李娟茹 孙明清 张辉 宋小颖 侯大山 高倩 张广辉 徐彩玲

摘要：为了最大程度提高磷肥的增产潜力，实现冀中南施肥减量增效，通过田间试验和室内检测的方法，研究了以固体磷肥全部底施为对照，不同施磷处理对土壤有效磷分布和冬小麦产量及产量因素的影响。结果表明：（1）与习惯施磷肥方式相比，水肥一体化喷施液磷肥可使20～60 cm土层有效磷含量提高明显；（2）减少基施固体磷肥，改为春季水肥一体化喷施液态磷肥，可增加穗粒数和千粒重，提高冬小麦产量；（3）磷肥施用宜底施固体（P2O5） 90 kg/hm2的基础上，春季喷施液态（P2O5） 30 kg/hm2小麦产量效果为佳。底施固体磷肥，并在春季分2次平均水肥一体化追施液体磷肥，可实现磷肥施用“下移增效”。

关键词：磷肥；施肥量；施用方式；土壤；有效磷；冬小麦；产量

中图分类号：S512.1文献标志码：A论文编号：cjas20190800153

Effects of Different Phosphate Fertilizer Dosages and Application Methods on Soil Available Phosphorus Distribution and Winter Wheat Yield

Li Juanru1， Sun Mingqing1， Zhang Hui1， Song Xiaoying1， Hou Dashan2， Gao Qian1， Zhang Guanghui1， Xu Cailing3， Tai Fenglei4， Liu Xincui1， Li Guang1， Chang Yuanyuan1

（1Agricultural Technology Promotion Center of Shijiazhuang， Shijiazhuang 050051， Heibei， China；

2Administrative Examination and Approval Service Center of Shijiazhuang， Shijiazhuang 050000， Heibei， China； 3Shijiazhuang Agricultural Radio and Television School， Shijiazhuang 050051， Heibei， China； 4Agricultural Technical Promotion Center of Xinji， Xinji 052360， Hebei， China）

Abstract： To maximize the yield increasing potential of phosphate fertilizer， it is necessary to reduce the amount and increase the efficiency of fertilizer application in middle and south area of Hebei Province. Through field experiments and laboratory tests， the effects of different P application treatments on soil available P distribution， winter wheat yield and yield factors are studied. The results show that （1） compared with the conventional application of phosphate fertilizer， the integration of water and fertilizer could significantly increase the available phosphorus content in the 20-60 cm soil layer； （2） to reduce the base application of solid phosphate fertilizer and adopt the integrated spraying of liquid phosphate fertilizer with water in spring could increase the kernels per spike and 1000-grain weight and increase the yield of winter wheat； （3） on the basis of 90 kg/hm2solid （P2O5） as appropriate base application of phosphate fertilizer， wheat yield is better by spraying 30 kg/hm2liquid （P2O5） in spring. Base application of solid phosphate fertilizer （P2O5） and dressing water-fertilizer twice in spring could achieve the application of phosphate fertilizer“downward shift to increase efficiency”.

Keywords： Phosphate Fertilizer； Application Dosage； Fertilization Method； Soil； Available Phosphorus； Winter Wheat； Yield

0引言

冬小麥—夏玉米周年轮作是河北中南部粮食作物生产主要种植体系，在这一体系中，冬小麦固体磷肥底施已成为常规性施肥措施[1]。研究表明，常年冬小麦季平均底施P2O5 150 kg/hm2，土壤磷的供应状况已发生显著的变化[2]。以石家庄为例，全市耕层土壤有效磷含量平均28.54 mg/kg[3]，土壤磷素周年循环利用呈盈余状态[4- 5]。由于磷素在土壤中的移动距离非常小[6]，使得磷素大部分在土壤表层累积[7]，小麦生长中后期很难有效到达根表，因此降低了磷素资源空间有效性向生物有效性的转化，磷肥利用率仅为7.3%～ 20.1%[8]。

如何减少土壤对磷的固定，提高磷肥有效性和磷素移动性，进一步提高磷肥利用率一直是本领域研究热点[9-11]，Bertrand等[12]利用32P示踪技术比较了固体磷[磷酸一铵（MAP）、磷酸二铵（DAP）、重过磷酸钙（TSP）]和液体磷[工业级磷酸一铵（TG-MAP）、聚磷酸铵（APP）、液体磷酸（H3PO4）]施用效果，结果表明液体磷肥在石灰性土壤上的有效性显著高于固体磷肥；张国桥等[13-14]通过对玉米等作物水肥一体化研究发现，追施液体磷肥可显著提高磷肥的利用率（高达40.6%）。

基于根区施肥理论，若磷肥集中施用在小麦根区范围，则能够最大程度提高磷肥的增产潜力，在前人研究基础之上，本研究从改变施磷品种（工业级磷酸一铵）和施磷方式（水肥一体化追施）入手，探索水肥一体化施磷方式对深层土壤中有效磷分布及对冬小麦产量因子及产量的影响，以期为河北省小麦生产减量增效，实现化肥使用零增长，提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验时间、地点

试验于2013年10月—2016年6月3个冬小麦生产季在河北辛集通士营进行。试验地土壤类型为中壤质冲积潮土，地势平坦，地力中等，土壤pH 8.1，有机质13.3 g/kg，全氮0.923 g/kg，有效磷16.13 mg/kg，速效钾103 mg/kg，当地小麦生产条件优越，为冀中南典型冬小麦-玉米轮作种植区。

1.2试验材料

1.2.1冬小麦种植品种试验所用冬小麦品种为‘科炬6号’。

1.2.2试验用磷肥固体磷[磷酸一铵（P2O5：44%，N：11%）]、液体磷[工业级磷酸一铵（P2O5：60.5%，N：11.8%）]，固体磷肥为底肥一次施用，液体磷肥在起身后微喷水肥一体化灌溉追施。氮肥为尿素，按照常规管理，统一施用。

1.3试验方法

1.3.1试验设计试验设5个处理，每处理设3次重复。处理Ⅰ（CK）：基施固体磷P2O5135 kg/hm2+常规灌溉；处理Ⅱ：水肥一体化追施液体磷肥P2O5135 kg/hm2；处理Ⅲ：基施固体磷P2O545 kg/hm2+水肥一体化追施液体磷P2O530kg/hm2；处理Ⅳ：基施固体磷P2O567.5kg/hm2+水肥一体化追施液体磷P2O530 kg/hm2；处理Ⅴ：基施固体磷P2O590 kg/hm2+水肥一体化追施液体磷P2O5 30 kg/hm2。

各处理氮肥用量240 kg/hm2，氮肥基、追（春一水灌溉前撒施）各50%，未施钾肥（利用上季夏玉米钾肥后效）。液体磷追施在春一水（起身—拔节初期）、春二水（孕穗扬花期）平均分2次微喷水肥一体化施入。小区面积5.4 m×120 m=648 m2，播种形式为15 cm等行距，播种量202.5 kg/hm2。常规灌溉750 m3/（hm2·次），春季2次灌水；微喷水肥一体化375 m3/（hm2·次），春季灌水2次。

液体肥施肥时间：2013—2014年小麦季春一水为2014年3月21日，春二水为4月20日；2014—2015小麦季春一水为2015年3月20日，春二水为4月27日。2015—2016冬小麦季春一水为2016年4月5日，春二水为5月6日。

1.3.2土样采集与磷含量测量由于试验地土壤质地一致，多年施肥管理相同，视各处理播种施肥前土壤含磷量一致。在冬小麦喷施液体磷肥后5日，按照梅花形布点采集0～20、20～40、40～60 cm 3个土层土样，采用碳酸氢钠-钼锑抗比色法测试土壤有效磷含量。

1.3.3小麥产量调查由于受到大田内气象等不可控因素影响，冬小麦年际间产量及产量因素变化不可控。因此，在小麦成熟期采用五点法取样调查各处理单位面积穗数、穗粒数、千粒重，折算单产，并逐年进行产量及相关数据分析。

2结果与分析

2.1不同磷肥及施用方式对土壤有效磷含量的影响

在每次春季肥水后第5日，对试验点各处理0～20、20～40、40～60 cm土层进行的土壤有效磷测定。施用液体磷肥后，0～20 cm土层各处理与CK比较有效磷含量无显著差异，有效磷含量增加-0.49%至4.77%，其中，处理Ⅱ第1次水肥后有效磷含量增加最多达4.77%，而处理Ⅲ第2次水肥后有效磷含量减少最多为0.49%（见表1）。20～60 cm土层有效磷含量存在显著变化，春一次水肥后各处理土壤有效磷显著高于CK（处理Ⅳ，40～60 cm土层与对照无差异），有效磷含量增加8.81%～25.60%，其中，20～40 cm土层，处理Ⅱ有效磷含量增加最多达25.60%，处理Ⅴ有效磷含量增加最少为8.81%；春二次水肥后，各处理土壤有效磷含量与CK差异性不同，其中，处理Ⅱ20～40、40～60 cm土层有效磷含量显著高于CK，处理Ⅳ40～60 cm土层有效磷含量显著高于CK，其他处理各土层有效磷含量与CK无显著差异，但各处理在20～60 cm土层有效磷含量比 CK增加，增加4.15%～28.66%（见表2）。研究结果表明：2次水肥后，20～60 cm土层各液态磷肥处理土壤有效磷含量高于CK。

2.2不同磷肥及施用方式对冬小麦产量因子的影响

从试验结果表明（见表2），在其他管理措施相同的前提下，单位面积穗数年际间差异性表现不同，其中单位面积穗数平均值CK最高，为709.5万穗/hm2，处理Ⅱ最低681.0万穗/hm2；穗粒数每年表现差异性不大（2014—2015年有差异），其中穗粒数平均值处理Ⅴ最高33.4粒/穗，CK最低为32.6粒/穗；千粒重年季间差异性表现不同，其中千粒重平均值处理Ⅴ、Ⅳ最高为42.1 g，CK最低为40.5 g。

2.3不同磷肥及施用方式对冬小麦产量的影响

田间测产结果显示（见表3），在其他管理措施相同的前提下，各处理产量情况年际间差异性表现不同，其中处理Ⅴ各年际表现最佳，平均单位面积产量达到8638.5 kg/hm2，比CK增产7.2%；处理Ⅳ次之，平均单产为8441.5 kg/hm2，比CK增产4.8%；处理Ⅱ再次平均单产8255.8 kg/hm2，比CK增产2.5%；处理Ⅲ平均增产最少，为8084.3 kg/hm2，比CK增产0.4%。

3结论与讨论

本研究表明，改固体磷肥全部底施，为全部液态施用，或部分底施和春季液态施用，可有效提高深层土壤有效磷含量。液态磷肥分两次施用，第一次水肥后20～40 cm土层有效磷含量增加8.81%～25.60%，40～ 60 cm土层有效磷含量增加11.45%～22.22%；第二次水肥20～40 cm土层有效磷增加8.44%～17.22%，40～ 60 cm土层有效磷增加4.15%～28.66%。不同磷肥用量及施用方式对冬小麦产量因子和产量的影响不同，固体磷肥一次底施单位面积穗数最多为709.5万穗/hm2；处理Ⅴ穗粒数最高为33.4粒/穗；处理Ⅴ、Ⅳ千粒重最高为42.1 g；处理Ⅴ年均产量最高为8638.5 kg/hm2，比CK增产7.2%。减少固体磷肥底施量45～90 kg/hm2，改为液体P2O5喷施30kg/hm2，总P2O5投入减少15～60kg/hm2的情况下，冬小麦产量提高0.4%～7.2%，其中，处理Ⅴ增产效果最佳，显著大于CK。充足磷肥可促进小麦根系和分蘖发育，生长前期磷素不足影响分蘖形成，降低单位面积穗数[15]，本研究与前人研究结果相同，处理Ⅱ磷肥不基施，在施磷量不减少的情况下，磷肥（P2O5） 135 kg/hm2全部在春季水溶肥施用，单位面积穗数降低，仅为681.0万穗/hm2，产量仅比对照增产2.5%，因此磷肥最佳施用方式为固体底施配合液态施用。

水肥一体化追施磷肥可提高深层土壤有效磷分布，土壤磷扩散的快慢及其有效性，与土壤水分的有效性密切相关[16]。底施固体磷肥在施肥点溶解和向外扩散，而水分是由施肥点外围的高水势向施肥点的低水势移动，二者运动方向相反，导致磷的扩散性、移动性受到限制。与磷肥一次性作基肥施用相比，水磷一体化磷的扩散与土壤水移动方向一致，具有较好移动性，使施入的磷在土壤中分布较均匀，提高磷素在土壤中的扩散距离，从而提高深层土壤有效磷含量。改磷肥全部基施为基施加水肥一体化分两次追施，不但可以满足冬小麦生长对磷素营养的需求，而且实现P2O5总施用量减少，产量不减而增，同时，水肥一体化施用，效实现了磷“下移增效”。

磷肥利用效率与磷肥品种、施用方法、土壤环境密切相关，固体磷肥一次基施在施肥点极易与Ca2+形成难溶性磷，液体磷肥中的磷在土壤中的移动性和有效性高于固体磷肥[17-18]。本试验中，水肥一体化灌水量375 m2/（hm2·次），土层湿润深度40 cm左右，液体磷肥分次施入，不会集中分布某个施肥层点，这样减少了磷与钙之间的沉淀反应，提高了土壤磷有效性，有利用植株根系对磷的吸收利用[19]。另外，冬小麦对磷素吸收强度前期很小，返青以后迅速增加，孕穗—灌浆初期达峰值[20]，固体磷肥基施+液体磷肥春季分次追施保证了冬小麦阶段需磷的有效供给，有利于干物质的积累[21]，进而实现冬小麦高产。本研究试验地点土壤类型为壤土，试验结果仅适合此类土壤类型，在本区域存在的沙土地、粘土地采用水肥一体化分次液态施用磷肥还需进一步探索研究。

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