缓释氮肥配比及减施对小麦产量和效益的影响

顾文健 高正宝

（1来安县汊河镇农业技术推广站，安徽来安 239236；2滁州市农业农村技术推广中心，安徽滁州 239000）

氮肥运筹对协调小麦生育期氮素供应，调节小麦群体结构，促进氮素积累转运，提高产量具有重要作用[1-2]。现有氮肥施用技术多以尿素作为投入品，在生产中存在过量施用、次数过多等现象，不仅造成肥料资源浪费、土壤质量下降、加剧环境污染等问题，还可能导致作物减产问题[3-6]。因此，在当前小麦绿色轻简化生产趋势下，如何优化氮肥类型及其施用方式，在保障稳产高产的同时减少投入量和提高利用效率，成为我国农业工作的重点和研究的热点[7-9]。

缓控释肥作为环境友好和增效型肥料，在增产增效、减少氮素损失和缓解农业氮素污染等方面具有明显的优势，已经成为未来肥料发展的重要趋势[6，10-11]。研究表明，在相同的施氮量下，缓释氮肥与尿素掺混可显著提高小麦产量及氮肥利用效率[12-13]，控释期为90～120 d的缓释肥全量或与尿素掺混施用是目前农业条件下冬小麦高产高效生产的缓释肥合理施用模式[14-15]；缓释氮肥减施可实现小麦稳产增产，且能降低成本，提高经济效益[16-17]。

基于此，本研究通过设置缓释氮肥与尿素不同掺混配比以及减量施用，与单施缓释氮肥和尿素作对比，研究缓释氮肥掺混比例和减量下一次性基施对小麦产量及肥料利用率的影响，旨在探索缓释氮肥适宜的施氮模式，为缓释氮肥在当地小麦生产上的合理施用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验于2021 年11 月至2022 年6 月在来安县汊河镇唐桥村进行，该地区属北亚热带湿润季风气候，种植制度为小麦—水稻轮作，排灌条件良好。供试土壤为潮泥骨田土种，质地重壤，耕层土壤基本理化性质如下：容重1.46 g/cm3，pH 6.3，有机质29.7 g/kg、全氮1.718 g/kg，有效磷15.3 mg/kg，速效钾149 mg/kg。

1.2 供试材料

供试肥料为缓释氮肥（含N 44%，120 d 释放率N≥80%），普通尿素（纯N 46%），过磷酸钙（P2O512%），氯化钾（K2O 60%），所有肥料均为颗粒；供试小麦品种为扬麦25。

1.3 试验设计

以当地配方施肥为基础，结合前人研究结果，本试验设置9个处理，即①不施氮肥区（N0）；②常规施氮区（N1）；③100%缓释氮肥区（N2）；④90%缓释氮肥区（N3）；⑤80%缓释氮肥区（N4）；⑥70%缓释氮肥区（N5）；⑦80%缓释氮肥+20%尿素区（N6）；⑧70%缓释氮肥+30%尿素区（N7）；⑨60%缓释氮肥+40%尿素区（N8）。其中N3~N5为减量处理，N6~N8为等量处理，详细的氮肥施用方案和肥料运筹见表1。所有处理的磷（P2O5）、钾（K2O）施用量均为72.0 kg/hm2和112.5 kg/hm2，全部作为底肥掺混后一次性施入。

表1 各处理氮肥方案与肥料运筹

试验各处理3次重复，随机区组排列，共27个小区，小区面积50.0 m2（12.5 m×4.0 m），试验区四周设保护行。2021年11月18日整地、作区和施肥，19日采用人工开沟条播，播种量225.0 kg/hm2。2022年2月20日化学除草，3月16日追施拔节孕穗肥，3月20日防治纹枯病和蚜虫，4月5日防治赤霉病与蚜虫，5月26日取样考种和实收计产。

1.4 测定项目与方法

产量及其构成：小麦于成熟期，每个处理选取3个长势均匀的1.0 m2样方，计数穗数；连续取30 穗，计数每穗粒数，并在测产的籽粒中计数测定千粒重；采用人工收割脱粒，自然晾晒后称重计产，以含水率13%折算小麦实产。

干物重和含氮量：将所取植株样品105 ℃杀青30 min，80 ℃烘至恒重后测定各器官及全株的干物重；样品粉碎后采用硫酸-双氧水消化，凯氏定氮法测定植株含氮量。

氮效率计算公式：氮肥表观利用率（%）=（施氮区植株吸氮量-不施氮区植株吸氮量）/施氮量×100；氮肥农学利用率（kg/kg）=（施氮区产量-不施氮区产量）/施氮量；氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区产量/施氮量；土壤氮依存率（%）=不施氮区植株吸氮量/施氮区植株吸氮量×100

1.5 数据统计与分析

试验数据采用WPS表格和SPSS 22进行数据整理和数理统计分析，采用单因素方差分析检验各处理间的差异显著性，多重比较采用Duncan 法，差异显著性水平为5%。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对小麦产量的影响

从表2 可以看出，不同施氮处理对小麦产量的影响差异显著。氮肥等量处理下，各缓释氮肥处理与N1相比增产在6.29%～16.99%，且差异均达显著水平；随着缓释氮肥配比降低，产量先增后降，与N2相比，N6、N7、N8分别增产5.93%、10.07%和2.96%，差异也均达显著水平。缓释氮肥减施处理下，与N1相比，除N5减产2.51%外，N3、N4分别增产6.91%和5.03%，且差异也均达显著水平；随着逐步减量，产量亦呈现先增后减趋势，与N2相比，N3、N4、N5分别增产0.59%、-1.18%和-8.28%，N2、N3、N4与N5差异显著。可见，施用缓释氮肥配比和缓释氮肥一定量减施下，对小麦具有良好的增产效果，但缓释氮肥减施30%减产显著。

表2 不同处理下小麦产量及构成因素

2.2 不同施肥处理对小麦产量构成因素的影响

由表2 可知，各施氮处理均显著提高了小麦有效穗数、每穗粒数和千粒重。氮肥等量下，与N1相比，各缓释氮肥处理均在有效穗数、千粒重上具有显著影响，分别增加4.32%～14.15% 和2.33%～5.68%；与N2相比，各缓释氮肥配比处理仅在有效穗数上均呈显著差异，增幅在4.14%～9.43%。氮肥减量下，随着缓释氮肥减施，有效穗数、每穗粒数和千粒重均呈下降趋势，过量减氮（N5）会对产量构成因素均造成下降且达显著差异；与N1和N2相比，缓释氮肥减施处理有效穗数、每穗粒数、千粒重分别增加 -2.88%～6.95% 和 -6.9%～2.53%、-2.65%～2.06%和-4.34%～0.29%、-3.88%～2.07%和-6.06%～-0.25%。

将产量作为因变量，产量构成因素作为自变量，采用逐步回归法建立多元线性最优回归方程，标准化后得到分别代表有效穗数、千粒重，R2=0.967），穗粒数与产量无显著关系。说明缓释氮肥配比主要是通过增加有效穗数和千粒重来提高产量，缓释氮肥减施增产仅通过增加有效穗数来提高产量。

2.3 不同施肥处理对小麦氮素养分利用的影响

从表3 可以看出，缓释氮肥配比及减施处理均能显著影响小麦氮素吸收利用。等氮条件下，小麦成熟期吸氮量、氮肥表观利用率均表现为N7>N8>N6>N2>N1，氮肥偏生产力表现为N7>N6>N8>N2>N1，且各缓释氮肥配比处理均与N1、N2有显著差异；土壤氮依存率表现为N1>N2>N6>N8>N7。减量条件下，随着缓释氮肥减施，小麦成熟期吸氮量呈减少趋势，氮肥的偏生产力、土壤氮依存率反之，氮肥表观利用率、氮肥农学利用率先增后降。由此可见，与单施缓释氮肥或尿素相比，缓释氮肥配比及减施均可以显著促进氮素吸收，提高氮肥表观利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力，前者降低土壤氮依存率，后者提高了土壤氮依存率。

表3 不同处理下小麦氮素吸收利用

2.4 不同施肥处理对小麦经济效益的影响

从表4可以看出，在氮肥成本投入上，除N5比N1减少5.5%外，其他缓释肥处理较N1高出0.5%～12.5%，总成本投入上除N2比N1略高0.1%外，其他缓释肥处理较N1减少了0.5%～4.1%；缓释氮肥各处理净效益均高于N1，分别高出36～2 788 元/hm2，增幅0.7%～53.3%。氮肥等量条件下，各缓释氮肥处理较N1，净效益分别高出994～2 788 元/hm2，增幅19.0%～53.3%，且随缓释氮肥配比降低呈先升后降趋势；氮肥减量条件下，各缓释氮肥减施处理净效益比N1增加36～1 241 元/hm2，增幅0.7%～23.7%，净效益呈缓释氮肥减量先升后降趋势。说明在缓释氮肥与普通尿素掺混7∶3、缓释肥减量20%的条件下，相比普通尿素在增收上有明显优势。

表4 不同处理下小麦经济效益

3 讨论与结论

探究缓控释氮肥不同配比和减施具有重要的实践意义[17]。本次研究结果表明，在等氮条件下，不同缓释氮肥配比均能增加小麦产量，尤以7∶3（N7）表现最优，主要表现在能显著增加有效穗数和千粒重，进而提高小麦产量，这与前人的研究结果基本一致[18-20]。但也有研究表明，缓控释氮肥与普通尿素掺混4∶6 获得的产量最优[21-22]，因此缓释氮肥和尿素最优配比还需要根据施氮量、地力水平和经济效益等综合评定。在减氮条件下，缓释氮肥减施20%时（N4），仍能获得较高产量，但减施达到30%（N5）时，产量及构成因素显著降低，说明缓释氮肥减施20%是切实可行的[23-24]。

提升氮肥的利用效率是缓控释肥研究和推广应用的重点[11]，可用来衡量氮肥施用的合理性[25]。相关研究表明，缓释氮肥配比的氮肥表观利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力均显著高于单施缓释肥和尿素[13，18]，本研究结果也与之一致，并降低了土壤氮素依存率。缓释氮肥减施均能显著提高氮肥表观利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力，但也提高了土壤氮依存率。表明缓释氮肥一次性基施有利于氮素后移，能解决单施尿素前期供氮过量及后期供氮不足的问题，与尿素配施还能解决单施缓释氮肥前期释放速率慢供氮不足等缺点。

缓控释肥料的成本和经济效益是生产者最为关注的问题，也是限制大田作物广泛应用的主要原因，合理施用缓控释肥能够提高农业种植经济效益[9，14]。虽然缓释氮肥成本高于普通氮肥，但实现了减少劳动力投入和增产增效，能够在满足小麦生长的同时协调肥料成本与经济效益的矛盾，足以弥补肥料成本劣势[25]。本研究中，缓释氮肥配比处理以N7（7∶3）纯利润最高，比普通尿素处理（N1）净增收53.3%；缓释氮肥减施处理以N3（减量10%）最高，较普通尿素处理（N1）净增收23.7%。

综上所述，在小麦轻简化生产模式下，合理施用缓释氮肥不仅实现了作物稳产高产、氮肥利用高效和氮损失减少，也节省了农业劳动力和降低了农业生产成本。综合考虑小麦产量效应、氮肥利用效率以及节本增效，推荐70%缓释氮肥掺混和缓释氮肥减量20%一次性施用模式。