“大配方、小调整”施肥模式对不同地力 小麦产量及经济效益的影响

付 文，黄玉芳，岳松华，刘小宁，叶优良，石秀良，汪 洋*

（1．河南农业大学资源与环境学院，河南 郑州 450002；2．杞县农业局，河南 杞县 475200）

小麦是我国主要粮食作物之一，河南省作为我国小麦主产区，种植面积达5.714 6×106hm2，占全国的23.3%，单产达到6 483.7kg/hm2，列全国首位。同时，河南省也是全国化肥用量最高的省份，2017 年河南化肥用量占全国的12.06%［1］。在传统小麦施肥模式中，盲目、过量施肥现象普遍，包括氮肥施用较多而磷、钾肥施用较少，或者氮、磷、钾施用比例不当等，进而引起小麦产量、品质下降以及日益严重的环境污染等一系列问题［2］。为推动科学施肥的普及应用，我国从2005 年开展了测土配方施肥行动，由于我国分散经营的管理方式造成农事操作单元地块面积狭小，推荐施肥若依据田块进行实时实地管理不经济且实际操作中难度很 大［3］。考虑到我国农业生产实际情况和可操作性，在区域层次（如县域或更大尺度），可以采取养分分区管理的策略，针对土壤条件变异较大的地区，需要进行适当调整，以满足农户个性化施肥需求［4］。本试验研究了不同配方施肥模式对小麦产量、养分利用率和经济效益的影响，旨在探明“大配方、小调整”区域配肥技术的可行性，以期为增加小麦产量、提高养分资源利用效率和经济效益提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2017～2018 年在河南省周口市扶沟县进行，扶沟县耕地面积1.4109×105hm2，以小麦-玉米轮作为主，其中小麦播种面积达5.978×104hm2。扶沟县属暖温带大陆性季风气候，年平均气温14.4℃，年降水量611.4mm。采集试验地土样，依据不同的基础地力类型将土样混匀后测得：低基础地力耕层土壤pH 值为8.0，有机质14.4g/kg、全氮1.06g/kg、有效磷27mg/kg、速效钾102mg/kg；中基础地力耕层土壤pH值为7.82，有机质12.9g/kg、全氮0.92g/kg、有效磷31mg/kg、速效钾114mg/kg；高基础地力耕层土壤pH 值为7.8，有机质18.66g/kg、全氮0.87g/kg、有效磷24.3mg/kg、速效钾95mg/kg。

1.2 试验设计

选择当地8 个代表性地地块进行田间试验，试 验设4 个处理：空白对照（CK）、农户习惯（FP）、大配方（MP）、小调整（AP）。其中，空白对照为无肥区处理；当地农户习惯基肥施用（N-P2O5-K2O）30-5-5 或25-16-6 高氮复合肥，施用量为750kg/hm2，拔节期追施尿素（N46%）228.3kg/hm2；大配方处理为基于扶沟县“3414”试验设计的基肥N-P2O5- K2O 为18-22-7 的配方肥，施用量为600kg/hm2，拔节 期追施尿素（N46%）228.3kg/hm2；基于大配方，小调整处理根据试验地块速效磷、钾含量，调整基肥磷、钾肥的施用量，拔节期追施尿素（N46%）228.3kg/hm2。各处理的氮、磷、钾肥的施肥总量见表1。各处理设3次重复，小区面积100m2。10 月初播种，次年6月初收获，播种量165kg/hm2，各处理田间管理相同。供试品种为当地主推品种周麦28。

表1 各试验处理肥料养分施用量（kg/hm2）

1.3 测定项目及方法

收获期，各小区取1m 双行小麦植株，样品于105℃下杀青30min 后在70℃下烘至恒重，称干物质量。各小区单打单收，同时调查单位面积穗数、穗粒数、千粒重等产量构成因素。

1.4 测定项目及方法

收获指数=产量/整株干物质积累量×100%；

肥料贡献率=（施肥区产量-无肥区产量）/施肥区产量×100%；

肥料农学利用率=（施肥区产量-无肥区产量）/（施N 量+施P2O5量+施K2O 量）。

数据采用Excel2010和SPSS20.0进行统计分析，利用Origin9.0做图。

2 结果与分析

2.1 配方施肥对不同基础地力下小麦产量的影响

依据不施肥处理的籽粒产量将试验田块划分为低、中、高3 种基础地力类型，不同基础地力水平下施肥后小麦产量都有显著的增加，不同施肥处理间产量也有一定的差异（图1）。低基础地力水平下，不施肥处理仅收获籽粒4 002.0kg/hm2，大配方、小调整处理较农户习惯分别增产8.3%、12.0%；中基础地力水平下，不施肥处理收获籽粒5127.8kg/hm2，大配方、小调整处理较农户习惯分别增产7.9%、21.5%；高基础地力水平下不施肥处理（CK）收获籽粒达5 892.5kg/hm2，大配方、小调整处理较农户习惯分别增产4.5%、14.4%。

2.2 配方施肥对不同基础地力下小麦产量构成因子的影响

图1 不同基础地力水平下各施肥处理对小麦产量的影响

表2 不同基础地力水平下各施肥处理对小麦产量构成因子的影响

不施肥处理籽粒产量显著低于施肥处理，从产量构成因素来看，单位面积穗数和穗粒数的不足是高产的限制因素，与千粒重关系不大（表2）。农民习惯施肥下，低、中、高地力水平下的穗数分别为6.67×106、7.05×106和6.86×106个/hm2。每穗粒数分别为36.4、38.4 和37.1个。与农户习惯施肥相比，大 配方处理下这3 个地力水平的穗数分别提高2.10%、2.55%和3.50%，每穗粒数分别提高4.12%、3.26%和4.42%；小调整处理下这3 个地力水平的穗数分别提高2.84%、4.40%和4.52%，每穗粒数分别提高8.32%、3.13%和6.64%，但统计上没有显著性差异。可见，相比农户习惯处理，小调整处理产量的显著提高是穗数和穗粒数共同增加的结果。千粒重对产量的影响不大。

2.3 配方施肥对不同基础地力下小麦养分利用效率的影响

随基础地力水平增加，不施肥处理的收获指数也表现增加。低地力条件下，大配方、小调整处理的收获指数显著高于不施肥、农户习惯处理；中地力条件下，小调整处理的收获指数显著高于农户习惯处理，不施肥、农户习惯和大配方处理间没有明显差异；高地力条件下，大配方、小调整处理的收获指数都显著高于农户习惯（表3）。

随着地力水平的提升，肥料贡献率和肥料农学利用率不断降低。农民习惯施肥下，低、中、高基础地力水平的肥料贡献率分别为37.0%、10.0%和11.2%，肥料农学利用率分别为5.2、1.4 和2.1kg/kg。 与农户习惯施肥相比，大配方处理下3 个地力水平肥料贡献率分别提高14.0%、65.7%和35.1%，肥料农学效率分别提高36.9%、95.1%和32.7%；小调整处理下3 个地力水平肥料贡献率分别提高18.9%、132.7%和100.54%，肥料农学效率分别提高46.0%、162.24%和87.3%。在肥料利用率方面小调整处理始终显著高于农户习惯 处理。

2.4 配方施肥对不同基础地力下小麦经济效益的影响

由于养分管理的不同导致不同处理间产值和经济效益不同（表4）。不同基础地力水平下，产值始终表现为不施肥＜农户习惯＜大配方＜小调整；不施肥处理没有肥料成本，其余处理则表现为大配方＜农户习惯＜小调整。小调整处理的经济效益始终高于其它处理，且随着基础地力的提升小调整处理的经济效益不断增加。低基础地力水平下，各施肥处理的经济效益都明显高于不施肥处理；但在高基础地力水平下，农户习惯处理的经济效益却低于不施肥处理。

表3 不同基础地力水平下各施肥处理对小麦养分利用效率的影响

表4 不同基础地力水平下各施肥处理对小麦经济效益的影响（万元/hm2）

3 讨论

3.1 小麦种植上农户施肥存在问题分析

本研究中周麦28农户平均产量为6352kg/hm2，远低于区试产量，生产中土壤肥力、管理水平的差异，导致高产品种稳定性较差，很难发挥出好的增产潜力。本研究中，扶沟县8 个示范户选用30-5-5 或者25-16-6 的高氮复合肥，农户习惯 用 量 为 氮 肥291～326kg/hm2，磷 肥38～120kg/hm2，钾 肥45～60kg/hm2。产量水平7500～9000kg/hm2时，华北区域冬小麦施肥推荐用量为氮肥180～210kg/hm2，磷肥90～120kg/hm2，钾肥60～75kg/hm2［5］。参比推荐用量，扶沟县农户习惯施肥明显氮肥过量，钾肥投入量不足，选用30-5-5 复合肥的农户其磷肥用量也不够。本研究中，农户习惯施肥的小麦收获指数、肥料贡献率

和肥料农学利用率都低于配方肥和小调整处理。可见，除施肥量不合理外，重氮、轻磷钾也是重要原因［6］。市场上复合肥产品种类繁多，加之小麦、玉米等粮食作物的收益远低于经济作物，农户在肥料选择上往往更看重价格，盲目性很大，迫切需要适合某一区域的作物专用配方肥［7］。本研究中，相比农户习惯施肥，配方肥通过减氮、加磷或钾后降低了肥料成本，提高了最终收益。中、高基础地力水平下，农户习惯施肥后的小麦季经济效益甚至低于不施肥处理，不合理的施肥给农户带来巨大经济损失。

3.2 “大配方、小调整”区域配肥技术的应用效果

市场现有的多数复合肥产品没有充分考虑区域土壤养分供应，厂家更愿意设计“万能配方”，全国各地均可施用。区域作物专用肥有很强的针对性和技术操作性，针对特定作物、特定区域，大、中型企业可针对我国大的农业生态区中大宗作物进行大配方设计，大配方复合肥形成的区域养分配方稳定、集中、使用面积大［8］。不同施肥处理的经济效益分析可知，大配方处理获得了较好的经济效益，比农户习惯处理平均增加0.12 万元/hm2，且田块基础地力越低，效益增加越多。针对我国以“农户分散经营”为主的农田布局来看，土壤养分和作物产量受人为因素影响加大，任何区域养分配方都不可能保证其能适应一定区域范围内的全部田块，对于缺乏某种养分元素的“特殊田块”应增施一定的单质肥料，以实现田块的精准调控［9］。本研究中，相比大配方处理，小调整施肥后可进一步提高产量、经济效益，且产量及效益增长率以中、高基础地力明显高于低基础地力。目前，河南省已建立多家初具规模的配肥工厂，由中、小型农资企业为主导，以BB 肥生产为主，作为大区域复合肥的补充。赵亚南等［10］研究表明，河南省小麦具有（21.8～48.8）×104t 的化肥减施潜力，区域大配方、小调整是实现我国化肥零增长的重要措施之一，然而县域配方小调整需要大量土壤样品采集和测定，技术掌握和运用难度大，培训技术员和推广周期较长，土壤养分的快速检测方法仍需改进。

4 结论

相比农户习惯施肥，县域大配方增产效果不显著，纯氮养分投入量减少使得小麦经济效益平均提升16.6%。依据基础地力差异，在大配方的基础上对肥料配方进行小调整，小调整处理的经济效益随基础地力的提升不断增加。综上可见，“大配方、小调整”可推动区域施肥技术的进步，促进肥料产品的优化，降低生产成本，充分提高肥料利用率。