許愛霞,李玲玲
1.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070;2.定西市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督管理站,甘肅 定西 743000
我國是世界小麥生產(chǎn)大國,也是小麥消費(fèi)大國和進(jìn)口大國[1]。氮素對小麥生長影響非常關(guān)鍵,是小麥生長必須的大量元素[2],也是小麥生產(chǎn)中主要的養(yǎng)分限制因子之一[3]。自20世紀(jì)70年代以來,為盲目追求高產(chǎn),我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的投入迅速增加,造成農(nóng)作物產(chǎn)量和氮肥利用率逐年降低[4]。過量施用氮肥,不僅會(huì)造成環(huán)境污染、土壤板結(jié)、地下水富營養(yǎng)化等一系列的負(fù)面影響[5],而且隨著農(nóng)業(yè)投入品的增加和生產(chǎn)資料價(jià)格的不斷提高,小麥生產(chǎn)的成本也越來越高,出現(xiàn)了效益低下甚至“增產(chǎn)不增收”的現(xiàn)象,嚴(yán)重打擊了農(nóng)戶種植小麥的積極性[6]。因此,合理施用氮肥,是兼顧作物產(chǎn)量、增加經(jīng)濟(jì)效益、提高氮素利用效率和控制農(nóng)業(yè)污染的重要措施[7],對于推進(jìn)化肥減量增效工作具有十分重要的意義。本試驗(yàn)設(shè)置不同水平的氮肥施用量,明確其對產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益的影響,旨在為小麥高產(chǎn)高效中氮肥的合理調(diào)控提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
供試小麥品種為定西35號(hào),由定西市農(nóng)科院提供。氮肥選用含純N 46%的尿素,磷肥選用含P2O5 為12%的普通過磷酸鈣。
試驗(yàn)地設(shè)在甘肅省定西市李家堡鎮(zhèn),屬于典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),區(qū)內(nèi)地下水與地表水缺乏,無灌溉條件,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中唯一水源是降水,多年年平均降水量為415.2mm,年蒸發(fā)量1531mm,變異系數(shù)為24.3%。海拔1970m,平均氣溫6.4℃,≧10℃積溫為2 239.1℃,無霜期為140 d,土壤為典型的黃綿土。
試驗(yàn)共設(shè)N 1、N 2、N 3、N 4、N 5等5個(gè)處理,施氮量分別為0、52.5kg/hm2、105.0kg/hm2、157.5kg/hm2、210.0kg/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),小區(qū)面積為3×10m2。試驗(yàn)從2013年開始,連續(xù)種植3年,每年3月中旬播種,行距0.25m,播量187.5kg/hm2。各處理播前結(jié)合整地施磷肥(P2O5105kg/hm2),所有肥料在作物播種前一次性施入。
從表1可以看出,各施氮處理小麥產(chǎn)量均高于不施氮肥的對照處理,但不同施氮處理的產(chǎn)量隨施氮量的增加呈先增加后降低,產(chǎn)量與施氮量的反應(yīng)曲線在超過適宜施氮量后呈現(xiàn)下降趨勢。從三年總的產(chǎn)量結(jié)果來分析,不同施氮量處理的產(chǎn)量結(jié)果與不施氮肥的對照處理相比達(dá)顯著水平,不同氮肥施用量的各處理之間差異不顯著;氮肥施用量在0~105kg/hm2范圍內(nèi)時(shí),小麥的產(chǎn)量隨著氮肥施用量的增加而增加,當(dāng)?shù)适┯昧扛哂?05kg/hm2時(shí),小麥產(chǎn)量隨施氮量的增加反而降低。
在尿素單價(jià)2.16元/kg,普通過磷酸鈣0.8元/kg、種子4.00元/kg、小麥3元/kg、秸稈0.8元/kg、農(nóng)業(yè)用工80元/工日的情況下,各處理經(jīng)濟(jì)效益為10 543.23~14 819.76元/hm2,各施氮處理與不施氮肥的對照處理相比均為正增長;產(chǎn)投比為1.14~1.49,各施氮處理的產(chǎn)投比均高于與不施氮肥的對照處理,但經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)投比均隨著施氮量的增加出現(xiàn)先增加后減小的趨勢。連續(xù)施氮三年,凈收益為18 669.60元~14 819.76元,產(chǎn)投比最高為1.14~1.49,均以處理N3(每年施氮105kg/hm2)最佳(見表1)。
近年來,國內(nèi)外研究人員和農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中對小麥的成本收益效率的評價(jià)越來越關(guān)注[8]。小麥種植過程中需要投入多種要素,如:種子、肥料、人工等。隨著農(nóng)業(yè)投入品價(jià)格的不斷提高,小麥生產(chǎn)成本也在不斷上升,嚴(yán)重地打擊了農(nóng)戶的積極性。因此,降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)收益已經(jīng)成為小麥生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之急[9]。
有研究表明,增加氮肥用量,對小麥籽粒產(chǎn)量影響表現(xiàn)為,在一定范圍內(nèi),籽粒產(chǎn)量隨氮肥用量的增加而提高,超過一定限度后再增加施氮量,籽粒產(chǎn)量增加不顯著,甚至降低[10]。張慶江等[11]研究表明,當(dāng)土壤中氮肥的施用量超過150kg/hm2時(shí),小麥的產(chǎn)量會(huì)隨施氮量的增加而下降。本研究在大田試驗(yàn)條件下,通過分析不同施氮量對小麥的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益發(fā)現(xiàn),在常規(guī)施用磷肥的基礎(chǔ)上,不同用量氮肥對小麥均有增產(chǎn)效果;但隨著氮肥用量的增加,小麥的產(chǎn)量隨施氮量的增加 呈先增后減的趨勢,這與前人得出的結(jié)論相一致;對三年總產(chǎn)量進(jìn)行分析,各不同施氮量處理的產(chǎn)量結(jié)果與不施氮肥的對照處理相比達(dá)顯著水平,不同氮肥施用量的各處理之間差異不顯著;氮肥施用量在0~105kg/hm2范圍內(nèi)時(shí),小麥的產(chǎn)量隨著氮肥施用量的增加而增加,當(dāng)?shù)适┯昧扛哂?05kg/hm2時(shí),小麥產(chǎn)量隨施氮量的增加反而降低,說明在供試土壤肥力條件下,小麥產(chǎn)量與氮肥用量之間的相關(guān)性并不密切,還有一個(gè)原因是氮肥對春小麥產(chǎn)量的影響與降水年型相伴而行;連續(xù)施氮三年,凈收益與產(chǎn)投比均以處理N3(每年施氮105kg/hm2)最佳,分別為14 819.76元和1.49,因此從經(jīng)濟(jì)施肥角度考慮,定西地區(qū)獲得最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量氮的施用量為105kg/hm2。
表1 不同氮肥施用量對產(chǎn)量的效應(yīng)值