劉蘋 李慶凱 林海濤 劉開昌 趙海軍 宋效宗 沈玉文 王江濤

摘要：為探索不同緩控釋肥對小麥的節(jié)肥增產(chǎn)效果，通過大田小區(qū)試驗，在山東省泰安市邱家店鎮(zhèn)黃溝崗村設(shè)置不施氮（CK）、常規(guī)氮優(yōu)化施肥（OPT）及5種緩控釋肥一次性施入7個處理，研究不同施肥處理對小麥氮素吸收、氮肥利用率和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：（1）與不施氮對照相比，施用氮肥增產(chǎn)顯著。（2）自制控釋氮肥和魯西緩釋摻混肥料處理產(chǎn)量顯著高于其他處理，分別比OPT處理增產(chǎn)11.4%和10.2%;高塔有機(jī)硅緩釋肥處理則顯著低于其他施氮處理。（3）不同緩控釋肥處理小麥秸稈和籽粒含氮量差異不顯著，但秸稈生物量差異較明顯，以魯西脲甲醛復(fù)合肥處理最高。（4）自制控釋氮肥和魯西緩釋摻混肥料處理氮肥利用率顯著高于其他施肥處理，比OPT處理分別增加37.3%和35.3%。本試驗條件下自制控釋氮肥和魯西緩釋摻混肥料為適合當(dāng)?shù)赝寥罈l件及小麥栽培使用的緩控釋肥類型。

關(guān)鍵詞：小麥;緩控釋肥;氮肥利用率;產(chǎn)量

中圖分類號：S145.5：S512.106.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)識號：A ?文章編號：1001-4942（2020）02-0070-05

Abstract In order to explore the effect of different slow-release and controlled-release fertilizers on fertilizer saving and yield increasing of wheat， we conducted a field trial in Huanggougang Village， Qiujiadian Town， Taian City. Seven fertilization treatments were set as no nitrogen application （CK）， conventional nitrogen sub-optimal fertilization （OPT） and five slow- and controlled-release fertilizers， in order to study their effects on nitrogen uptake， nitrogen use efficiency and yield of wheat. The results showed that： （1） compared with CK， the application of nitrogen fertilizer increased yield significantly. （2） The wheat yield was significantly higher under the self-made controlled-release fertilizer and Luxi slow-release mixed fertilizer treatments than that under the other treatments， which increased by 11.4% and 10.2% respectively compared with the OPT treatment. The yield under the High-Tower silicone slow-release fertilizer treatment was significantly lower than that of other nitrogen treatments. （3） There was no significant difference in nitrogen content in wheat straw and grains between different slow- and controlled-release fertilizer treatments， but the difference in straw biomass was obvious， and the straw biomass of the treatment with Luxi urea formaldehyde was the highest. （4） The nitrogen use efficiency of self-made controlled-release nitrogen fertilizer and Luxi slow-release mixed fertilizer were significantly higher than that in other fertilizer treatments， which increased by 37.3% and 35.3% respectively compared with OPT treatment. The self-made controlled-release nitrogen fertilizer and the Luxi slow-release mixed fertilizer were selected as the types suitable for local soil conditions and wheat cultivation.

Keywords Wheat; Slow- and controlled-release fertilizer; Nitrogen use efficiency; Yield

氮肥在世界糧食增產(chǎn)方面發(fā)揮著重要作用。近年來隨著氮肥施用量迅速增加，氮肥增產(chǎn)效應(yīng)呈遞減趨勢，氮肥當(dāng)季利用率偏低、損失率偏高、環(huán)境風(fēng)險增加等問題日益凸顯[1]。我國氮肥當(dāng)季利用率僅為30%～35%，化肥利用率低不僅造成資源浪費，而且?guī)砹藝?yán)重的生態(tài)和環(huán)境問題[2]。如何有效提高肥料利用率、增加作物產(chǎn)量已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)亟待解決的關(guān)鍵性問題。緩控釋肥是一種對養(yǎng)分釋放速率進(jìn)行調(diào)節(jié)的新型肥料，具有養(yǎng)分釋放與作物吸收同步、肥效周期長、節(jié)省追肥所需勞動力投入等優(yōu)點[3]。與速效氮肥相比，緩控釋肥能減少養(yǎng)分揮發(fā)和淋溶損失，提高肥料利用率，減輕施肥對環(huán)境的污染，改善作物生長發(fā)育狀況而顯著提高產(chǎn)量[4，5]。

小麥?zhǔn)鞘澜缟先笾骷Z作物之一，是人們最重要的碳水化合物來源，在糧食安全中占有舉足輕重的地位[6]。近年來，不少學(xué)者針對控釋肥在小麥上的應(yīng)用效果開展了不少研究，發(fā)現(xiàn)與等養(yǎng)分普通化肥相比，施用緩控釋肥可取得較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益[7-9]。研究表明，緩控釋肥的肥效與作物品種、運籌方式、地力水平和灌溉方式等因素有關(guān)[10-13]。目前市場上緩控釋肥品種繁多，由于其生產(chǎn)原料、加工工藝、控釋機(jī)制等不同，不同肥料產(chǎn)品間肥效亦差異較大[5，14]。鑒于此，本研究在山東省泰安市邱家店鎮(zhèn)黃溝崗村設(shè)置大田小區(qū)試驗，分析5種不同緩控釋肥處理對小麥氮素吸收、氮肥利用率及產(chǎn)量的影響，為選擇適合當(dāng)?shù)匦←渻?yōu)質(zhì)高效栽培的緩控釋肥及其在當(dāng)?shù)氐耐茝V應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年10月至2017年6月在泰安市邱家店鎮(zhèn)黃溝崗村（117°29′E，36°18′N）進(jìn)行。試驗田土壤類型為褐土，質(zhì)地為黏土，地勢平坦，灌溉良好。前茬作物為玉米，耕前0～30、30～60、60～90 cm土壤基礎(chǔ)地力見表1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)7個處理：OPT為常規(guī)氮優(yōu)化施肥處理（N 210 kg/hm2，P2O5 70.5 kg/hm2，K2O 105 kg/hm2），氮肥為尿素，1/2作為基肥，1/2用于追肥，返青拔節(jié)期施入;CK不施氮，只基施磷鉀肥（P2O5 70.5 kg/hm2，K2O 105 kg/hm2）;T1～T5分別為選用高塔有機(jī)硅緩釋肥（N-P2O5-K2O：30-10-10）、魯西脲甲醛復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：28-5-7）、魯西緩釋摻混肥料（N-P2O5-K2O：29-5-6）、金正大控釋肥（N-P2O5-K2O：28-8-8）和山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所自制控釋氮肥（N 44%），氮磷鉀養(yǎng)分投入量均與OPT相同，磷鉀不足部分用重過磷酸鈣和硫酸鉀補齊，肥料均一次性施入。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次。小區(qū)面積為30 m2（6.67 m×4.5 m），包括3畦，每畦播種6行小麥。供試小麥品種為菏麥18，播種量為150 kg/hm2，行距20 cm，南北種植。10月5日施肥旋耕，10月6日播種，次年6月5日收獲。田間栽培管理按小麥高產(chǎn)要求進(jìn)行。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 小麥產(chǎn)量及秸稈生物量 小麥成熟期每小區(qū)選取5 m2從根部貼地處割下，脫粒后計產(chǎn)。每小區(qū)另取1 m雙行，測定公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。將小麥秸稈放入烘箱中于105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重，稱取其干物質(zhì)量，折合單位面積秸稈生物量。

1.3.2 小麥秸稈含氮量、籽粒含氮量及氮肥利用率 將各處理烘干的小麥秸稈、籽粒單獨粉碎，分別用硫酸-雙氧水消化后，采用凱氏定氮法測小麥秸稈和籽粒全氮含量[15]，參照文獻(xiàn)[16]計算各處理氮肥利用率。氮肥利用率（%）=（施肥區(qū)作物地上部分吸氮量-對照區(qū)作物地上部分吸氮量）/施氮量×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel 2013處理試驗數(shù)據(jù)，用SPSS 16.0進(jìn)行處理間各指標(biāo)的差異顯著性檢驗，用 LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同緩控釋肥處理對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可知，不同緩控釋肥處理對小麥的穗粒數(shù)和千粒重影響較小，對公頃穗數(shù)的影響較大。自制控釋氮肥（T5）和魯西緩釋摻混肥料（T3）公頃穗數(shù)最高，每公頃分別為591.0萬穗與589.5萬穗，顯著高于其他處理（P<0.05），但兩處理間差異不顯著（P>0.05）;其次為金正大控釋肥（T4）、常規(guī)氮優(yōu)化施肥（OPT）和魯西脲甲醛復(fù)合肥（T2）處理，且三者之間亦差異不顯著（P>0.05）;高塔有機(jī)硅緩釋肥（T1）處理的公頃穗數(shù)較低，除與魯西脲甲醛復(fù)合肥（T2）差異不顯著外（P>0.05），顯著低于其他4個施肥處理（P<0.05）。

籽粒產(chǎn)量是公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三個指標(biāo)共同作用的結(jié)果。綜合來看，自制控釋氮肥（T5）和魯西緩釋摻混肥料（T3）處理的小麥產(chǎn)量較高，分別比OPT顯著增產(chǎn)11.4%和10.2%（P<0.05）。金正大控釋肥（T4）和魯西脲甲醛復(fù)合肥（T2）處理的小麥產(chǎn)量與OPT相近，差異不顯著（P>0.05），而高塔有機(jī)硅緩釋肥（T1）處理小麥產(chǎn)量顯著低于OPT處理（P<0.05）。6個施肥處理的公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量均顯著高于不施氮肥對照（P<0.05）。

2.2 不同緩控釋肥處理對小麥秸稈生物量和含氮量的影響

由表3可以看出，施肥處理的小麥秸稈生物量、秸稈含氮量以及籽粒含氮量均顯著高于CK（P<0.05）。各處理秸稈生物量介于7 395～9 795 kg/hm2，魯西脲甲醛復(fù)合肥（T2）和金正大控釋肥（T4）處理的小麥秸稈生物量相對較高，其次為高塔有機(jī)硅緩釋肥（T1）、自制控釋氮肥（T5）和魯西緩釋摻混肥料（T3），OPT處理的秸稈生物量相對較低。施用不同緩控釋肥對秸稈和籽粒的含氮量無明顯影響，各處理間差異不顯著（P>0.05）。

2.3 不同緩控釋肥處理對氮肥利用率的影響

由圖1可以看出，自制控釋氮肥（T5）和魯西緩釋摻混肥料（T3）處理氮肥利用率較高，分別達(dá)到42.0%和41.4%，顯著高于其他處理（P<0.05），比OPT分別增加37.3%和35.3%;高塔有機(jī)硅緩釋肥處理（T1）氮肥利用率與OPT接近，魯西脲甲醛復(fù)合肥（T2）和金正大控釋肥（T4）氮肥利用率略高于OPT，分別為34.5%和35.9%。

3 討論與結(jié)論

近年來，緩控釋肥已被廣泛用于水稻、小麥、玉米、蔬菜等作物，在作物節(jié)肥增產(chǎn)、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、培肥地力和降低環(huán)境污染等方面作用明顯[4，8，5，17]。謝培才等[18]研究發(fā)現(xiàn)，小麥和玉米施用包膜復(fù)合肥，氮素利用率可提高9.14%和5.03%，磷素利用率提高17.52%和11.22%，鉀素利用率提高8.35%和11.26%。與等養(yǎng)分化肥相比，施用摻混型緩釋肥能使冬小麥產(chǎn)量提高23.77%，小麥籽粒粗蛋白、氨基酸、濕面筋和總糖含量分別增加3.49%、21.33%、4.58%和43.75%[9]。相同施氮量條件下，一次性施用緩控釋肥處理玉米產(chǎn)量顯著高于尿素處理，增幅達(dá)2.8%～14.9%[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，在同等養(yǎng)分投入量條件下，自制控釋氮肥和魯西緩釋摻混肥處理小麥產(chǎn)量較高，比常規(guī)氮優(yōu)化施肥處理分別增產(chǎn)11.4%和10.2%，高塔有機(jī)硅緩釋肥顯著低于常規(guī)氮優(yōu)化施肥，魯西脲甲醛復(fù)合肥和金正大控釋肥則均與常規(guī)氮優(yōu)化施肥差異不顯著。緩控釋肥節(jié)肥增產(chǎn)建立在養(yǎng)分釋放切合作物生長發(fā)育需求的基礎(chǔ)上，其釋放特點、生產(chǎn)材料和加工工藝等方面不同造成的肥效差異影響了各處理小麥產(chǎn)量[20，21]。

氮素是小麥生長發(fā)育所需重要營養(yǎng)元素之一，可調(diào)控小麥生長發(fā)育的多個過程[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，與不施氮對照相比，常規(guī)氮優(yōu)化施肥和緩控釋肥處理均增產(chǎn)顯著，但施肥處理之間籽粒和秸稈氮含量差異不明顯。不同施肥處理主要通過改變小麥籽粒產(chǎn)量和秸稈干重的方式影響氮肥利用率，以自制控釋氮肥和魯西緩釋摻混肥料處理的氮肥利用率較高。與常規(guī)氮優(yōu)化施肥處理相比，5種緩控釋肥均顯著增加了小麥秸稈生物量，其中自制控釋氮肥和魯西緩釋摻混肥料處理顯著低于其他3種緩控釋肥處理，這可能是不同施肥處理小麥對磷、鉀等其他元素吸收存在差異，造成干物質(zhì)合成與運輸差異，進(jìn)而影響到小麥秸稈生物量。研究表明，緩控釋肥主要通過提高肥料利用率、促進(jìn)作物生長和調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分等途徑來提高作物產(chǎn)量[23-25]。本研究中，不同緩控釋肥主要通過改變公頃穗數(shù)和氮肥利用的方式影響小麥產(chǎn)量。綜合各緩控釋肥處理對小麥產(chǎn)量和氮肥利用率的影響，自制控釋氮肥和魯西緩釋摻混肥料一次性施入可簡化小麥?zhǔn)┓始夹g(shù)，降低勞動成本，實現(xiàn)輕簡化和高效施肥，建議在泰安當(dāng)?shù)赝茝V使用。

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