不同肥料对砂姜黑土土壤速效养分及小麦产量的影响

王 磊

(宿州市农业生态环境站，安徽 宿州 234000)

1 研究背景

小麦是我国3大粮食作物之一[1]。伴随着栽培方式和优质品种选育等技术的不断进步，我国小麦的产量总体呈现上升的趋势[2]。气候条件、土壤类型等外界因素会影响到小麦的产量，肥料种类不同、用量不同都会对作物产生不同的影响。从近年来国内外的各项研究中可以看出，施肥能够使小麦产量及产量构成因素数值有所提升，但不同的肥料对于小麦理化性质以及产量各项要素的促进效果不同。肥料的过量施用不仅造成了肥料的浪费，成本的增加，还会导致土壤、地下水污染及温室气体等一系列生态环境问题并发[3-5]，施用合理的肥料能够使土壤的速效养分提升。

皖北地区位于安徽省北部，小麦种植面积占全省小麦面积的70%。该地区土质为砂姜黑土，该地区的小麦产量对保障我国粮食安全有着重要意义。为探究不同肥料下，土壤的速效养分以及对小麦产量的影响，本试验设计3种不同的肥料比例，以适应皖北地区生长的小麦品种为试验材料，分析小麦各生育期的土壤碱解氮、速效钾以及产量及产量构成。以期为皖北地区乃至全国小麦高产作出理论依据。

2 材料与试验

2.1 试验地条件

试验于2021年10月—2022年6月在宿州市埇桥区(E117°5′8″，N33°41′17″)开展，试验地属于温带半湿润季风气候。年平均温度约15℃，年平均降水量830mm，土壤类型为砂姜黑土。

2.2 试验材料

供试小麦品种为“淮麦55”，供试新型肥料3种：控释肥料施肥(CRF)(N∶P2O5∶K2O为24∶12∶7)、含腐殖酸肥料施肥(HAF)(N∶P2O5∶K2O为23∶13∶7)、小麦专用肥施肥(CF)(N∶P2O5∶K2O为25∶13∶7)，对照组为普通尿素(CK)(N46%)。

2.3 试验设计

试验采用裂区试验设计。以3种不同肥料处理为主区，分别为控释肥料施肥处理(CRF)、含腐殖酸肥料施肥处理(HAF)、小麦专用肥处理(CF)、对照处理(CK)，主区面积为99m×13.5m；副区处理为小麦拔节期进行梯度追肥，0kg·hm-2、75kg·hm-2、150kg·hm-2。各处理间除肥料种类及氮肥运筹不同外，其他田间管理措施完全相同。基肥施用方式：3种复合肥料均为耕后播前机施；追肥施用方式：小麦拔节期人工撒施。大田播种量为225kg·hm-2，行距为18cm，试验取样为0～20cm、20～40cm取土样，在小区内5点取样法进行取样，去除根系等动植物残体，混合均匀。分别于小麦冬前期、返青期、拔节期、灌浆期、成熟期取样。而后，对土壤理化性质进行测定。

2.3.1 土壤碱解氮测定

使用碱解扩散法测定土壤碱解氮[6]，其操作如下，称取2g过80目筛后的土壤样品，1g硫酸亚铁放在扩散皿外室中，轻轻转动扩散皿，使土壤样品在扩散皿的内室底均匀铺开，向扩散皿内室加入2mL H3BO3指示剂溶液，随后于扩散皿外室的边缘涂上碱性胶液，盖上有毛玻璃，将其转动数次，直到扩散皿边与毛玻璃部分完全贴合；逐渐转开毛玻璃的一边，使扩散皿外室口露出一条狭缝，此时快速倒入10mL氢氧化钠溶液，并立即盖严，再用橡皮筋绑紧，使毛玻璃固定在其上，轻轻摇动扩散皿，使碱液与土壤可以充分混合；放入40±1℃恒温箱中，碱解扩散24±0.5h后取出(中间摇动数次以加速扩散吸收)；使用0.01mol·L-1硫酸标准溶液滴定内室吸收液中的NH3；当溶液由蓝色变为微红色时，停止滴定。在样品测定同时进行空白对照试验，校正试剂和滴定误差。

2.3.2 土壤有效磷测定

以钼锑抗比色法测定土壤的有效磷[7]，取已过10目筛的土壤样品5g放入1500mL塑料瓶，再加入50mL盐酸-氟化铵浸提剂，在20～25℃下振荡30min(振荡机速率为150～180次·min-1)，取出后立即用干燥漏斗和无磷滤纸过滤于塑料瓶中。吸取滤液10～20mL于50mL容量瓶中，加入10mL 0.8mol·L-1硼酸溶液，再加入2滴二硝基酚指示剂，摇匀，用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH至待测液呈微黄色，再用水定容。在室温高于15℃的条件下放置30min后，在分光光度计(TU-1901双光束紫外可见分光光度计)上用波长700nm比色，以空白试验溶液为参比液调零点，读取吸收值，在工作曲线上查出显色液的Pmg·L-1数。颜色在8h内可保持稳定。

2.3.3 土壤速效钾测定

通过火焰光度法测定土壤速效钾含量[8]，先取过10目筛的样品5g放入100mL容量瓶中，再加入50mL乙酸铵溶液，在20～25℃下振荡30min(振荡机速率为150～180次·min-1)。过滤后用FP6400火焰光度计测定。

3 结果与分析

3.1 土壤碱解氮含量及分析

土壤速效养分可以为植物生长提供所必需的营养元素，其养分含量的高低是土壤供给作物的肥力衡量标准[9]。土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量受土地利用方式的影响较大[10，11]。土地利用方式可通过改变肥料覆盖变化，对土壤的理化性质及其生物学特性产生明显且持续时间长的影响[12]。

由图1～3可知，3种肥料的土壤碱解氮含量趋势在拔节期追肥之前一致，在拔节期追肥之后，土壤碱解氮含量对比不追肥总体呈现增长的趋势，其中在成熟期时HAF土壤碱解氮含量最多，追肥75kg·hm-2时含量为82.13mg·kg-1，对比不追肥HAF增长6.07%；150kg·hm-2时含量为79.34mg·kg-1，对比不追肥时增长3.51%。由图2可知，在拔节期75kg·hm-2追肥后3种肥料处理的土壤碱解氮含量始终比对照组要高，由上可得各组处理后土壤碱解氮含量范围在40.59～82.13mg·kg-1，且在拔节期追肥后的土壤碱解氮含量依次为HAF>CRF>CF>CK。由图3可知，在拔节期追肥150kg·hm-2后，成熟期时土壤碱解氮含量从大到小依次为HAF>CRF>CF>CK。其中，作为含氮量较高的CF处理组也没有使小麦全生育时期土壤碱解氮含量高于其他处理组。在砂姜黑土施用不同肥料随着小麦生长其土壤碱解氮含量呈现出变化趋势，即在越冬期到返青期之间下降，拔节期追肥之后含量上升，并且在成熟期为先下降后上升，原因可能是小麦在灌浆结实期需要吸收更多的氮素以充实籽粒内的碳水化合物。

图1 不追肥时土壤碱解氮含量

图2 追肥75kg·hm-2土壤碱解氮含量

图3 追肥150kg·hm-2土壤碱解氮含量

图4 不追肥时土壤有效磷含量

图5 追肥75kg·hm-2土壤有效磷含量

图6 追肥150kg·hm-2土壤有效磷含量

3.2 土壤有效磷含量及分析

由4～6可知，拔节期追肥前除CRF土壤有效磷含量处于上升状态之外，其余2组包括对照组都处于下降的状态。不追肥组CF土壤有效磷的含量在灌浆期时短暂达到一个很高的数值CF为32.09mg·kg-1，远高于追肥75kg·hm-2处理组和追肥150kg·hm-2处理组。而在追肥75kg·hm-2、150kg·hm-2后，各肥料处理组在成熟期土壤有效磷含量对比不追肥组均有下降。在不追肥时，各肥料处理组土壤有效磷含量均大于CK，但是在追肥75kg·hm-2时，成熟期土壤有效磷含量只有HAF大于CK；在追肥150kg·hm-2时，CRF、HAF、CF均小于CK。

3.3 土壤速效钾含量及分析

由图7～9可知，土壤中速效钾含量远大于土壤碱解氮和土壤有效磷的含量，而且追肥75kg·hm-2氮素后的速效钾含量较于不追肥和150kg·hm-2追肥方式呈现出较大的变化幅度。在拔节期追肥之后，不追肥处理组中各肥料处理组从拔节期到成熟期之间缓慢下降。追肥75kg·hm-2处理组中，除CF土壤速效钾含量上升，CK无明显变化之外，其余各组土壤速效钾含量都是先上升再下降。由图8可知，追肥150kg·hm-2组中从拔节期到成熟期之间，各肥料处理组包括对照组土壤速效钾含量都在下降，但整体含量较高。在拔节期追肥之前CRF、HAF、CF基本都处于下降的状态，而追肥75kg·hm-2处理组中越冬期和返青期的2组数据，都与另外2幅图有巨大的差异，目前没有得到更准确的原因，推测为试验误差。

图7 不追肥土壤速效钾含量

图8 追肥75kg·hm-2土壤速效钾含量

图9 追肥150kg·hm-2土壤速效钾含量

3.4 小麦产量分析

小麦产量主要由有效穗数、每穗粒数和千粒重决定。高产离不开每一个产量因素。由表1可知，在不追肥时，3组复合肥料均能使穗数穗粒重和产量大于对照组，但千粒重相较对照组并没有太大变化，因此所适用的所有肥料均可以使小麦增产，其中产量最高的是CF，为CK的128.12%。当追肥75kg·hm-2时，CF无论是从穗数、穗粒、数千粒重，还是产量来说，都是几种施肥方式中最高的，当追肥量为150kg·hm-2时，CF组产量依然是最高，但是其每穗粒数却为最低。同时，将不追肥与追肥75kg·hm-2、150kg·hm-2CF组产量对比发现小麦产量变化趋势为先增加后减少。综合肥效以及表1进行分析，在拔节期追肥75kg·hm-2时，小麦专用肥可以最大幅度增产。

表1 不同氮肥运筹下不同类型肥料对小麦产量及构成因素的影响

4 讨论与分析

根据不同肥料对砂姜黑土土壤施加养分及小麦产量影响的测定结果分析如下。

不同施肥处理对土壤碱解氮的影响，在小麦不同生长时期分别进行分析，从小麦越冬期开始到小麦返青期之间土壤碱解氮含量逐渐下降，从返青期到拔节期之间上升，从拔节期到灌浆期之间下降，从灌浆期到成熟期之间则逐渐上升。不同生育时期，除了小麦专用肥在返青期低于对照组之外，其余各组肥料处理及各个时期的土壤碱解氮的含量全部高于对照组。

对于土壤有效磷而言，除CRF有效磷含量在越冬期和返青期之间为上升之外，其他包括对照组在内都是下降，除对照组外，其他3种肥料处理在返青期到拔节期之间土壤有效磷含量都是下降，而在拔节期到灌浆期之间，除小麦专用肥之外全部都在下降，而这2组土壤有效磷含量则在上升，在灌浆期到成熟期土壤有效磷含量全部处于下降的状态。

对于土壤速效钾而言，在越冬期到拔节期之间，一直都是处于下降的状态，在越冬期和返青期之间，各组肥料下降幅度要大于返青期到拔节期之间，除小麦专用肥和对照组之外，其余各组在拔节期到灌浆期之间土壤速效钾的含量都在下降，在灌浆期到成熟期之间，小麦专用肥料和对照组的土壤速效钾含量都处于上升状态，其余2组处于下降状态。

适宜的施用肥料，对增产和提高经济收益具有重要的作用。综上，各处理中，根据产量、有效穗数、穗粒数、千粒重各项指标，可以得出，追肥75kg·hm-2的CF对于小麦产量的增产效果是最好的，其各项指标均优于其他处理，所以施用CF并在拔节期追肥75kg·hm-2可以使小麦产量达到最大。

5 结论

产量及其三要素是评价肥料肥效的重要参考数据，在3种不同类型肥料处理中，在拔节期追加75kg·hm-2尿素时，CF所带来的增产效果最好，包括有效穗数、穗粒数、千粒重以及产量在内，使小麦达到最佳的增产效果。