粒和秸秆实产。小麦收获前，在各小区采集代表性考种样本，晾干后记录株高、穗长、有效穗数、每穗粒数、千粒重等经济性状和产量构成因素。最后按子粒和秸秆制备样品，采用常规方法[9]分析其全氮、全磷和全钾含量，计算小麦地上部分吸收的氮、磷、钾养分总量，并计算氮肥当季表观利用率和农学利用率。计算公式为：氮肥当季表观利用率=（施氮区吸氮量-无氮区吸氮量）/施氮量×100%;氮肥农学效率=（施氮区产量-无氮区产量）/施氮量。试验数据统计分析采用SPSS 16.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同肥料配比对小麦产量和经济效益的影响

由表1可知，在施用90 kg/hm2 P2O5和120 kg/hm2 K2O 基础上，郑麦9023产量在施氮（N）量210 kg/hm2范围内随施氮量增加而显著增加，超过210 kg/hm2后则随施氮量的增加而缓慢下降，施氮量为210 kg/hm2时产量达最高，为（7 030±506） kg/hm2，当施氮量增加到240 kg/hm2时产量降低为最高产量的95.9%;鄂麦596产量变化趋势与郑麦9023基本一致，也是在施氮量为210 kg/hm2时产量达最高值，且2个小麦品种的最高产量大致相当，不同的是在施氮量达到180 kg/hm2之后，随施氮量的增加，鄂麦596产量增加不显著。在施氮量为210 kg/hm2时，郑麦9023和鄂麦596的氮肥农学效率分别为25.5 kg/kg（N）和25.4 kg/kg（N），与不施氮处理（T1）相比，施氮净增收入分别为10 879元/hm2和10 923元/hm2，氮肥产投比（即施氮增加的收益与氮肥投入之比，磷、钾同）分别为11.9和12.0。另外，鄂麦596施氮量从180 kg/hm2增加到210 kg/hm2，虽然产量增加不显著，但增施的30 kg/hm2氮的净增产量和净增收益分别达420 kg/hm2和793元/hm2，氮肥产投比为7.08。在肥料经济学研究中通常认为，只有当肥料产投比大于2.0 时，施用化肥才有意义[10]。根据这个原则和氮的产量效应，2个小麦品种的合理施氮量可确定为210 kg/hm2。

根据表1中结果进行进一步的计算，结果表明，在施用210 kg/hm2 N和120 kg/hm2 K2O 基础上，将施磷量（P2O5）从90 kg/hm2减少到67.5 kg/hm2，郑麦9023产量减少了270 kg/hm2，收益减少481元/hm2，减施的22.5 kg/hm2磷的产投比为4.28;鄂麦596产量减少了545 kg/hm2，收益减少1 086元/hm2，减施的22.5 kg/hm2磷的产投比为9.66。由此可见，从经济效益来看，2个小麦品种的施磷量不宜调减。在施用210 kg/hm2 N和90 kg/hm2 P2O5 基础上，将施钾量（K2O）从120 kg/hm2 减少到90 kg/hm2，郑麦9023产量减少了180 kg/hm2，收益减少216元/hm2，减施的30 kg/hm2钾的产投比为1.20;鄂麦596产量减少了300 kg/hm2，收益减少480元/hm2，减施的30 kg/hm2钾的产投比为2.67。因此从经济效益来看，2个小麦品种的施钾量是可以调减的，尤其是在本试验基础土壤速效钾含量较高的条件下[11]，更应提倡钾肥的高效施用。

综上所述，从产量和经济效益的角度出发，本试验条件下，襄阳市襄州区张家集镇郑麦9023和鄂麦596氮、磷、钾优化施肥量为210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O比较合适，此时2个小麦品种的产量分别可达6 850 kg/hm2和6 750 kg/hm2。endprint

2.2 不同肥料配比对小麦生长及产量构成要素的影响

2个小麦品种的经济性状表现如表2所示。由表2可知，在磷、钾施用量固定时，施氮量在0～210 kg/hm2的范围内变化时，小麦株高随施氮量的增加而增加，但当施氮量增加到240 kg/hm2时，小麦株高降低，与产量的变化趋势一致。比较T3与T5、T7以及T3与T6、T7可以发现，适当增加磷的施用量有利于小麦株高的增长，而钾对2个小麦品种株高的影响则不一致。不同肥料配比对小麦穗长的影响均不明显。

不同肥料配比对小麦千粒重的影响较小，对小麦产量的影响主要通过单位面积有效穗数和每穗粒数来实现。从不同处理的有效穗数和每穗粒数相对值大小来看，不施氮肥处理对小麦每穗粒数的影响明显大于对有效穗数的影响，而其他不同肥料配比处理对有效穗数的影响略大于对每穗粒数的影响。根据考察数据估算的小麦理论产量与田间试验小区实收产量相比，两者相差在2%～11%，表明样本考察数据基本能反映大田实际状况。

2.3 不同肥料配比对小麦养分吸收利用的影响

从表3结果可见，在210 kg/hm2施氮范围内，2个小麦品种的氮、磷、钾吸收量均随氮肥用量的增加而显著增加（鄂麦596钾吸收量除外），再增加施氮量，郑麦9023在减产的条件下其吸氮量和吸钾量仍然进一步增加;减少施磷量，郑麦9023吸磷量无明显变化，鄂麦596吸磷量显著降低;在施用210 kg/hm2 N和90 kg/hm2 P2O5时，减少施钾量，鄂麦596吸钾量无明显变化。相关分析结果表明，小麦氮、磷、钾吸收量分别与其产量呈极显著正相关，R分别为0.993 5、0.920 6、0.949 9（n=14）。从氮、磷、钾吸收总量来看，郑麦9023氮、磷吸收量略高于鄂麦596，而钾吸收量略低于鄂麦596。在最适施肥配比即210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O条件下，郑麦9023与鄂麦596的氮、磷、钾吸收量之比（N∶P2O5∶K2O）分别为1∶0.26∶0.98和1∶0.25∶1.01，若以不施氮肥处理为对照，2个小麦品种的氮肥当季表观利用率分别为65.9%和68.1%。

3 小结与讨论

以上研究结果表明，从产量和经济效益的角度出发，本试验条件下，襄阳市襄州区张家集镇郑麦9023和鄂麦596的氮、磷、钾优化施肥量为210 kg/hm2 N、90 kg/hm2 P2O5和90 kg/hm2 K2O，并配合施用锌肥和钼肥，此时2个小麦品种产量分别可达6 850 kg/hm2和6 750 kg/hm2，氮磷钾吸收量之比（N∶P2O5∶K2O）分别为1∶0.26∶0.98和1∶0.25∶1.01，氮肥当季表观利用率分别约为65.9%和68.1%。不同肥料配比对小麦产量的影响主要是通过单位面积有效穗数和每穗粒数来实现，其中有效穗数的贡献又略大于每穗粒数，千粒重的影响较小。

鄂北岗地既是湖北省小麦单产最高的区域[2]，也是湖北省土壤钾素肥力最高的区域[11]。从本研究得到的鄂北岗地小麦最适氮、磷、钾施用量比余宗波等[5，6]提出的湖北省小麦平均最佳施氮量和施磷量要高，和湖北省小麦平均最佳施钾量大致相当[7];本研究中小麦最高产量与熊又升等[8]得到的3个主要小麦品种在襄阳区古驿镇的最高理论产量在同一水平范围，合理施氮量比其用二次多项式模拟得到的最高理论产量施氮量略低，小麦氮肥农学效率约25 kg/kg（N），氮肥产投比约12.0，氮肥当季表观利用率比丹江口库区小麦、油菜、玉米和水稻的氮肥当季表观利用率都明显要高[12，13]。土壤分析和上述研究结果表明，供试土壤氮素肥力较低，得到的小麦优化施氮量是比较适宜的。史培等[14]的研究结果表明，在不同降水年型（干旱年、常态年、丰水年）下，小麦产量有较大的差异，合理施肥均能使小麦产量大幅度增加，有机肥在丰水年促进作物养分吸收方面作用显著。本研究仅用2个小麦品种开展了1年的田间试验，因此有必要结合当地当年的气象数据，继续进行多年、多点的试验验证，并开展配套技术研究，在提出小麦优化施肥量的同时还应明确其应用条件。此外，本研究中供试土壤有机质含量较低，在后续的小麦优化施肥研究中，可根据研究区域土壤肥力条件，将化学肥料与有机肥料的配合施用一并考虑，以充分利用当地的有机肥资源，培肥地力，保障小麦生产的持续高产和农田土壤的可持续利用。

参考文献：

[1] 敖立万，朱旭彤，高广金.湖北省小麦[M].武汉：湖北科学技术出版社，2002.

[2] 阮吉洲，王文建，任生志，等.鄂北岗地小麦7 500 kg/hm2技术原理研究Ⅰ.鄂北岗地小麦7 500 kg/hm2主要技术措施[J].湖北农业科学，2013，52（23）：5689-5692.

[3] 石玉，于振文，王东，等.施氮量和底追比例对小麦氮素吸收转运及产量的影响[J].作物学报，2006，32（12）：1860-1866.

[4] 王旭，李贞宇，马文奇，等.中国主要生态区小麦施肥增产效应分析[J].中国农业科学，2010，43（12）：2469-2476.

[5] 余宗波，邹娟，肖兴军，等.湖北省小麦施氮效果及氮肥利用率研究[J].湖北农业科学，2011，50（5）：911-914，920.

[6] 余宗波，邹娟，肖兴军，等.湖北省小麦施磷效果及磷肥利用率研究[J].湖北农业科学，2011，50（7）：1338-1341，1346.

[7] 余宗波，邹娟，肖兴军，等.湖北省小麦施钾效果及钾肥利用率研究[J].湖北农业科学，2011，50（8）：1526-1529.

[8] 熊又升，袁家富，郝福新，等.氮肥用量对不同小麦品种产量和品质的影响[J].华中农业大学学报，2009，28（6）：697-700.

[9] 鲍士旦.土壤农化分析[M].第三版.北京：中国农业出版社， 2000.

[10] 刘宏斌，李志宏，张维理，等.露地栽培条件下大白菜氮肥利用率与硝态氮淋溶损失研究[J].植物营养与肥料学报，2004， 10（3）：286-291.

[11] 湖北省农业科学院土壤肥料研究所.湖北土壤钾素肥力与钾肥应用[M].北京：中国农业出版社，1996.