鄧先亮，屠 曉，李 軍，朱興敏，肖丹丹，陳英龍，韋還和，戴其根

（揚(yáng)州大學(xué)水稻產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究院/江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心/揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物，種植面積和總產(chǎn)量均占全國(guó)糧食作物的21%左右［1］。近年來(lái)，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，高產(chǎn)栽培要求的氮肥深施和多次追施在生產(chǎn)上難以實(shí)施［2］，基施“一炮轟”現(xiàn)象比例逐年上升［3］，嚴(yán)重影響了小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。緩控釋肥具有肥效期長(zhǎng)且穩(wěn)定的特點(diǎn)［4］，為小麥簡(jiǎn)化施肥，減少施肥次數(shù)和數(shù)量提供了新的思路和途徑［5］。已有研究表明，各種緩控釋肥的養(yǎng)分釋放特點(diǎn)有差異［6-7］，施用后可降低氮素?fù)p失［8-9］，減少農(nóng)田N2O、CH4等溫室氣體的排放［10-12］和對(duì)環(huán)境的壓力［13］。譚德水等［14］研究認(rèn)為，小麥生產(chǎn)上控釋氮肥一次性施用能緩解農(nóng)村勞力緊張，起到穩(wěn)產(chǎn)增效的效果。王玉紅等［15］研究發(fā)現(xiàn)，樹(shù)脂包膜尿素與普通尿素相比，在水稻上應(yīng)用可以增產(chǎn)、提高氮肥利用率。劉紅恩等［16］研究表明，腐植酸尿素作為一種新型增效氮肥，能夠增加作物產(chǎn)量，提高氮肥利用效率。且腐植酸作為近年來(lái)比較熱門(mén)的新型肥料品種，其含有多種活性基團(tuán)，如羧基、羥基和甲氧基等，具有較強(qiáng)的離子交換能力和吸附能力，能夠改良土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤氮素?fù)p失［17-19］。但總體而言，緩控釋肥對(duì)小麥產(chǎn)量及其形成的影響研究還較少，更沒(méi)有在大面積生產(chǎn)上得到應(yīng)用。江蘇蘇中地區(qū)是小麥的主產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)上迫切需要簡(jiǎn)化施肥技術(shù)，特別是一次性基施技術(shù)，為此，本試驗(yàn)以傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥為對(duì)照，研究樹(shù)脂包衣尿素和含腐植酸的控釋摻混肥一次性基施對(duì)小麥產(chǎn)量及其形成、肥料利用的影響，以期為緩控釋肥在江蘇蘇中小麥生產(chǎn)上的合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016～2017年在揚(yáng)州大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行（東經(jīng)119°43′，北緯32°39′，平均氣溫14.8℃，平均日照2 140 h）。土質(zhì)為砂壤土，地力水平中等偏上，前茬水稻，土壤全氮含量為0.13%、堿解氮87.45 mg/kg、有效磷32.84 mg/kg、速效鉀88.32 mg/kg。

供試材料為江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所育成的在蘇中地區(qū)大面積推廣小麥品種揚(yáng)麥20。

供試肥料：含腐植酸的控釋摻混肥（N 28%，P2O510%，K2O 10%，該肥料是將聚合物包膜尿素與復(fù)混肥料摻混而成，添加高活性腐植酸，可提高肥料利用率，起到增產(chǎn)提質(zhì)的效果）和樹(shù)脂包衣尿素（N 44%，用樹(shù)脂包裹大顆粒尿素而成，能有效控制養(yǎng)分釋放，減緩尿素的融化速度，以達(dá)到延長(zhǎng)肥效的目的）均由山東某公司提供，普通尿素（N 46%）為當(dāng)?shù)厥惺郛a(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥，以及緩控釋肥一次性基施100%、90%、80%傳統(tǒng)高產(chǎn)施氮量的3 個(gè)施N水平，設(shè)計(jì)形成8個(gè)處理：①傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U），氮肥分基肥、苗肥、拔節(jié)肥、劍葉肥4次施用，其比例為5∶1∶2∶2，均施普通尿素，施氮量為252 kg/hm2；②樹(shù)脂包衣尿素100%N量（SZ1）一次性基施；③樹(shù)脂包衣尿素90%N量（SZ2）一次性基施；④樹(shù)脂包衣尿素80%N量（SZ3）一次性基施；⑤含腐植酸的控釋摻混肥100%N量（LM1）一次性基施；⑥含腐植酸的控釋摻混肥90%N量（LM2）一次性基施；⑦含腐植酸的控釋摻混肥80%N量（LM3）一次性基施；⑧另設(shè)不施氮肥空白處理（CK），只施磷鉀肥。①～⑦處理磷、鉀肥施用量與⑧處理相同，且含腐植酸的控釋摻混肥中的磷、鉀與其他處理所施磷、鉀一樣，分別是過(guò)磷酸鈣和氯化鉀，統(tǒng)一基施。具體的施肥量詳見(jiàn)表1。試驗(yàn)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共24個(gè)小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)5 m，寬3.3 m，面積16.5 m2。采用人工開(kāi)溝條播，行距為25 cm，播種量150 kg/hm2，基本苗（3葉期定苗）300×104/hm2。

表1 各處理氮磷鉀施用量 （kg/hm2）

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

莖蘗動(dòng)態(tài)：每個(gè)小區(qū)定點(diǎn) 1 m雙行，于越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開(kāi)花期、花后20 d、成熟期調(diào)查莖蘗數(shù)，計(jì)算成穗率。

葉面積、干物重和含氮量：分別于拔節(jié)期、孕穗期、開(kāi)花期、花后20 d、成熟期在每個(gè)小區(qū)取有代表性的小麥單莖20個(gè)，采用長(zhǎng)寬法測(cè)定植株葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)。將所取植株樣品105℃殺青30 min，80℃烘至恒重后測(cè)定各器官及全株的干物重。樣品粉碎后采用H2SO4-H2O2消化，半微量凱氏定氮法測(cè)定植株含氮量。

產(chǎn)量及其構(gòu)成因素：于小麥成熟期，對(duì)每個(gè)小區(qū)進(jìn)行穗數(shù)調(diào)查，取50穗測(cè)定每穗粒數(shù)、千粒重等，計(jì)算理論產(chǎn)量，各小區(qū)取代表性樣段4 m2割方（取代表性樣段割成一定面積的正方形或長(zhǎng)方形）測(cè)定實(shí)收產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

氮素吸收量（kg/hm2）=該時(shí)期地上部干物重×含氮率；

氮素階段吸收量（kg/hm2）=后一時(shí)期氮素吸收量-前一時(shí)期氮素吸收量；

氮素吸收利用率（%）=（施氮處理總吸氮量-無(wú)氮處理總吸氮量）/施氮量×100。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS V9.50軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可以看出，不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響差異顯著。等量施肥條件下，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素（SZ1）的產(chǎn)量為6 733.3 kg/hm2，與傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）獲得相似的產(chǎn)量，一次性基施含腐植酸的控釋摻混肥（LM1）的產(chǎn)量為6 933.3 kg/hm2，相比U處理提高了2.21%，差異不顯著。減量施氮LM2處理的產(chǎn)量比U處理低，但差異不顯著；SZ2、SZ3、LM3處理的產(chǎn)量均低于U處理，差異顯著。結(jié)果表明，相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理的產(chǎn)量呈含腐植酸的控釋摻混肥＞樹(shù)脂包衣尿素的趨勢(shì)，差異不顯著。在產(chǎn)量構(gòu)成因素上，穗數(shù)、穗粒數(shù)在SZ1、SZ2、LM1、LM2和U處理間差異不顯著；千粒重上，SZ1、SZ2、SZ3、LM1、LM2、LM3處理均高于U處理，差異不顯著。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重差異不顯著。

2.2 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥莖蘗動(dòng)態(tài)及成穗率的影響

不同處理莖蘗動(dòng)態(tài)變化規(guī)律基本一致（圖1）。施氮處理各生育期莖蘗數(shù)均高于不施氮肥CK。越冬至拔節(jié)期，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素SZ1、SZ2處理和含腐植酸的控釋摻混肥LM1、LM2處理的莖蘗數(shù)均高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）；SZ3、LM3處理的莖蘗數(shù)低于U處理；拔節(jié)至成熟期，SZ1、SZ2、LM1、LM2和U處理的莖蘗數(shù)差異不明顯，SZ3、LM3處理的莖蘗數(shù)低于U處理。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理各生育期的莖蘗數(shù)無(wú)明顯差異。

表2 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

圖1 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

從圖2中可以看出，CK的成穗率最高，U處理次之，SZ1處理的成穗率最低。隨著施氮量的增加，兩種緩控釋肥的成穗率基本呈下降的趨勢(shì)。

圖2 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥成穗率的影響

2.3 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥葉面積指數(shù)的影響

由表3可知，施氮處理各生育期葉面積指數(shù)均高于不施氮肥CK。等量施肥條件下，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素（SZ1）和含腐植酸的控釋摻混肥（LM1）在拔節(jié)期的葉面積指數(shù)均高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）；孕穗期、開(kāi)花期和花后20 d，SZ1處理的葉面積指數(shù)均低于U處理，LM1處理的葉面積指數(shù)均高于U處理。減量施氮的SZ2、SZ3、LM2、LM3處理在孕穗期、開(kāi)花期和花后20 d的葉面積指數(shù)均低于U處理。結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥，施用等量含腐植酸的控釋摻混肥有利于小麥葉面積指數(shù)的提高，但差異不顯著。在葉面積衰減率中，SZ1處理最高，CK最低，所有施氮處理均與CK存在顯著性差異。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理的葉面積指數(shù)呈含腐植酸的控釋摻混肥＞樹(shù)脂包衣尿素的趨勢(shì)，差異不顯著；葉面積衰減率呈樹(shù)脂包衣尿素＞含腐植酸的控釋摻混肥的趨勢(shì)，差異不顯著。

表3 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥葉面積指數(shù)的影響

2.4 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥物質(zhì)積累量、階段積累量與積累比例的影響

隨著施氮量的增加，小麥的物質(zhì)積累量逐漸增加（表4）。施氮處理各生育期物質(zhì)積累量與不施氮肥CK差異顯著。等量施肥條件下，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素（SZ1）和含腐植酸的控釋摻混肥（LM1）在拔節(jié)期的物質(zhì)積累量均高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）；孕穗期、開(kāi)花期、花后20 d和成熟期，LM1處理的物質(zhì)積累量均最高，但SZ1、LM1、U處理間差異不顯著。減量施氮的SZ2、SZ3、LM2、LM3處理的物質(zhì)積累量在孕穗期、開(kāi)花期、花后20 d和成熟期均低于U處理。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理在小麥各生育期的物質(zhì)積累量基本呈含腐植酸的控釋摻混肥＞樹(shù)脂包衣尿素的趨勢(shì)，差異不顯著。

表4 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥生育期物質(zhì)積累量的影響 （t/hm2）

由表5可得，等量施肥條件下，播種至拔節(jié)階段，SZ1、LM1處理的物質(zhì)階段積累量和積累比例均高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）；拔節(jié)至開(kāi)花階段，SZ1和LM1處理的物質(zhì)階段積累量和積累比例均低于U處理；開(kāi)花至成熟階段，SZ1處理的物質(zhì)階段積累量和積累比例低于U處理，LM1處理的物質(zhì)階段積累量高于U處理，積累比例低于U處理。減量施氮的SZ2、SZ3、LM2、LM3處理的物質(zhì)階段積累量在拔節(jié)至開(kāi)花和開(kāi)花至成熟階段均低于U處理。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理在播種至拔節(jié)階段的物質(zhì)階段積累量呈樹(shù)脂包衣尿素＞含腐植酸的控釋摻混肥的趨勢(shì)，差異不顯著；拔節(jié)至開(kāi)花和開(kāi)花至成熟階段的物質(zhì)階段積累量呈含腐植酸的控釋摻混肥＞樹(shù)脂包衣尿素的趨勢(shì)，差異不顯著。

表5 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥物質(zhì)階段積累量與積累比例的影響

2.5 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥氮素積累量、階段積累量與積累比例的影響

施氮處理各生育期氮素積累量與不施氮肥CK差異顯著（表6）。等量施肥條件下，拔節(jié)期，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素（SZ1）和含腐植酸的控釋摻混肥（LM1）的氮素積累量均高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U），差異顯著；孕穗期、開(kāi)花期，SZ1、LM1、U處理間氮素積累量相當(dāng)，差異不顯著；花后20 d、成熟期，SZ1處理的氮素積累量均最低，LM1和U處理的氮素積累量相當(dāng)。減量施氮的SZ2、SZ3、LM2、LM3處理的氮素積累量在孕穗期、開(kāi)花期、花后20 d和成熟期均低于U處理。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理在拔節(jié)期、孕穗期的氮素積累量呈樹(shù)脂包衣尿素＞含腐植酸的控釋摻混肥的趨勢(shì)；開(kāi)花期、花后20 d和成熟期的氮素積累量呈含腐植酸的控釋摻混肥＞樹(shù)脂包衣尿素的趨勢(shì)。

表6 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥生育期氮素積累量的影響 （kg/hm2）

從表7可以看出，等量施肥條件下，播種至拔節(jié)階段，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素（SZ1）和含腐植酸的控釋摻混肥（LM1）的氮素階段積累量和積累比例均高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）；拔節(jié)至開(kāi)花階段，SZ1、LM1處理的氮素階段積累量和積累比例均低于U處理；開(kāi)花至成熟階段，SZ1處理的氮素階段積累量和積累比例低于U處理，LM1處理的氮素階段積累量和積累比例高于U處理。減量施氮的SZ2、SZ3、LM2、LM3處理的氮素階段積累量在拔節(jié)至開(kāi)花和開(kāi)花至成熟階段均低于U處理。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理的氮素階段積累量在播種至拔節(jié)階段呈樹(shù)脂包衣尿素＞含腐植酸的控釋摻混肥的趨勢(shì)，差異不顯著；拔節(jié)至開(kāi)花和開(kāi)花至成熟階段呈含腐植酸的控釋摻混肥＞樹(shù)脂包衣尿素的趨勢(shì)，差異顯著。

表7 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥氮素階段積累量及積累比例的影響

2.6 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥氮素利用率的影響

不施氮肥處理的吸氮量為80.46 kg/hm2，隨著施氮量的增加，緩控釋肥的氮素利用率降低（圖3）。等量施肥條件下，傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）的氮素利用率為45.80%，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素（SZ1）和含腐植酸的控釋摻混肥（LM1）的氮素利用率分別為44.66%、46.71%，LM1處理的氮素利用率相比U處理提高了1.95個(gè)百分點(diǎn)。且一次性基施樹(shù)脂包衣尿素處理的氮素利用率均低于U處理，一次性基施含腐植酸的控釋摻混肥處理的氮素利用率均高于U處理。相同施氮量條件下，兩種緩控釋肥處理的氮素利用率呈含腐植酸的控釋摻混肥＞樹(shù)脂包衣尿素的趨勢(shì)。

圖3 緩控釋肥一次性基施對(duì)小麥氮素利用率的影響

3 討論

緩控釋肥作為一種新型肥料，能很好地滿足作物不同生長(zhǎng)階段的需求，通過(guò)提高作物生長(zhǎng)中后期的供肥能力，促進(jìn)速效養(yǎng)分對(duì)作物生長(zhǎng)的供應(yīng)；同時(shí)一些特殊的包膜材料配方也起到了一定的輔助作用，如保水劑、微量營(yíng)養(yǎng)元素的加入等，可促進(jìn)作物生長(zhǎng)，最終提高作物產(chǎn)量，在不同作物上表現(xiàn)為增產(chǎn)效果［20］。馬富亮等［21］研究表明，硫膜和樹(shù)脂膜控釋尿素在增加小麥產(chǎn)量，改善籽粒品質(zhì)和提高氮素利用率方面均起到較好的作用，其中樹(shù)脂膜控釋尿素具有更好的綜合效應(yīng)。鄭沛等［22］研究發(fā)現(xiàn)，樹(shù)脂膜控釋尿素一次性基施能夠達(dá)到“一次施肥保全期”的施用效果且能提高小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成。薛世川等［23］研究表明施用腐植酸可有效提高小麥抗旱防衰能力，增加干物質(zhì)量累積。郝水源等［24］研究表明拔節(jié)期施用腐植酸肥料可以有效提高春小麥各生育時(shí)期葉面積指數(shù)。孫志梅等［25］研究表明腐植酸肥料的施用有助于促進(jìn)小麥植株的個(gè)體發(fā)育，特別對(duì)小麥分蘗和后期成穗具有很好的促進(jìn)作用，有利于植株干物質(zhì)的積累。但是不同包膜材料及工藝生產(chǎn)的控釋肥釋放性能差異很大［26-27］，因此，相同類(lèi)型土壤施用不同控釋肥的產(chǎn)量效應(yīng)不一定相同［28］。本試驗(yàn)中，等量施肥條件下，SZ1與U處理產(chǎn)量相當(dāng)，LM1處理的產(chǎn)量比U處理提高了2.21%，差異不顯著。說(shuō)明兩種緩控釋肥一次性基施均能達(dá)到高產(chǎn)要求，其中含腐植酸的控釋摻混肥在小麥上的產(chǎn)量效應(yīng)優(yōu)于樹(shù)脂包衣尿素，是因?yàn)橄啾葮?shù)脂包衣尿素，含腐植酸的控釋摻混肥提高了小麥成熟期的穗數(shù)和各個(gè)生育時(shí)期的葉面積指數(shù)，增強(qiáng)了小麥的干物質(zhì)積累和氮素積累，提高了氮肥利用效率。

在本試驗(yàn)條件下，傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥在前期的氮素積累量低于樹(shù)脂包衣尿素和含腐植酸的控釋摻混肥，中期的氮素積累量高于樹(shù)脂包衣尿素和含腐植酸的控釋摻混肥，后期三者差異不大；這可能是因?yàn)閭鹘y(tǒng)高產(chǎn)施肥采用的是分次施肥，前期只施了一部分，而樹(shù)脂包衣尿素和含腐植酸的控釋摻混肥采用一次性基施，導(dǎo)致了樹(shù)脂包衣尿素和含腐植酸的控釋摻混肥前期的氮素積累量高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥，中期低于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥。這與徐鳳嬌等［29］研究結(jié)果基本一致，氮肥全部底施可提高越冬和拔節(jié)期的總吸氮量，底追各50%施氮方式有利于生育后期氮素吸收積累。肥料利用率是表征合理施肥的重要指標(biāo)，通常用肥料利用率、肥料貢獻(xiàn)率、農(nóng)學(xué)效率和肥料偏生產(chǎn)力等參數(shù)來(lái)表示［30］。本試驗(yàn)中，含腐植酸的控釋摻混肥的氮素利用率高于傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥和樹(shù)脂包衣尿素，這與陳振德等［31］對(duì)腐植酸的研究一致，施用腐植酸能顯著提高氮肥的利用效率。綜上，相比樹(shù)脂包衣尿素，含腐植酸的控釋摻混肥更能夠滿足小麥生長(zhǎng)前中后期所需養(yǎng)分，提高了小麥葉面積指數(shù)，增加了干物質(zhì)和氮素積累量，提高了氮素利用率。針對(duì)以上小麥生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)養(yǎng)分的需求，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，今后可進(jìn)一步探索含腐植酸的控釋摻混肥一次性基施在減量施肥情況下，能否滿足小麥生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)養(yǎng)分的階段性需求。

4 結(jié)論

等量施肥條件下，與傳統(tǒng)高產(chǎn)施肥（U）相比，一次性基施樹(shù)脂包衣尿素（SZ1）和含腐植酸的控釋摻混肥（LM1）可以達(dá)到高產(chǎn)要求，且減量不能達(dá)到高產(chǎn)要求；同時(shí)一次性基施減少了施肥次數(shù)，利于緩解勞動(dòng)力緊張。相比樹(shù)脂包衣尿素，含腐植酸的控釋摻混肥在小麥產(chǎn)量、氮素利用率方面效果更好，其釋放特點(diǎn)更易滿足小麥生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求，更易于高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。