不同施肥水平下小麦、玉米养分利用情况与谷秆比变化分析

郑峰

摘要 通过对小麦、玉米肥料利用率试验结果的分析，研究不同施肥水平下小麦、玉米养分利用情况和谷秆比变化情况。结果表明，土壤肥力水平越高，其地力贡献率也相对较高；土壤养分含量、施肥量、施肥方式等对肥料利用率有较大的影响；同时，不同施肥水平下小麦、玉米谷秆比有一定差异，不施钾肥对小麦谷秆比的影响较大，不施磷肥对玉米谷秆比的影响较大。

关键词 小麦；玉米；肥料利用率；配方施肥；谷秆比

中图分类号  S512.1；S513 文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）14-0023-04

阜阳市位于黄淮海平原南端，是安徽省粮食主产区，有“江淮粮仓”之誉。颍泉区是阜阳市辖三区之一，耕地面积3.93 万hm2，年粮食产量33 万t左右，粮食作物主要的种植结构为小麦—玉米、小麦—大豆等，粮食生产面临着人多地少、耕地复种指数高、生产成本升高、增产提质增效等诸多压力。为促进农业减肥增效和秸秆资源化利用，保障耕地地力可持续发展，提升粮食产能，笔者开展了小麦、玉米肥料利用率田间试验，探讨了配方施肥和缺素情况下小麦、玉米对氮磷钾养分的吸收利用情况、土壤养分含量与基础地力贡献率的关系以及氮磷钾养分对小麦、玉米谷秆比的影响，以指导小麦、玉米科学施肥和秸秆合理利用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

1.1.1 小麦试验  小麦试验地位于阜阳市颍泉区中市办中北村凡营，地势平坦，肥力均匀一致，土壤类型为黄潮土类淤土。试验地前茬作物为大豆，大豆收获后采集土样化验，理化性状为：pH 8.0、有机质22.80 g/kg、全氮1.37 g/kg、碱解氮133.00 mg/kg、有效磷14.40 mg/kg、速效钾220.00 mg/kg、有效铜1.72 mg/kg、有效锌0.96 mg/kg、有效铁15.80 mg/kg、有效锰24.90 mg/kg、有效硫6.00 mg/kg、有效钼0.06 mg/kg、有效硼0.51 mg/kg。

1.1.2 玉米试验  玉米试验地位于阜阳市颍泉区宁老庄镇老庄社区陈庄，土壤类型为黄潮土类淤土，地势平坦，肥力均匀一致。前茬作物为小麦，小麦收获后采集土样化验，理化性状为：pH 8.1、有机质22.00 g/kg、全氮1.41 g/kg、碱解氮103.00 mg/kg、有效磷10.50 mg/kg、速效钾210.00 mg/kg、有效铜1.46 mg/kg、有效锌0.57 mg/kg、有效铁14.30 mg/kg、有效锰17.10 mg/kg、有效硫12.80 mg/kg、有效硼0.42 mg/kg。

1.2 试验材料

试验小麦品种为徽研77、玉米品种为全玉1233。氮肥：尿素，含氮量46%。磷肥：磷酸二铵，含氮量为18%、含磷量为46%。钾肥：氯化钾，含钾量为60%。

1.3 试验设计

小麦、玉米试验均设氮、磷、钾3个因素、2个水平，共计5个处理，详见表1～3[1]。2个水平分别为：“0”水平不施肥；小麦试验“2”水平施纯N 210.00 kg/hm2、P2O5 90.00 kg/hm2、K2O 75.00 kg/hm2，玉米试验“2”水平施纯N 210.00 kg/hm2、P2O5 60.00 kg/hm2、K2O 75.00 kg/hm2。各处理氮磷钾肥全部作基肥使用。小麦试验小区面积55.0 m2，长10.0 m，宽5.5 m，小区周围设置保护行，保护行宽1.0 m，小區间距0.6 m，并开0.2 m深沟隔开。玉米试验小区面积68.4 m2，长12.0 m，宽5.7 m。小区周围设置保护行，保护行宽2.0 m，小区间距1.2 m，并开0.3 m深沟隔开。区组内小区保持土壤肥力均匀一致，做到小区单灌单排，互不窜肥。

1.4 田间管理与记录

1.4.1 小麦试验  各小区除施肥水平不同外，其他各项田管措施一致，并在同一天内完成。2021年10月19日丈量划区定界，10月24日施肥、旋地。10月29日播种，播量为262.50 kg/hm2。11月5日出苗，出苗后及时清理走道，查苗补缺。2022年2月24日进行化学除草，4月13日、4月19日进行赤霉病防治，6月2日小麦成熟后各小区单收、单脱粒、单晒、单计产。试验地小麦播种期遇适墒天气出苗整齐，苗期光、温、水、肥条件充足，越冬前达到壮苗标准，中后期天气正常，尤其是中后期小麦灌浆时晴好天气多、昼夜温差大，有利于干物质积累，千粒重提高。

1.4.2 玉米试验 各小区除施肥不同外，其他各项田管措施一致，并在同一天内完成。2022年6月13日播种。6月30日田间除草。7月1日整理小区。7月4日施肥、调查行株距，行距0.6 m、株距0.3 m，密度为55 575 株/hm2。7月25日进行病虫防治。9月26日成熟收获，小区单收、单脱粒、单晒、单计产。受7月底至8月上旬持续15 d的晴热高温天气的影响，试验地玉米遭受干旱和高温热害，对吐丝授粉及灌浆极为不利。

2 结果与分析

2.1 试验结果统计

小麦、玉米各处理籽粒和茎秆产量，以及风干样品纯N、P2O5、K2O含量统计结果见表4、表5。

2.2 试验地土壤肥力水平与各处理养分利用情况分析

2.2.1 试验地块土壤肥力水平  土壤地力贡献率是指土壤基础肥力对农作物产量的贡献程度，是衡量土壤肥力水平高低的重要指标，以无肥区产量和施肥区产量的百分比表示[2]。与配方施肥产量比较，小麦试验地块土壤地力贡献率为67.97%，表明土壤基础肥力水平较高，这与土壤养分检测结果中有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量较高相一致。玉米试验地块土壤地力贡献率为54.70%，表明土壤基础肥力水平较高，这与土壤养分检测结果中有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量较高相一致[3]。

2.2.2 无氮区肥料利用情况  小麦试验无氮区籽粒和秸秆产量略高于无肥区，较无磷区、无钾区、配方施肥区差异很大，说明氮肥对小麦生长发育的影响最大。经统计分析，无氮区每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为1.67 kg，P2O5 吸收量为0.14 kg，K2O吸收量为2.58 kg。玉米试验无氮区籽粒产量略高于无肥区，秸秆产量基本持平，但与无磷区、无钾区、配方施肥区差异显著，说明氮肥对玉米生长发育的影响最大。经统计分析，无氮区每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为1.72 kg，磷（P2O5）吸收量为0.52 kg，K2O吸收量为1.05 kg。

2.2.3 无磷区肥料利用情况 小麦试验无磷区籽粒产量介于无钾区和配方施肥区之间，但秸秆产量略低于无钾区。经统计分析，无磷区每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为2.09 kg，P2O5吸收量为0.06 kg，K2O吸收量为2.58 kg。玉米试验无磷区籽粒和秸秆产量略低于无钾区，与配方施肥区差异较大。经统计分析，无磷区每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为2.10 kg，P2O5吸收量为0.55 kg，K2O吸收量为1.20 kg。

2.2.4 无钾区肥料利用情况  小麦试验无钾区籽粒产量低于无磷区，但秸秆产量略高于无磷区。经统计分析，无钾区每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为2.14 kg，P2O5吸收量为0.14 kg，K2O吸收量为2.86 kg。玉米試验无钾区籽粒和秸秆产量与无磷区差异不大，但明显低于配方施肥区。经统计分析，无钾区每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为1.99 kg，P2O5吸收量为0.54 kg，K2O吸收量为0.89 kg。

2.2.5 配方施肥区肥料利用情况  小麦试验配方施肥区籽粒和秸秆产量都显著高于其他处理小区。根据小麦茎秆和籽粒相关数据，按照肥料利用率（%）=（施肥区作物吸收的养分量-不施肥区作物吸收的养分量）/（肥料施用量×肥料养分含量）×100[4]，计算得到小麦氮磷钾肥的利用率分别为41.7%、26.5%、53.2%。每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为2.23 kg，P2O5吸收量为0.32 kg，K2O吸收量为3.04 kg。

玉米试验配方施肥区籽粒和秸秆产量都显著高于其他处理小区。根据玉米茎秆和籽粒相关数据，按照肥料利用率（%）=（施肥区作物吸收的养分量-不施肥区作物吸收的养分量）/（肥料施用量×肥料养分含量）×100，计算得到玉米氮磷钾肥的利用率分别为39.6%、26.5%、51.6%。每形成100.00 kg经济产量，纯N吸收量为2.08 kg，P2O5吸收量为0.65 kg，K2O吸收量为1.24 kg。

2.3 试验各处理谷秆比情况分析

谷秆比（谷草比）是禾谷类作物生物学性状指标之一，指禾谷类作物籽粒产量和秸秆产量（干重）的比值，计算公式为：谷草比=籽粒产量/秸秆产量。张福春和朱志辉[5]的研究提出，除春玉米外，同一作物丰年、平年、歉年的平均谷草比是有差异的，并且较有规律，即丰年最大、平年其次、歉年最小。谷草比与产量水平有关，同一作物的谷草比随着谷物产量的提高而增加，谷草比与谷物产量的关系可用一元回归方程表示，G代表谷草比，X代表产量，产量单位为1 500.00 kg/hm2，冬小麦为G=0.24+0.102X；夏玉米为G=0.24+0.172X。在生产实际中，谷秆比（谷草比）有着广泛的应用，如在秸秆综合利用分析规划中，通过主要农作物产量和谷秆比（谷草比）来估算秸秆资源量；在生产潜力分析时，需应用谷秆比（谷草比）计算经济产量，根据作物籽粒产量计算作物光能利用情况。经对试验结果统计分析，小麦试验田块无肥区谷草比为1.04，无氮区谷草比为1.04，无磷区谷草比为1.03，无钾区谷草比为0.96，配方肥区谷草比为0.99。玉米试验田块无肥区谷草比为0.87，无氮区谷草比为0.91，无磷区谷草比为0.85，无钾区谷草比为0.87，配方肥区谷草比为0.98。小麦、玉米试验中，谷草比2种计算方式得出的结果比较见表6、表7。

从小麦、玉米试验中谷草比2种计算方式得出的结果比较来看，小麦谷草比用一元回归方程G=0.24+0.102X计算时，结果较实际收获谷草比整体偏低，特别是无肥区和缺素处理；玉米谷草比用一元回归方程G=0.24+0.172X计算时，结果较实际收获无肥区和无氮区谷草比偏低，无磷、无钾和配方施肥区偏高。总体看，配方施肥区小麦、玉米谷草比用一元回归方程计算结果与用籽粒产量/秸秆产量结果相对接近。

3 结论与讨论

土壤基础地力贡献率反映出土壤理化性状和养分含量状况，土壤肥力水平越高，其地力贡献率也相对较高，土壤养分含量和施肥量、施肥方式等对肥料利用率有较大的影响。小麦试验中，配方施肥处理的氮肥利用率为41.7%、磷肥利用率为26.5%、钾肥利用率为53.2%，生产中需根据土壤N、P、K养分含量进一步优化配方，特别是氮肥要采用基、追肥相结合的方式施用，并研究基、追肥比例，磷、钾肥用量要结合土壤养分含量进行优化调整；不同施肥水平下小麦谷秆比有一定的差异，不施钾肥对小麦谷秆比的影响较大。玉米试验中，配方施肥处理的氮肥利用率为39.6%，磷肥利用率为26.5%，钾肥利用率为51.6%，生产中需根据土壤N、P、K养分含量进一步优化配方；不同施肥水平下玉米谷秆比有一定的差异，氮磷钾配方施肥时，玉米谷秆比近似于1∶1，不施磷肥对玉米谷秆比的影响较大。

参考文献

[1] 申子兰. 民权县机械深施条件下的小麦肥料利用率试验[J]. 农业科技通讯，2023（1）：128-131.

[2] 叶媛蓓，盛锦寿. 泉州市典型农田地力贡献率及其在配方施肥中的应用[J]. 耕作与栽培，2014（2）：47，65.

[3] 贡付飞. 长期施肥条件下潮土区冬小麦—夏玉米农田基础地力的演变规律分析[D]. 北京：中国农业科学院， 2013.

[4] 余慧. 氮肥用量对宁南山区地膜玉米产量和氮肥利用率的影响[J]. 宁夏农林科技，2021，62（4）：13-15，24.

[5] 张福春，朱志辉. 中国作物的收获指数[J]. 中国农业科学，1990，23（2）：83-87.

（责编：张宏民）