控释氮肥对小麦生长发育及产量的影响

2015-03-20夏光利朱国梁史桂芳牟小翎谭德水

安徽农业科学 2015年36期

夏光利，朱国梁，史桂芳，牟小翎，毕军，董浩，谭德水

(1．泰安市农业科学研究院，山东泰安271000;2．山东省农业科学院，山东济南250100)

近年来，农业生产中氮肥利用率低而施用量越来越高导致环境污染问题日趋严重［1－3］。改变传统施肥方式，提高作物产量和氮肥利用率成为当务之急。控释肥料的出现为解决这一问题提供了可能，因为控释肥料具有养分释放与作物需求同步，挥发、淋溶、固定少，减轻环境污染等优点［4－5］。有关控释肥在主要粮食作物，特别是玉米上的研究报道较多［6－8］。小麦生育期较长，一次性施用控释肥能否满足其养分需求，尤其是对氮素需求尚需进一步研究。目前已经有人在小麦上开展了控释肥应用研究，并取得了一定效果［9－11］，但小麦应用控释肥步伐相对滞后。笔者在优化施肥基础上，选用2种控释氮肥在小麦上进行了研究，以期为控释肥在小麦上的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1．1 试验材料试验于2013～2015年在山东省泰安市岱岳区马庄镇进行。小麦品种为泰山22号。供试肥料包括控释氮肥A(包膜材料为生物可降解型水性树脂，山东省农业科学院土肥所研制，含N 420 g/kg)和B(包膜材料为普通树脂，山东金正大肥业公司生产，含N 420 g/kg)、尿素(含N 460 g/kg)、过磷酸钙(含P2O5120 g/kg)、氯化钾(含K2O600 g/kg)。供试土壤为褐土，土壤质地为轻壤土，土壤碱解氮78．6 mg/kg，速效磷 33．9 mg/kg，速效钾102．0 mg/kg。

1．2 试验设计试验设置5个处理，①PK:只施磷钾肥，不施氮肥，投入 P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，全部底施;②OPT:优化施肥，投入纯 N 210 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮为普通尿素，基追比例为5∶5，磷钾全部底施，OPT处理氮肥的追肥时期为返青—拔节期;③100%控氮A:控释氮肥 A，投入纯 N 210 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮为控释氮肥A，一次性底肥施入;④80%控氮A:减施20%控释氮肥A，投入纯N 168 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，一次性底肥施入;⑤80%控氮B:减施20%控释氮肥 B，投入纯 N 168 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，一次性底肥施入。各处理小区具体施肥情况见表1。

耕地后按2．1 m筑畦，划定试验小区，试验小区面积42．0 m2，每处理重复3次，随机区组排列，重复间留1．0 m隔离区，试验区四周设置保护行。将基施常规氮肥和磷钾肥按处理设计一次性均匀撒施后翻入土层。控释氮肥处理区于每畦开出6条深10～15 cm施肥沟，沟施覆土，耙平应用机械播种。

表1 各处理具体施肥情况 kg/hm2

1．3 调查指标和方法在小麦三叶期，于各处理小区确定代表性观测点0．50 m2，分别调查冬前分蘖、最大分蘖;收获前在各处理小区选取代表性样点1．05 m2，调查有效穗数;分别在冬前、返青期、拔节期、开花期在各处理小区取1．0 m长样段，测定干物质量;成熟期在各处理小区选取均匀地段，齐地平面刈割长1．0 m双行样段装入网袋，测定该2．0 m样段的子粒风干重和秸秆干重;自收获样段选取代表性植株20株测量株高并调查穗粒数;各处理小区选择长势均匀地段，收取6．30 m2的样方，测定子粒产量并称取千粒重。

1．4 数据处理应用DPS数据处理系统LSD法对试验结果进行统计分析;应用Excel 2007软件进行数据图表制作。

2 结果与分析

2．1 不同处理对小麦生长发育的影响

2．1．1 株高。由表2可知，施氮能够不同程度地增加小麦株高。与PK处理相比，各施氮处理小麦株高增加2．22～3．22 cm，各处理间小麦株高差异不显著。适度增加小麦株高可为子粒产量的提高创造良好的株体条件。

2．1．2 群体结构。由表2可知，各施氮处理冬前分蘖数量比PK处理有所增加，增幅为41．4万～114．3万/hm2。与OPT处理比，各控释氮肥处理冬前分蘖数量均有所减少，减幅为24．3万～72．9万/hm2，差异均未达到0．05显著水平，冬前群体结构小，有利于形成壮蘖。各控释氮肥处理间冬前分蘖数量差异不显著。各施氮处理最大分蘖数量变化趋势与冬前分蘖不同，各控释氮肥处理最大分蘖数多于OPT处理和PK处理，以80%控氮B处理最大分蘖最多，达到1 807．2万/hm2，其与OPT处理和PK处理差异达到0．01显著水平。控释氮A在减施条件下，分蘖数量增加，可能是试验误差所致。OPT处理最大分蘖数量相对较少，可能与氮肥分次施用有关。

2．1．3 产量构成因素。由表2可知，PK处理有效穗数、穗粒数均少于各施氮处理，而千粒重高于其他处理，可能是群体较小、穗粒数较少所致。100%控氮A处理有效穗数最高，与OPT处理比，增加48．1万/hm2，差异达到0．01极显著水平，而穗粒数和千粒重略有下降;80%控氮B处理较OPT处理有效穗数增加，千粒重提高，穗粒数减少，但差异均不显著;控释氮A在减施条件下，有效穗数减少54．6万/hm2，差异达到0．01极显著水平，而穗粒数增加2．28粒/穗，千粒重提高1．00 g，差异不显著。

表2 不同处理株高、群体结构及产量构成因素统计

2．2 不同处理对小麦不同生育时期干物质积累量的影响从图1可以看出，各处理小麦干物质积累均随生育时期的延长呈现不断增加的趋势，但处理间增加的幅度有所差异。在小麦返青期以前，由于植株营养体较小，干物质积累量较低，处理间差异相对较小。自拔节期开始，施氮处理与不施氮处理间差异逐渐加大，至开花期差异达到最大值，OPT、100%控氮A、80%控氮A、80%控氮B处理比CK处理干物质积累量分别增加16．5%、14．1%、17．9%、19．2%;80%控氮A、80%控氮B处理分别比OPT处理增加1．1%、2．2%。成熟期OPT、100%控氮A、80%控氮A、80%控氮B处理分别比 CK 处理干物质积累量增加 9．4%、10．1%、9．6%、11．5%。

图1 各处理小麦不同生育时期干物质积累量

2．3 不同处理对小麦产量和效益的影响

2．3．1 产量。由表3可知，与PK处理相比，其他各施氮处理均表现不同程度增产，幅度为17．1% ～22．0%，差异与PK处理均达到0．01极显著水平。与OPT处理相比，同等氮素水平下，100%控氮A处理增产3．2%，差异未达0．05显著水平。100%控氮A处理比80%控氮A处理增产1．8%，80%控氮B处理比80%控氮A处理增产2．8%，差异未达0．05显著水平。

2．3．2 经济效益。由表3可知，在其他因素投入相同条件下，控释氮肥处理比OPT处理肥料投入成本有所增加，尤其是100%控氮A处理增加336．90元/hm2，但由于产量提高，用工投入减少，收益增加690．60元/hm2。80%控氮A处理与100%控氮A处理施肥效益相当，仅减少86．70元/hm2。

3 结论与讨论

(1)与普通氮肥相比，控释氮肥能够表现出更好的增产增收效果，即使在减施20%条件下，控释氮A产量降低1．8%，效益仅略有下降，效益减少86．70元/hm2，控释氮B产量略有提高，效益增加1 122．00元/hm2，并且随劳动力日趋紧张，经济效益还会进一步提高。因此，从节能减排、节省用工、减轻环境污染等方面考虑，适当减少控释氮肥用量是今后值得推广的施肥技术。

(2)控释氮肥能够在一定程度上促进小麦生长发育，表现在植株高度适中，抗逆性能增强;冬前群体结构较小，有利于形成壮蘖;控释氮肥养分释放缓慢，利用效率提高，能够满足小麦整个生育期氮素供应，即使在减施20%条件下，亦不会发生后期脱肥现象，最终有效穗数基本持平或增加，穗粒数和千粒重与优化施肥处理相当，从而为小麦高产稳产提供保障。