劉蘋(píng)，譚德水，徐鈺，林海濤，李彥，宋效宗，沈玉文，劉兆輝

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施肥方法對(duì)小麥專(zhuān)用控釋氮肥肥效的影響

劉蘋(píng)1，譚德水1，徐鈺1，林海濤1，李彥1，宋效宗1，沈玉文1，劉兆輝2

（1山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)部黃淮海平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/山東省環(huán)保肥料工程技術(shù)研究中心，濟(jì)南 250100；2山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，濟(jì)南 250100）

【目的】探索小麥生產(chǎn)過(guò)程中適宜的控釋氮肥品種及其施用方法，為小麥控釋肥的一次性機(jī)械化施用技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。【方法】選取山東省土壤類(lèi)型、肥力水平、氣候條件均不同的3個(gè)小麥優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，采用田間小區(qū)試驗(yàn)的方法，研究了同等優(yōu)化施肥情況下，自制小麥專(zhuān)用控釋氮肥的不同施用方法（撒施旋耕CRF1、種子正下條施CRF2、種子側(cè)下條施CRF3）對(duì)小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收、土壤硝態(tài)氮含量及氮肥利用率等的影響，同時(shí)與常規(guī)尿素施肥（尿素一半基施一半返青拔節(jié)期追施CK1、尿素全部作為基肥撒施旋耕CK2）和不施氮肥（CK0）肥效進(jìn)行對(duì)比?！窘Y(jié)果】泰安棕壤小麥產(chǎn)量介于7 021－7 683 kg·hm-2，CRF1與CRF2分別比CK1增產(chǎn)6.1%和3.5%，但差異不顯著，CRF3與CK1產(chǎn)量差異不顯著，CRF1、CRF2小麥產(chǎn)量顯著高于CK2，分別增產(chǎn)9.4%和6.7%。茌平潮土小麥產(chǎn)量介于4 576－5 193 kg·hm-2，CRF1與CK1小麥產(chǎn)量差異不顯著，顯著高于CK2，增產(chǎn)11.3%?；概_(tái)褐土各施氮肥處理的小麥產(chǎn)量介于5 222－5 830 kg·hm-2，CRF1、CRF2、CRF3均與CK1產(chǎn)量無(wú)顯著差異，CRF1產(chǎn)量顯著高于CK2，增產(chǎn)10.8%。三地均以CRF1的小麥產(chǎn)量與氮肥偏生產(chǎn)力較高，CRF2 與CRF3無(wú)顯著差異。在泰安棕壤，CRF1與CRF3的籽粒氮素分配率顯著高于CK1與CK2。桓臺(tái)褐土CRF1、CRF2和CRF3的氮肥利用率分別為46.7%、49.5%和50.2%，3個(gè)處理之間沒(méi)有顯著差異，與CK1和CK2差異不顯著。控釋氮肥的3種施肥方法對(duì)干物質(zhì)在小麥籽粒與秸稈的分配、籽粒氮含量與積累量以及氮素的盈余量均沒(méi)有顯著的影響。茌平和桓臺(tái)0－90 cm土層以CRF2和CRF3的硝態(tài)氮含量較高，泰安以CK1與CK2的硝態(tài)氮含量較高，CRF1相對(duì)最低?！窘Y(jié)論】自制小麥專(zhuān)用控釋氮肥在減量?jī)?yōu)化施肥的情況下，采用撒施旋耕的施肥方法有利于小麥的穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)以及生產(chǎn)成本的節(jié)省。

控釋肥；施肥方法；小麥；產(chǎn)量；氮肥利用率；施肥位置

0 引言

【研究意義】控釋肥在夏玉米和水稻等糧食作物上的研究與應(yīng)用技術(shù)已日趨成熟[1-5]，而冬小麥生育期長(zhǎng)，是水稻和玉米的2倍以上，對(duì)控釋肥的養(yǎng)分釋放性能要求更高。因此，研究適宜小麥生產(chǎn)的專(zhuān)用控釋氮肥及其最佳施用方法對(duì)于小麥生產(chǎn)中一次性施肥技術(shù)的應(yīng)用和推廣具有重要的意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】化肥施用是促進(jìn)作物增產(chǎn)和保障我國(guó)糧食生產(chǎn)安全的重要措施。施肥量過(guò)大、肥料利用率低是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一直普遍存在的問(wèn)題[6]。過(guò)量施肥不僅容易造成經(jīng)濟(jì)損失，而且對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和公眾健康均有不利的負(fù)面影響，尤其是氮素，容易在土壤中發(fā)生揮發(fā)、淋溶，導(dǎo)致地表水體富營(yíng)養(yǎng)化、地下水和蔬菜中硝態(tài)氮含量超標(biāo)、氧化亞氮?dú)怏w排放量增加等環(huán)境問(wèn)題[7-10]。提高肥料利用率與肥料的施用方法（肥料的正確施用）密切相關(guān)。肥料的正確施用就是選擇正確的肥料產(chǎn)品，根據(jù)正確的施用量、在正確的時(shí)間，施用在正確的位置上。我國(guó)肥料施用方法不合理，用量過(guò)大、肥料淺施、表施現(xiàn)象非常普遍，致使肥料易揮發(fā)、流失或難以到達(dá)作物根部，不利于作物吸收，造成肥料利用率低[6]。有資料表明，在肥料的損失中，約有60%源于不正確的施肥方法，所以確定合理的施肥方法，在提高肥料利用率的措施中占有關(guān)鍵地位[11]?？蒯尫首鳛橐环N新型肥料，不僅能夠調(diào)節(jié)土壤-植物系統(tǒng)中養(yǎng)分的有效性，而且能夠提供與作物營(yíng)養(yǎng)需求相吻合的養(yǎng)分[12-14]?？蒯尫逝c普通肥料相比，具有養(yǎng)分損失少，在用量大幅減少的情況下，還能促進(jìn)作物增產(chǎn)，提高肥料利用率的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為目前國(guó)內(nèi)外新型肥料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和我國(guó)“2020年化肥零增長(zhǎng)行動(dòng)計(jì)劃”替代肥料的主體之一[15-17]。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于常規(guī)肥料施用方法的研究相對(duì)較多[18-21]。而隨著緩控釋肥料的快速發(fā)展，其養(yǎng)分釋放特征與常規(guī)肥料有明顯區(qū)別，傳統(tǒng)的施肥方法可能不適合控釋肥料的實(shí)際應(yīng)用。因此，對(duì)于控釋肥料施用方法的研究需求也更加迫切?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】水性樹(shù)脂包膜緩/控釋肥成膜過(guò)程中以水作為溶劑或分散劑，無(wú)需回收溶劑，具有安全、環(huán)保、吸水保水的特點(diǎn)，近年來(lái)逐漸成為緩/控釋肥研究的新熱點(diǎn)[17]。目前，關(guān)于適用于冬小麥生產(chǎn)的水性樹(shù)脂包膜尿素產(chǎn)品的研發(fā)及其適宜施肥方法的研究較少。為此，本研究選取山東省土壤類(lèi)型、肥力水平、氣候條件均不同的3個(gè)小麥優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，采用田間小區(qū)試驗(yàn)的方法，研究了同等優(yōu)化施肥情況下，自制小麥專(zhuān)用控釋氮肥——水性樹(shù)脂包膜尿素的不同施用方法(撒施旋耕、種子正下條施、種子側(cè)下條施)對(duì)小麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收、土壤硝態(tài)氮含量及氮肥利用率等的影響，同時(shí)與常規(guī)尿素施肥和不施氮肥肥效進(jìn)行對(duì)比。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究旨在探索小麥生產(chǎn)過(guò)程中適宜的控釋氮肥品種及其最佳施用方法，以期為小麥控釋肥的一次性機(jī)械化施用技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

2012－2013年，分別在山東省茌平縣大崔村、泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院邱家店科研基地、桓臺(tái)縣生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)站開(kāi)展試驗(yàn)。3地試驗(yàn)區(qū)土壤的基本情況和耕前養(yǎng)分含量見(jiàn)表1，前茬作物均為夏玉米，供試小麥品種均為濟(jì)麥22。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

主要設(shè)5個(gè)處理，處理1（CK1）：1/2尿素播前撒施，10－15 cm旋耕后播種，1/2尿素返青拔節(jié)期追施；處理2（CK2）：全部尿素播前撒施，10－15 cm旋耕后播種；處理3（CRF1）：全部控釋氮肥播前撒施，10－15 cm旋耕后播種；處理4（CRF2）：全部控釋氮肥條施在種子正下方6－8 cm處，然后播種；處理5（CRF3）：全部控釋氮肥氮條施在種子側(cè)下方，即垂直距離6－8 cm，橫向距離為5－6 cm處，然后播種。每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積為20 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)之間筑畦，留有0.5 m隔離，小麥行間距為20 cm。另外，桓臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)增設(shè)了1個(gè)空白處理，不施氮肥，只施磷鉀肥，記為CK0。

控釋氮肥為山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所自行研制的小麥專(zhuān)用水性樹(shù)脂包膜尿素，含N 44%，不含其他養(yǎng)分，控釋期約為180 d。所有處理氮磷鉀養(yǎng)分投入量相同，磷肥用重過(guò)磷酸鈣，鉀肥用顆粒狀硫酸鉀，磷鉀肥全部作為底肥基施。3個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)的養(yǎng)分投入量根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)情況決定，氮肥投入量相對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施肥量均進(jìn)行了優(yōu)化減量，具體試驗(yàn)情況見(jiàn)表2。泰安試驗(yàn)點(diǎn)的土壤肥力相對(duì)最高，小麥目標(biāo)產(chǎn)量在7 500 kg·hm-2以上，因此其施肥量最高。由于茌平試驗(yàn)點(diǎn)的播種時(shí)間較晚，為了保證小麥產(chǎn)量，所以加大了播種量。

試驗(yàn)期間采取的其他田間管理措施，諸如澆水、劃鋤、防病、除草等各試驗(yàn)小區(qū)實(shí)施水平嚴(yán)格一致。

表1 試驗(yàn)地0－30 cm耕層土壤基本情況和耕前養(yǎng)分含量

表2 試驗(yàn)地養(yǎng)分投入及種植情況

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

小麥成熟時(shí)，各小區(qū)（重復(fù)）取均勻地段收獲長(zhǎng)1 m雙行樣段，齊地平面人工鐮刀收割裝入網(wǎng)袋，完全風(fēng)干，脫粒，分別測(cè)定該2 m樣段的籽粒風(fēng)干重和秸稈風(fēng)干重，用于計(jì)算籽粒和秸稈的干物質(zhì)分配率，并保存籽粒和秸稈樣品，粉碎后測(cè)定籽粒和秸稈全氮含量，全氮含量的測(cè)定采用凱氏定氮法[22]。各處理小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻地段，收取5.0 m2的樣方麥穗，裝入網(wǎng)袋，脫粒、曬干、去雜、稱(chēng)重，計(jì)算小麥產(chǎn)量。根據(jù)測(cè)得的小麥產(chǎn)量、籽粒與秸稈的干物質(zhì)分配率，推算秸稈生物量。

小麥?zhǔn)斋@后，在小麥種植行中間分0－30 cm、30－60 cm、60－90 cm不同土層采集土樣，分析各處理土壤硝態(tài)氮含量，硝態(tài)氮含量的測(cè)定采用紫外分光光度計(jì)法[23]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算分析方法[1-2]：

氮素積累量（nitrogen accumulation）（kg·hm-2）= 籽?；蚪斩捝锪俊梁?；

土壤氮素表觀平衡（soil apparent N balance）（kg·hm-2）= 氮素投入量-作物收獲帶走氮量；

氮肥利用率（nitrogen use efficiency）（%）=［施氮區(qū)地上部分吸氮量-不施氮區(qū)地上部分吸氮量］/施氮量×100；

氮肥偏生產(chǎn)力（nitrogenpartial factor productivity）（kg·kg-1）= 施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量。

采用Excel處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，SPSS16.0進(jìn)行處理間各指標(biāo)的差異顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平設(shè)為α= 0.05， 采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 施肥方法對(duì)小麥產(chǎn)量與干物質(zhì)分配的影響

3個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)小麥產(chǎn)量與干物質(zhì)分配的情況見(jiàn)表3。關(guān)于控釋肥處理，3地控釋肥條施于小麥種子正下方的施肥方法（CRF2處理）與條施于側(cè)下方的施肥方法（CRF3處理）相比，對(duì)小麥的產(chǎn)量均無(wú)顯著的影響。在茌平和泰安兩地，以控釋肥撒施旋耕的方法（CRF1處理）小麥產(chǎn)量最高，在茌平，CRF1處理的產(chǎn)量顯著高于CRF2處理，增產(chǎn)9.6%。在泰安，CRF1處理的產(chǎn)量顯著高于CRF3處理，增產(chǎn)7.0%；在桓臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)，CRF1處理的產(chǎn)量相對(duì)最高，但與其他2個(gè)處理產(chǎn)量沒(méi)有顯著的差別。綜合3地結(jié)果，以控釋肥撒施旋耕的施肥方法（CRF1處理）小麥產(chǎn)量較高，控釋肥條施于小麥種子正下方（CRF2處理）和側(cè)下方（CRF3處理）的施肥方法產(chǎn)量無(wú)顯著差異。

尿素的2種施肥方法相比，在茌平和桓臺(tái)兩地，尿素一半基施一半追施的方法（CK1處理）小麥產(chǎn)量顯著高于全部作為基肥撒施旋耕的方法（CK2處理），在泰安試驗(yàn)點(diǎn)，兩者無(wú)顯著差別。控釋肥處理與尿素CK1處理相比，在茌平，CRF1處理與CK1處理小麥產(chǎn)量差異不顯著，CRF2、CRF3處理小麥產(chǎn)量顯著低于CK1處理；在泰安，CRF1與CRF2處理分別比CK1處理增產(chǎn)6.1%和3.5%，但差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平，CRF3處理與CK1處理產(chǎn)量差異不顯著；在桓臺(tái)，CRF1、CRF2、CRF3處理均與CK1處理小麥產(chǎn)量無(wú)顯著差異?？蒯尫侍幚砼c尿素CK2處理相比，3地控釋肥的3種施肥方法產(chǎn)量均高于CK2處理，其中，在茌平和桓臺(tái)，CRF1處理小麥產(chǎn)量顯著高于CK2處理，分別增產(chǎn)11.3%和10.8%，在泰安，CRF1、CRF2處理小麥產(chǎn)量顯著高于CK2處理，分別增產(chǎn)9.4%和6.7%。在桓臺(tái)，施尿素和控釋氮肥的處理小麥產(chǎn)量均顯著高于不施氮肥的空白CK0處理。

表3 施肥方法對(duì)小麥產(chǎn)量與干物質(zhì)分配率的影響

同一試驗(yàn)點(diǎn)不同處理比較，不同字母表示差異達(dá)到0.05顯著水平。下同

In comparison between different treatments of the same test point, different letters mean significant differences at 0.05 level. The same as below

關(guān)于干物質(zhì)在小麥籽粒和秸稈的分配，在茌平和桓臺(tái)兩地，施肥處理對(duì)干物質(zhì)的分配率沒(méi)有顯著的影響。在泰安，CRF3和CK1處理的籽粒分配率顯著高于CK2處理，其秸稈分配率顯著低于CK2處理，其他處理之間干物質(zhì)的分配率沒(méi)有顯著差別。

2.2 施肥方法對(duì)小麥籽粒與秸稈氮含量的影響

3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)小麥籽粒與秸稈氮含量見(jiàn)圖1?？蒯尩屎湍蛩氐牟煌┓史椒▽?duì)3地小麥籽粒氮的含量均沒(méi)有顯著的影響。在茌平，各施肥處理之間秸稈氮含量沒(méi)有顯著差別，在泰安和桓臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)小麥秸稈氮含量差異較大。在泰安，以CRF2處理的秸稈氮含量最高，顯著高于其他處理，而CRF1和CRF3處理的秸稈氮含量相對(duì)最低，均顯著低于CK1處理。在桓臺(tái)，以CRF3處理的秸稈氮含量最高，顯著高于CRF1處理，其他施氮肥處理之間無(wú)顯著差異；與不施氮的CK0處理相比較，所有施氮肥處理均顯著提高了小麥籽粒的氮含量，秸稈氮含量除CRF1處理外，其他處理均顯著高于CK0處理。

同一試驗(yàn)點(diǎn)籽粒與秸稈的氮含量分別比較，柱上不同字母代表不同處理間差異達(dá)到0.05顯著水平

The nitrogen content of grain and straw at the same test point was compared respectively, and different letters above the column represented significant differences between different treatments at 0.05 level

圖1 施肥方法對(duì)小麥籽粒秸稈氮含量的影響

Fig. 1 Effect of fertilization methods on N content in wheat grain and straw

2.3 施肥方法對(duì)氮素積累與分配的影響

3個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)小麥籽粒和秸稈氮素積累與分配的情況見(jiàn)表4?？蒯尫?種施肥方法與尿素2種施肥方法相比較，在茌平和桓臺(tái)，對(duì)小麥籽粒和秸稈的氮素積累均沒(méi)有顯著的影響；在泰安，對(duì)籽粒氮素的積累沒(méi)有顯著的影響，對(duì)秸稈的氮素積累存在一定的影響，CRF2處理顯著高于CK1與CK2處理，CRF1處理顯著低于CK1與CK2處理，CRF3處理顯著低于CK1處理?？蒯尫?種施肥方法相比較，在3地對(duì)小麥籽粒的氮素積累均沒(méi)有顯著的影響；在茌平，對(duì)小麥秸稈的氮素積累亦沒(méi)有顯著影響，在泰安，CRF2處理的秸稈氮素積累量顯著高于CFR1和CRF2處理，在桓臺(tái)，CRF3處理的秸稈氮素積累量顯著高于CRF1處理。

表4 施肥方法對(duì)小麥氮素積累量與分配的影響

關(guān)于氮素在籽粒和秸稈之間的分配，控釋肥3種施肥方法與尿素2種施肥方法相比較，在茌平和桓臺(tái)，對(duì)籽粒和秸稈的氮素分配率均沒(méi)有顯著的影響。在泰安，CRF1與CRF3處理的籽粒氮素分配率顯著高于CK1與CK2處理，CRF2處理的籽粒氮素分配率顯著低于CK1與CK2處理，秸稈氮素分配率規(guī)律正好相反?？蒯尫?種施肥方法相比較，在茌平和桓臺(tái)，對(duì)籽粒和秸稈的氮素分配率均沒(méi)有顯著的影響。在泰安，CRF1與CRF3處理的籽粒氮素分配率顯著高于CRF2處理，相應(yīng)的，CRF1與CRF3處理的秸稈氮素分配率顯著低于CRF2處理，CRF1與CRF3處理之間籽粒和秸稈的氮素分配率沒(méi)有顯著差別。單從數(shù)值來(lái)看，在3地均以控釋肥撒施旋耕施肥方法（CRF1處理）的籽粒氮素分配率較高。在桓臺(tái)，施氮肥處理與不施氮肥（CK0處理）相比較，顯著增加了小麥籽粒和秸稈的氮素積累量，但是對(duì)分配率沒(méi)有明顯的影響（CFR3處理除外）。

2.4 施肥方法對(duì)氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥利用率的影響

3個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)氮肥的偏生產(chǎn)力見(jiàn)圖2，泰安和桓臺(tái) 的氮肥偏生產(chǎn)力介于29－34 kg·kg-1，茌平介于21－25 kg·kg-1。在桓臺(tái)，各處理的氮肥偏生產(chǎn)力沒(méi)有顯著差異，在茌平和泰安，氮肥的偏生產(chǎn)力變化規(guī)律與小麥籽粒產(chǎn)量一致，其中在泰安，CRF1和CRF2處理的氮肥偏生產(chǎn)力略高于CK1處理。單從數(shù)值來(lái)看，3地控釋肥的3種施肥方法的氮肥偏生產(chǎn)力均高于尿素全部作為基肥撒施旋耕的施肥方法（CK2處理），其中以控釋肥撒施旋耕的方法（CRF1處理）氮肥偏生產(chǎn)力較高。

同一試驗(yàn)點(diǎn)不同處理比較，柱上不同字母代表差異達(dá)到0.05顯著水平

桓臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)的氮肥利用率見(jiàn)圖3。由圖3可知，控釋肥3種施肥方法CRF1、CRF2和CRF3處理的氮肥利用率分別為46.7%、49.5%和50.2%，3個(gè)處理之間沒(méi)有顯著差異，與尿素的2種施肥方法相比較，氮肥利用率亦不存在顯著差異。尿素一半基施一半追施方法（CK1處理）的氮肥利用率顯著高于全部作為基肥撒施旋耕方法（CK2處理）。

柱上不同字母代表不同處理間差異達(dá)到0.05顯著水平

2.5 施肥方法對(duì)土壤氮素表觀平衡的影響

3個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)氮素表觀平衡見(jiàn)表5?？傮w來(lái)看，茌平和桓臺(tái)各施氮肥處理表現(xiàn)為氮盈余，氮盈余量介于34.0－68.6 kg·hm-2，泰安各施肥處理表現(xiàn)為氮虧缺，氮虧缺量介于22.4－84.7 kg·hm-2。在茌平和桓臺(tái)，控釋肥3種施肥方法CRF1、CRF2和CRF3處理的氮盈余量差異不顯著，與尿素的2種施肥方法相比較，氮盈余量亦不存在顯著差異，其中在桓臺(tái)，CK1處理的氮盈余量顯著低于CK2處理。在泰安，以CRF3處理的氮虧缺量最低，顯著低于CK1和CRF2處理，其他施肥處理間的氮虧缺量沒(méi)有顯著差異。

2.6 施肥方法對(duì)土壤硝態(tài)氮含量的影響

小麥?zhǔn)斋@后3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)0－90 cm土層土壤硝態(tài)氮含量的情況見(jiàn)表6。總體來(lái)看，隨著土層深度的增加，硝態(tài)氮含量有降低的趨勢(shì)。在茌平和桓臺(tái)，各土層均以CRF2和CRF3處理的硝態(tài)氮含量較高，茌平的0－30 cm土層，CRF3處理硝態(tài)氮含量顯著高于CK1與CK2處理，CRF2處理硝態(tài)氮含量顯著高于CK1處理，60－90 cm土層CRF2處理硝態(tài)氮含量顯著高于CK1與CRF1處理，CRF3處理顯著高于CK1處理；桓臺(tái)的0－30 cm土層，CRF3處理硝態(tài)氮含量顯著高于CK0、CK2、CRF1與CRF2處理，30－60 cm土層，CRF3處理硝態(tài)氮含量顯著高于CK0、CK2與CRF1處理，CRF2處理顯著高于CK0與CRF1處理。

表5 施肥方法對(duì)土壤氮素表觀平衡的影響

表6 施肥方法對(duì)小麥?zhǔn)斋@后土壤硝態(tài)氮含量的影響

在泰安試驗(yàn)點(diǎn)，各土層以尿素處理CK1與CK2處理的硝態(tài)氮含量較高，CRF1處理的硝態(tài)氮含量相對(duì)最低。在0－30 cm土層，CK1處理的硝態(tài)氮含量顯著高于CRF1與CRF3處理，在30－60和60－90 cm土層，CK1與CK2處理的硝態(tài)氮含量均顯著高于CRF1處理。

3 討論

肥料施用的位置效應(yīng)是指肥料按不同的施肥位置施入土壤后取得的植物生長(zhǎng)效應(yīng)、肥料利用效應(yīng)、土壤轉(zhuǎn)化效應(yīng)及環(huán)境承受效應(yīng)等綜合效應(yīng)。施肥的具體位置效應(yīng)與作物的種類(lèi)、土壤特性、肥料形態(tài)及地理位置等因素有關(guān)，施肥位置的不同直接關(guān)系到肥效的發(fā)揮、作物產(chǎn)量的高低[24-25]。土壤是銜接肥料養(yǎng)分供應(yīng)和作物養(yǎng)分吸收過(guò)程的中介和樞紐，施肥位置效應(yīng)受到土壤類(lèi)型、土壤含水量、土壤肥力、質(zhì)地、鹽分等多方面的影響[26-28]。本研究發(fā)現(xiàn)，在減量?jī)?yōu)化施肥的情況下，自制控釋氮肥撒施旋耕的施肥方法與尿素一半基施一半返青拔節(jié)期追施的施肥方法相比較，在泰安地區(qū)土壤肥力水平和生產(chǎn)水平較高的棕壤上，對(duì)小麥的產(chǎn)量、氮素在籽粒的分配率有一定的促進(jìn)作用，而在茌平和桓臺(tái)地區(qū)土壤肥力水平和生產(chǎn)水平較低的潮土和褐土上，對(duì)小麥的產(chǎn)量和氮素的分配沒(méi)有明顯的影響，這可能與3地土壤類(lèi)型、土壤肥力水平、土壤質(zhì)地、施肥量不同等因素有關(guān)。

目前，關(guān)于常規(guī)肥料施肥位置的研究較多，NKEBIWE等[29]總結(jié)了1982—2015年發(fā)表的全球各地40個(gè)田間試驗(yàn)的1 022套數(shù)據(jù)資料，發(fā)現(xiàn)總體上肥料定位施肥（點(diǎn)狀施肥、表層帶狀施肥、深層施肥等）比撒施能夠增產(chǎn)3.7%，作物地上部養(yǎng)分濃度與含量能夠分別提高3.7%和11.9%。關(guān)于小麥生產(chǎn)過(guò)程中控釋氮肥施肥方法的研究較少。劉永哲等[30]在江蘇砂壤土的研究表明，控釋期為60 d的包膜尿素在小麥播種行側(cè)方3 cm深度5 cm處一次基施處理的增產(chǎn)效果最好，比當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥增產(chǎn)6.5%，氮肥利用率較習(xí)慣施肥提高17.3%，側(cè)施處理優(yōu)于種下深施。張務(wù)帥[31]的研究表明，控釋氮肥5 cm、15 cm、25 cm3種施用深度中，施用深度5 cm、15 cm較普通復(fù)合肥撒施翻耕15 cm處理，顯著提高了0－20 cm土層土壤全氮、速效氮、有效磷和速效鉀的含量，施用深度15 cm比普通肥撒施翻耕增產(chǎn)15%左右；施用深度25 cm處理在小麥生長(zhǎng)前期養(yǎng)分供應(yīng)不足，不利于小麥分蘗和生長(zhǎng)，在小麥生產(chǎn)中建議控釋肥施用深度為15 cm。郭新送等[32]研究認(rèn)為，小麥控釋肥深施（土表下20 cm）可作為宅基復(fù)墾地上小麥氮肥施用的推廣利用模式。

在本研究中，除了設(shè)置控釋肥正下和側(cè)下條施處理外，還設(shè)置了撒施旋耕處理的施肥方法，并且發(fā)現(xiàn)在減量?jī)?yōu)化施肥的情況下，自制控釋氮肥撒施旋耕的施肥方法小麥產(chǎn)量較高，分析其原因，可能與以下兩個(gè)因素有關(guān)。首先，與本研究中采用的自制控釋氮肥的養(yǎng)分釋放特征密切相關(guān)。我們近幾年在桓臺(tái)潮褐土上的田間試驗(yàn)表明（待發(fā)表），自制控釋氮肥的氮素釋放峰有2個(gè)，分別在苗期和拔節(jié)期，占全年氮素釋放量的30.8%和23.5%，而小麥植株的吸氮量高峰在返青期與孕穗期，各滯后于氮素釋放高峰一個(gè)生育期，在苗期的吸氮量排第3位。由于小麥根系發(fā)育最旺盛的時(shí)期是在返青到孕穗期[33]，苗期根系不發(fā)達(dá)，因此，控釋肥撒施旋耕的施肥方法相對(duì)于種子正下和側(cè)下條施來(lái)說(shuō)，小麥植株在苗期能夠吸收到更多的氮素，利于促進(jìn)基本苗和冬前分蘗的發(fā)生。如果采用的控釋肥的氮素釋放與小麥需氮量完全同步的話，控釋氮肥種子正下或側(cè)下條施方法在返青期后給小麥生長(zhǎng)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)估計(jì)會(huì)抵消甚至超過(guò)撒施旋耕在苗期產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)，這有待于開(kāi)展進(jìn)一步的研究來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。其次，在本研究中的3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)了秸稈周年全量還田，自制控釋氮肥在苗期的氮素釋放量又最高，因此，控釋肥撒施旋耕的方法相比較種子正下或側(cè)下條施，能夠?yàn)楦麑游⑸锏幕顒?dòng)提供更多的氮素，從而緩解秸稈腐解與小麥生長(zhǎng)爭(zhēng)氮的矛盾[34]，這亦有助于促進(jìn)冬小麥在苗期的生長(zhǎng)。

土壤養(yǎng)分表觀平衡是衡量施肥方法是否合理的指標(biāo)之一[35]。本研究發(fā)現(xiàn)，在茌平和桓臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)，雖然相比當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施肥氮肥投入量降低，各施氮肥處理在小麥?zhǔn)斋@后氮素仍表現(xiàn)為盈余，盈余量占氮素總投入量的19%－33%，因此，在今后的小麥生產(chǎn)中可以再適當(dāng)降低氮肥的施用量。而在泰安試驗(yàn)點(diǎn)，各施氮肥處理在小麥?zhǔn)斋@后氮素表現(xiàn)為虧缺，虧缺量占氮素總投入量的10%－38%，若長(zhǎng)期保持這樣的施氮量，很可能會(huì)逐漸耗竭土壤中的氮素，不利于小麥生產(chǎn)，因此建議適當(dāng)提高氮肥的施用量。在氮素虧缺的情況下，自制控釋氮肥播前撒施旋耕的施肥方法對(duì)泰安棕壤的小麥產(chǎn)量仍有一定的促進(jìn)作用，加大施用量后的肥效有待于進(jìn)一步的研究。

前人研究發(fā)現(xiàn)，施用控釋肥在作物增產(chǎn)的效果不僅明顯，而且還能夠減少氮素淋溶，提高耕層土壤的速效氮含量，減少對(duì)地下水污染[36-38]。由于受降水和灌溉的影響，施入土壤中的氮素會(huì)在土壤水分的作用下擴(kuò)散遷移，因此，本研究中采用收獲后在小麥種植行中間取樣的方法能基本反映出不同施肥方法對(duì)土壤硝態(tài)氮?dú)埩舻挠绊懬闆r。本研究的結(jié)果表明，在茌平和桓臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)氮素盈余的情況下，自制控釋氮肥與等量尿素比較，雖然對(duì)小麥沒(méi)有明顯的增產(chǎn)效果，但是條施于種子正下方和側(cè)下方的施肥方法，0－90 cm土層土壤硝態(tài)氮含量較高，從而減輕了硝態(tài)氮向深層地下水淋溶損失的風(fēng)險(xiǎn)，而且有助于下一季作物的養(yǎng)分吸收。在泰安試驗(yàn)點(diǎn)氮素虧缺的情況下，自制控釋氮肥處理的土壤硝態(tài)氮含量較低，尤其是撒施旋耕的處理最低，可能是由于該施肥方法小麥產(chǎn)量最高，從而消耗了土壤中更多的氮素。

綜合來(lái)看，關(guān)于冬小麥控釋肥適宜的施肥方法，單就本研究中采用的這種控釋氮肥產(chǎn)品而言，在減量?jī)?yōu)化施肥的情況下，小型農(nóng)戶(hù)或不具備種肥同播機(jī)械化生產(chǎn)條件的地區(qū)，可以采用與磷鉀肥一同撒施再旋耕的一次性施肥方法；對(duì)于大型農(nóng)場(chǎng)或合作社，建議采用種子側(cè)下條施的機(jī)械化一次性施肥技術(shù)，最好適當(dāng)減少小麥種子與肥料的垂直距離，比如由6－8 cm調(diào)整到4－6 cm，這樣有助于苗期冬小麥對(duì)氮素的吸收和勞動(dòng)力投入成本的節(jié)省，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)量、增加收益。

具備不同氮素釋放特征的小麥控釋肥品種，其適宜的最佳施肥方法，包括最佳施用量、施肥位置等，還需要在不同生態(tài)區(qū)、不同土壤類(lèi)型和地力條件下開(kāi)展更為廣泛的田間試驗(yàn)研究來(lái)進(jìn)行篩選總結(jié)。

4 結(jié)論

在減量?jī)?yōu)化施肥的情況下，自制小麥專(zhuān)用控釋氮肥撒施旋耕的施肥方法小麥產(chǎn)量、氮肥偏生產(chǎn)力較高，控釋肥條施于種子正下方和側(cè)下方6－8 cm深處的施肥方法小麥產(chǎn)量和氮肥偏生產(chǎn)力無(wú)顯著差異。3種施肥方法對(duì)于干物質(zhì)在小麥籽粒與秸稈的分配、籽粒氮素的含量和積累量、氮肥的利用率（桓臺(tái)褐土）以及氮素的盈余量均沒(méi)有顯著的影響。本研究的結(jié)果初步表明，自制的小麥專(zhuān)用控釋氮肥在減量?jī)?yōu)化施肥的情況下，采用撒施旋耕的施肥方法有利于小麥的穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)，同時(shí)，包膜生產(chǎn)成本較低，施肥方法容易操作，后期不用追肥，減少了勞動(dòng)力的投入，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

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（責(zé)任編輯 李云霞，楊鑫浩）

Effects of Fertilization Methods of Self-made Wheat-specific Controlled-release Nitrogen Fertilizer on Fertilizer Efficiencies

LIU Ping1, TAN DeShui1, XU Yu1, LIN HaiTao1, LI Yan1, SONG XiaoZong1, SHEN YuWen1, LIU ZhaoHui2

(1Institute of Agricultural Resources and Environment, Shandong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Agricultural Environment of Huang-Huai-Hai Plain, Ministry of Agriculture/Shandong Provincial Engineering Research Center of Environmental Protection Fertilizers, Jinan 250100;2Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100)

【Objective】The objective of this study was to explore the suitable controlled-release nitrogen fertilizer varieties and their application methods in the wheat production process, so as to provide a theoretical basis for the popularization and application of the one-off mechanized application technology of wheat controlled-release fertilizer. 【Method】Three dominant wheat producing areas with different soil types, fertility levels and climatic conditions in Shandong province were selected to study effects of different application methods of controlled-release nitrogen fertilizer for wheat (surface broadcasting and rotary tillage (CRF1), banding below seeds (CRF2), and banding below and away from seeds (CRF3)) on wheat yield, nutrient absorption, soil nitrate nitrogen content and nitrogen use efficiency under the same optimal fertilization conditions by the method of field plot experiment. At the same time, the application methods were compared with the conventional urea fertilization (half urea was used as the base fertilizer, and half of urea was used at jointing of wheat (CK1), and all of urea was used as the base fertilizer by surface broadcasting and rotary tillage (CK2)) and no nitrogen fertilizer (CK0). 【Result】The yield of wheat grown in Taian brown soil ranged from 7 021 to 7 683 kg·hm-2, and the yields of CRF1 and CRF2 increased by 6.1% and 3.5% respectively compared with CK1, but the difference did not reach a significant level. The yield of CRF3 and CK1 was not significantly different, and the yield of CRF1 and CRF2 wheat was significantly higher than that of CK2, which increased by 9.4% and 6.7%, respectively. The yield of wheat grown in Chiping tidal soil ranged from 4 576 to 5 193 kg·hm-2, and the yield of CRF1 and CK1 wheat was not significantly different, but significantly higher than that of CK2, with an increase of 11.3%. The yield of wheat treated with nitrogen fertilizer in the Huantai cinnamon soil ranged from 5 222 to 5 830 kg·hm-2. The yield of CRF1, CRF2 and CRF3 had no significant difference with CK1, while the yield of CRF1 was significantly higher than that of CK2, with an increase of 10.8%. The wheat yield and partial factor productivity of nitrogen fertilizer of CRF1 were higher in all three sites, but there was no significant difference between CRF2 and CRF3. In Taian brown soil, the distribution rates of grain nitrogen of CRF1 and CRF3 were significantly higher than those of CK1 and CK2. The nitrogen use efficiency of CRF1, CRF2 and CRF3 in Huantai cinnamon soil was 46.7%, 49.5% and 50.2%, respectively. There was no significant difference among the three treatments, and no significant difference with CK1 and CK2. The three kinds of fertilization methods of controlled-release nitrogen fertilizer had no significant effect on the distribution of dry matter in wheat grain and straw, the nitrogen content and accumulation of grain and the surplus of nitrogen. In Chiping and Huantai, the content of nitrate nitrogen of CRF2 and CRF3 in 0-90 cm soil layer was higher. The content of nitrate nitrogen under CK1 and CK2 in Taian was higher, while that under CRF1 was the lowest. 【Conclusion】In the case of optimized dosage, the surface broadcasting and rotary tillage method for self-made wheat-specific controlled-release nitrogen fertilizer was conducive to stable or higher yield and production costs savings.

controlled-release fertilizer; fertilization methods; wheat; yield; nitrogen use efficiency; fertilizer placement

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.008

2018-01-17；

2018-06-15

國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201303103，201503130）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0301002，2017YFD0201700）、國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-03）、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017CXGC0304）、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（重大關(guān)鍵技術(shù)）（2016ZDJS08A02）、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目（CXGC2016A05）

劉蘋(píng)，E-mail：liuapple5326@sina.com。通信作者劉兆輝，E-mail：liuzhaohui6666@sina.com