蔡云彤,王曉云,趙海濤

(1.興化市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,江蘇泰州 225700;2.揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225127)

我國(guó)是世界上最大的小麥生產(chǎn)國(guó)之一,小麥產(chǎn)量占全國(guó)糧食總產(chǎn)的20.1%[1],占全球小麥總產(chǎn)的17.6%[2],確保小麥增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食安全和全球糧食市場(chǎng)穩(wěn)定至關(guān)重要。土壤是小麥生產(chǎn)的基礎(chǔ),肥料投入能進(jìn)一步為小麥生長(zhǎng)提供養(yǎng)分,提高產(chǎn)量?；释度雽?duì)糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率達(dá)56.81%[3],但我國(guó)單位面積肥料施用量已遠(yuǎn)超國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞[4]。因此,優(yōu)化施肥迫在眉睫。

控釋肥可以通過(guò)控制養(yǎng)分釋放速率,使其與作物生長(zhǎng)需求相一致,從而達(dá)到提高肥效的目的。與常規(guī)施肥相比,施用脲甲醛緩釋肥能使水稻增產(chǎn)2.1%[5]。施用緩釋氮肥能使玉米增產(chǎn)15.16%,顯著提升玉米的穗粒數(shù)、千粒重、籽仁中鉀含量及秸稈中氮、磷、鉀含量[6]。施用緩控釋肥可以促進(jìn)花生植株生長(zhǎng),增加單株結(jié)果數(shù)和單株果重[7]。泰州是國(guó)家小麥主產(chǎn)區(qū),明確控釋肥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響至關(guān)重要。筆者探究不同配比控釋肥和普通復(fù)合肥對(duì)土壤養(yǎng)分和小麥產(chǎn)量的影響,旨在為小麥高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2020年11月至2021年6月在江蘇泰州興化市周莊鎮(zhèn)界河村的周莊鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)園區(qū)(119.947 6°E,32.689 8°N)試驗(yàn)田進(jìn)行。屬北亞熱帶地區(qū),年平均氣溫15 ℃,年降水量1 020 mm。試驗(yàn)土種為黃雜土勤砂土,質(zhì)地為壤土,前茬為水稻。供試土壤基本理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)含量36.7 g/kg、全氮含量2.08 g/kg、有效磷含量18.7 mg/kg、速效鉀含量158 mg/kg、pH 7.06。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)置基肥施用不同氮磷鉀配比的常規(guī)復(fù)合肥和控釋肥處理。RF,常規(guī)施肥,基肥一次性施用375 kg/hm2普通復(fù)合肥(15-15-15)和375 kg/hm2尿素;R1,施用氮磷鉀配比為20-12-8的普通復(fù)合肥,基肥一次性施用600 kg/hm2普通復(fù)合肥(20-12-8)和60 kg/hm2尿素;R2,施用氮磷鉀配比為20-15-7的普通復(fù)合肥,基肥一次性施用600 kg/hm2普通復(fù)合肥(20-15-7)和60 kg/hm2尿素;R3,施用氮磷鉀配比為28-15-6的小麥專(zhuān)用控釋肥,基肥一次性施用525 kg/hm2;R4,施用氮磷鉀配比為23-12-5的小麥專(zhuān)用控釋肥,基肥一次性施用600 kg/hm2;R5,施用氮磷鉀配比為18-10-12的普通復(fù)合肥,基肥一次性施用675 kg/hm2普通復(fù)合肥(18-10-12)和60 kg/hm2尿素;R6,施用氮磷鉀配比為22-12-8的小麥專(zhuān)用控釋肥,基肥一次性施用675 kg/hm2;R7,施用氮磷鉀配比為24-14-5的普通復(fù)合肥,基肥一次性施用525 kg/hm2普通復(fù)合肥(24-14-5)和60 kg/hm2尿素;CK,空白對(duì)照,小麥全生育期不施任何肥料。共計(jì)9個(gè)處理,每個(gè)處理3次重復(fù)。供試小麥品種為鎮(zhèn)麥12,小區(qū)面積30 m2(5 m×6 m),隨機(jī)區(qū)組排列。在小麥拔節(jié)孕穗期,各處理施用300 kg/hm2普通復(fù)合肥(24-0-4),CK不施肥,其他管理同一般大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法小麥產(chǎn)量:小麥按262.5 kg/hm2均勻播種,于2020年11月20日播種,2021年6月3日收割。小麥成熟后,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇5穴植株測(cè)定有效穗、穗粒數(shù)、千粒重,同時(shí)測(cè)定每個(gè)小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量。

土壤肥力:小麥?zhǔn)斋@后,取0～20 cm耕層土壤樣品,測(cè)定土壤理化性質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定,土壤全氮含量采用開(kāi)氏消毒法測(cè)定,土壤有效磷含量采用鹽酸-硫酸浸提法測(cè)定,土壤速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2019對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,利用Origin 2021進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥產(chǎn)量構(gòu)成由表1可知,與CK相比,所有施肥處理均可以顯著提高小麥產(chǎn)量,增幅達(dá)72.3%～89.0%。其中R3處理下小麥產(chǎn)量最高,增產(chǎn)3 204.0 kg/hm2。R6處理小麥有效穗數(shù)最高,與其他處理相比高7.5萬(wàn)～60.0萬(wàn)穗/hm2。所有施肥處理下小麥千粒重均高于空白對(duì)照,但各施肥處理間無(wú)顯著差異,說(shuō)明與千粒重相比,有效穗數(shù)和穗粒數(shù)是影響產(chǎn)量的主要原因[8]。

表1 不同肥料種類(lèi)對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

不同磷鉀配比對(duì)產(chǎn)量影響不同。相同施肥量下,R2展鵬復(fù)合肥(20-15-7)相較R1展鵬復(fù)合肥(20-12-8)產(chǎn)量增加1.6%,說(shuō)明磷鉀配比能影響小麥產(chǎn)量,合理的磷鉀配比能進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量。與RF農(nóng)戶(hù)常規(guī)施肥相比,其他施肥處理小麥產(chǎn)量均出現(xiàn)不同程度的提高。其中R3控釋肥(28-15-6)、R4控釋肥(23-12-5)、R6控釋肥(22-12-8)處理下增產(chǎn)率均高于8%,其他復(fù)合肥處理下,增產(chǎn)率均低于6%,說(shuō)明控釋肥增產(chǎn)效果優(yōu)于復(fù)合肥。另外,控釋肥的施用能進(jìn)一步降低肥料使用量,其中R3肥料使用量最少,可進(jìn)一步節(jié)約肥料成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 土壤養(yǎng)分變化由圖1可知,與CK相比,不同肥料種類(lèi)處理均提高了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量。其中各施肥處理中土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、有效磷含量和速效鉀含量均以R3處理最高,分別為45.8 g/kg、2.81 g/kg、32.7 mg/kg、287 mg/kg,說(shuō)明控釋肥(28-15-6)提高土壤肥力效果最顯著。與CK相比,常規(guī)施肥處理下土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量分別增加4.09%、6.73%、25.67%和24.68%。相較于空白對(duì)照,不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量的增幅不同,其中有效磷和速效鉀增幅較大,分別增加25.67%～74.87%、24.68%～81.65%,有機(jī)質(zhì)和全氮含量增幅較小,分別為4.09%～24.80%、6.73%%～35.10%。

圖1 不同肥料種類(lèi)對(duì)土壤肥力的影響Fig.1 Effect of different fertilizer types on soil fertility

3 結(jié)論與討論

耕地土壤中養(yǎng)分含量與肥料施用效果密切相關(guān)。施用控釋肥能顯著改善土壤環(huán)境,減少土壤中氮素的流失,降低對(duì)環(huán)境和地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)[9]。研究發(fā)現(xiàn),施肥能促進(jìn)植物生長(zhǎng),改善土壤環(huán)境,提高土壤養(yǎng)分含量[10],施用控釋肥土壤有機(jī)質(zhì)含量高于施用化肥處理后的土壤[11]。研究發(fā)現(xiàn),施用緩釋肥后可提高土壤中有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀含量[12]。施用控釋肥能提高土壤中微生物含量和酶活性,合理施用控釋肥不僅可促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高肥料利用率,而且可提高土壤肥力[13]。該研究發(fā)現(xiàn),施用控釋肥能夠明顯提升土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等含量,這與前人研究結(jié)果相一致。其中氮磷鉀配比為28-15-6的控釋肥處理提升土壤養(yǎng)分含量的綜合效果最明顯,原因是控釋肥的養(yǎng)分釋放相對(duì)較慢,當(dāng)小麥生育后期的養(yǎng)分需求和吸收能力下降,控釋肥釋放的養(yǎng)分殘留在土壤中,從而導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量增加[11]。

產(chǎn)量因子受氣候環(huán)境、土壤肥力、作物品種、栽培方式等因素的影響,從而導(dǎo)致不同肥料對(duì)構(gòu)成產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響不同。研究發(fā)現(xiàn),不同肥料運(yùn)籌對(duì)小麥單位面積有效穗數(shù)影響顯著[14],也有研究認(rèn)為不同施肥處理間小麥穗粒數(shù)差異最大[15]。該研究中各施肥處理對(duì)有效穗數(shù)和穗粒數(shù)影響較大,對(duì)千粒重影響較小,這與前人研究結(jié)果相似[16]。氮磷鉀配比是影響小麥生長(zhǎng)的因素之一,與小麥產(chǎn)量形成有直接關(guān)系[17]。合理的氮磷鉀配比能夠明顯改善作物生長(zhǎng)發(fā)育,進(jìn)一步促進(jìn)養(yǎng)分吸收,提高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[18]。該研究中R2處理磷含量占比比R1處理高,小麥產(chǎn)量提高1.7%,說(shuō)明氮磷鉀配比明顯影響小麥產(chǎn)量。

作物產(chǎn)量及其構(gòu)成因子是評(píng)價(jià)肥料效果的重要因子[19]?？蒯尫试霎a(chǎn)效果明顯,其主要通過(guò)增加小麥成穗數(shù)和穗粒數(shù)來(lái)提高產(chǎn)量[20]。與基施普通復(fù)合肥(15-15-15)相比,基施控釋肥的增產(chǎn)效果明顯[19]。該研究表明,與常規(guī)施肥(RF)相比,基施28-15-6控釋肥(R3)增產(chǎn)效果最高,增幅9.7%;其次基施23-12-5控釋肥(R4)和22-12-8控釋肥(R6)。其主要原因是控釋肥能有效延長(zhǎng)肥效期,通過(guò)控制養(yǎng)分釋放速率滿(mǎn)足作物不同時(shí)期對(duì)養(yǎng)分的需求,進(jìn)一步提高肥料利用率,減少養(yǎng)分流失,從而提高作物產(chǎn)量[20-21]。與普通施肥相比,施用控釋肥后小麥純收益能夠提高4 352元/hm2[20]。與優(yōu)化施肥相比,一次性施用控釋氮肥經(jīng)濟(jì)效益提高137元/hm2[22]。該研究中,與常規(guī)施肥相比,施用控釋肥處理不僅顯著提高產(chǎn)量,而且減少了化肥施用量,R3、R4、R6處理下化肥施用量分別減少225、150、150 kg/hm2,間接提高經(jīng)濟(jì)效益。這主要是因?yàn)榭蒯尫孰m然價(jià)格較高,但顯著提高作物產(chǎn)量,同時(shí)節(jié)約人工成本,因此小麥純經(jīng)濟(jì)效益增加。

綜上,不同施肥處理均可以提高土壤養(yǎng)分,促進(jìn)小麥生長(zhǎng),提高小麥產(chǎn)量?；适┯每蒯尫时仁┯闷胀◤?fù)合肥更能提升小麥產(chǎn)量。其中基施氮磷鉀配比為28-15-6控釋肥增產(chǎn)效果最為明顯。