不同磷酸二铵对冬小麦产量?经济效益和土壤特性的影响

2024-06-23王玉霞杜梦扬李洪杰周晓琳王富建王薇赵同凯李子双

安徽农业科学 2024年11期

王玉霞杜梦扬李洪杰周晓琳王富建王薇赵同凯李子双

摘要为研究不同磷酸二铵对冬小麦产量、经济效益及土壤特性的影响，以“济麦22”为供试小麦品种，选用5种不同种类的磷酸二铵进行施肥处理试验，试验周期为2年，磷酸二铵含P2O5占比为39%（T1、T2），46%（T3、T4），40%（T5），空白对照不施肥（T0），所有处理尿素（含N 45%）、硫酸钾（含K2O 50%）分别等量施用。结果表明，小麦分蘖期分别为T2、T1地上干重最大；返青拔节期地上干重、分蘖数分别为T2、T1最大，全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；挑旗期地上干重均为T2最大，全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；灌浆期地上干重分别为T2、T3最大，全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；收获期株高，秸秆和籽粒的全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；籽粒产量、经济系数、相对净收入、产投比T1、T2最大；籽粒吸磷量、秸秆吸磷量、地上部吸磷量、磷肥效、磷肥农学利用率为T1、T2最高；随着施磷时间增加，土壤中全氮含量不受影响，有效磷含量降低，速效钾含量不受影响，pH降低，表明磷肥会降低土壤pH。综上所述，P2O5占比为39%的磷酸二铵在德州地区冬小麦种植中表现较好。

关键词磷酸二铵；生育期动态；产量；经济效益；肥效

中图分类号 S512.1+1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）11-0133-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.11.029

Effects of Different Diammonium Phosphate on Winter Wheat Yield， Economic Benefits and Soil Characteristics

WANG Yu-xia， DU Meng-yang， LI Hong-jie et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou，Shandong 253015）

Abstract To study the effects of different diammonium phosphate on winter wheat yield， economic benefits and soil characteristics， this experiment was conducted using ‘Jimai 22 as the test wheat variety. In this experiment， five different kinds of diammonium phosphate were selected for fertilization treatment. The test period was two years. The proportion of P2O5 in diammonium phosphate was 39% （T1， T2）， 46% （T3， T4）， 40% （T5）. The blank control did not apply fertilizer （T0）. Urea （containing 45% N） and potassium sulfate （containing 50% K2O） were applied equally in all treatments. The results showed that the aboveground dry weight of wheat was the highest at T2 and T1 tillering stages， respectively;the aboveground dry weight and tillering number during the turning green and jointing stage were the highest at T2 and T1， respectively. Except for T0， there was no significant difference in total nitrogen， total phosphorus， and total potassium among all treatments;during the flag raising period， the aboveground dry weight was T2， with no significant difference among all treatments except T0 for total nitrogen， total phosphorus， and total potassium;during the grouting period， the aboveground dry weight was the highest for T2 and T3， respectively. Except for T0， there was no significant difference in total nitrogen， total phosphorus， and total potassium among the treatments;during the harvest period， there was no significant difference in plant height， total nitrogen， total phosphorus， and total potassium among all treatments except T0;the grain yield， economic coefficient， relative net income， and input-output ratio of T1 and T2 were the highest;T1 and T2 had the highest phosphorus uptake by grains， straw， aboveground parts， phosphorus fertilizer efficiency， and agronomic utilization efficiency of phosphorus fertilizer;as the phosphorus application time increases， the total nitrogen content in the soil was not affected， the available phosphorus content decreased， and the available potassium content was not affected. The pH showed a decreasing trend， indicating that phosphorus fertilizer will lower the soil pH. A ratio of 39% containing P2O5 is a more suitable ammonium phosphate.

Key words Diammonium phosphate;Dynamics of reproductive period;Yield;Economic benefits;Fertilizer efficiency

基金项目山东省重大科技创新工程项目“小麦-玉米周年水肥精准调控关键技术研发与集成示范”（2019JZZY010716）；院内青年基金项目“不同绿肥对土壤改良效应的研究与应用”；2023农业重大技术协同推广计划“德州市‘吨半粮小麦机艺融合绿色高产高效技术集成与协同推广”；山东省农业科学院农业科技创新工程“小麦玉米周年吨半粮关键技术研究”（CXGC2023A17）。

作者简介王玉霞（1990—），女，山东平邑人，农艺师，硕士，从事农业资源与环境和草业研究。

*通信作者，正高级农艺师，硕士，从事土壤与植物营养研究。

收稿日期 2023-08-14

小麦是北方的主要粮食作物，山东是全国小麦生产第二大省，保障冬小麦产量对我国粮食安全具有重要作用［1］。磷素是小麦生长发育过程中的重要元素，对于促进植物的生长发育、新陈代谢起着重要作用［2］。施用磷肥对提高土壤供磷能力和作物产量及品质提升等方面具有重要作用［3］。磷肥施入土壤后，形成的不同磷素形态直接决定其植物有效性［4］，不同土壤中施用不同磷肥所带来的增产效应却有所差异，前人的研究集中在同种磷肥不同用量处理对作物、牧草等产量和磷素吸收利用效率的影响上［5-8］。岳俊芹等［9］研究表明小麦产量与施磷量呈抛物线型关系。张婷等［10］研究了磷酸二铵施用量及方式对甜菜光合性能和产量的影响。

德州市统计年鉴数据显示，2021年该市施纯氮肥、磷肥、钾肥分别为127 630、35 426、19 974 t；而2022年施纯氮肥、磷肥、钾肥分别为116 277、33 012、19 271 t。2021年德州小麦播种面积约53.95万hm2，总产量375.05万t，单产达6 952.2 kg/hm2；2022年德州小麦播种面积约54.29万hm2，总产量380.13万t，单产达7 002.3 kg/hm2。笔者以“济麦22”为供试小麦品种，研究5种不同种类的磷酸二铵对冬小麦产量、经济效益及土壤特性的影响确定适宜的磷酸二铵类型。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020—2022年德州市农业科学院科研试验基地（116°20′37″E，37°21′8″N）进行。供试土壤为潮土，质地为砂质壤土，属暖温带半湿润季风气候，年均温 12.9 ℃，年降水量 547.5 mm。接茬种植作物为夏玉米，夏玉米收获后秸秆粉碎全部还田，试验前土壤基本理化性质：全氮 0.70 g/kg，有效磷 29.04 mg/kg，速效钾 210.91 mg/kg，全盐 0.3%，pH 9.53。

1.2 试验设计

共设置6个处理，3次重复，随机排列，各处理N、P2O5、K2O施用量见表1，小区面积50 m2（5.0 m×10 m），小区间留有1 m保护行。供试小麦品种为“济麦22”，播种量为150 kg/hm2，行间距16 cm，每小区30行；供试磷肥为磷酸二铵（含N和P2O5占比分别为14%、39%，18%、46%，12%、40%），氮肥为尿素（含N 45%）、钾肥为硫酸钾（含K2O 50%），均为市场普通肥料。全部基肥进行撒施，小麦返青拔节期统一使用尿素条施进行追肥。

1.3 样品采集与测定

分别于冬小麦重点生育期取1.0 m单行小样3个点进行相关植株指标的测定：分蘖期地上部分干重；返青拔节期分蘖数、地上部分干重、全氮、全磷和全钾；挑旗期地上部分干重、叶面积、全氮、全磷和全钾；灌浆期地上部分干重、全氮、全磷和全钾；收获期穗数、株高、地上部分干重、千粒重、产量，植株及籽粒的全氮、全磷和全钾。每次取回植株样品于烘箱内110 ℃杀青1 h，80 ℃烘干至恒重，冷却至室温后称重，后测定全氮、全磷和全钾含量；籽粒脱粒自然风干后，粉碎测定籽粒的全氮、全磷、全钾含量。

植株全氮含量采用凯氏定氮法测定，全磷含量用H2SO4-H2O2法消煮和钒钼黄比色法测定，全钾含量用火焰光度计法测定。土壤pH 采用水土比（体积质量比）5∶1 提取，pH 计测定；有机质采用重铬酸钾容量法测定；全氮采用浓硫酸消煮，全自动凯氏定氮仪测定；有效磷采用 0.5 mol/L 碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度计法测定［11］。

计算公式：

经济系数=籽粒重量/（籽粒重量+秸秆重量）（1）

磷肥效=施磷区产量/施磷量（2）

磷肥农学利用率=（施磷区产量-不施磷区产量）/施磷用量（3）

产投比=经济效益/成本（4）

1.4 数据统计分析

利用Excel软件进行数据统计及基本计算，利用SPSS软件进行重复间的显著性比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对小麦不同生育期生理指标的影响

由表2可知，小麦分蘖期2020—2021年T2地上干重最大，T2、T3与T0、T4间存在显著差异，2021—2022年T1地上干重最大，T1与T0、T2、T3、T4间存在显著差异。

返青拔节期，2020—2021年地上干重T2最大，T2和T0存在显著差异，分蘖数各处理间差异不显著，全氮含量T3、T1与T0存在显著差异，全磷含量T1和T0存在显著差异，全钾含量T1～T5处理与T0差异显著，T1～T5处理间差异不显著；2021—2022年地上干重、分蘖数T1最大，T1～T5处理与T0差异显著，全氮、全磷各处理间差异不显著，全钾含量T1～T5处理与T0差异显著（表3）。

挑旗期，2020—2021年地上干重、全氮、全磷含量T2最大，除与T0差异显著外，与其他处理差异不显著，全钾T5最大，除与T0差异显著外，与其他各处理差异不显著；2021—2022年T1地上干重最大，T3全氮含量最高，T5全钾含量最高，T3全磷含量最高（表4）。

由表5可知，灌浆期，2020—2021年地上干重、全氮、全磷、全钾含量T1～T5处理与T0差异显著，T1～T5处理间差异不显著，地上干重、全氮、全磷、全钾分别在T2、T3、T3、T4最大；2021—2022年地上干重、全钾含量T1～T5与T0差异显著，T1～T5处理间差异不显著，地上干重、全钾含量分别在T3、T4最大，全氮、全磷含量T2最大，全氮含量T2、T3、T4分别与T5、T0存在显著差异，T5与T0存在显著差异，全磷含量T2、T4、T5与T3、T0存在显著差异。

小麦收获期2020—2021年株高、秸秆全氮T1～T5与T0差异显著，T1～T5处理间差异不显著，T2全氮含量最高，秸秆中全磷含量T1最高，T1与T2差异显著；秸秆中全钾含量T4最高，T1、T2、T3、T4分别与T5、T0存在显著差异；籽粒中全氮T3含量最高，T1、T2、T3分别与T5、T0存在显著差异，全磷T5含量最高，T5与T0存在显著差异，全钾含量T1最高，各处理间差异不显著（表6）。

小麦收获期2021—2022年株高T1～T5处理与T0差异显著，T1～T5处理间差异不显著，秸秆中T1全氮含量最高，T1、T4与T0间存在显著差异，全磷含量T4最高，各处理间差异不显著，全钾含量T4最高，T4与T2、T5、T0间存在显著差异；籽粒中全氮含量T4最高，T1～T5处理与T0差异显著，T1～T5处理间差异不显著，全磷含量T4最高，T4与T0、T1、T2、T3间存在显著差异，全钾含量T4最高，各处理间差异不显著（表6）。

2.2 不同施肥处理对小麦产量及其构成因素的影响

2020—2021年穗数T2最高，各处理除与T0差异显著外，其他各处理间差异不显著，千粒重T2最高，T2与T4、T0差异显著，籽粒产量T1最高，T1、T2、T3、T4分别与T5、T0间存在显著差异，秸秆产量T2最高，T1、T2、T4与T0间存在显著差异，地上部生物量T2最高，T1、T2、T3、T4、T5与T0间存在显著差异，经济系数各处理间差异不显著。

2021—2022年穗数T2最高，T2与T0差异显著，千粒重T1最高，T1与其他几个处理差异显著，籽粒产量T1最高，T1与T4、T5、T0间存在显著差异，秸秆产量T3最高，T1、T2、T3、T4与T0间存在显著差异，地上部生物量T2最高，T2与T5、T0间存在显著差异，经济系数T1最大，各处理间差异不显著（表7）。

2.3 不同施肥处理对小麦经济效益的影响

由表8可知，2020—2021年产值为T1>T4>T2>T3>T5>T0，相对净收入为T1>T2>T4>T3>T0>T5，产投比为T0>T1>T2>T4>T3>T5，除T0外，T1最高，为4.89；2021—2022年产值为T1>T2>T3>T4>T5>T0，相对净收入为T1>T2>T3>T4>T0>T5，产投比为T0>T1>T2>T3>T4>T5，除T0外，T1最高，为5.65。

2020—2021年籽粒吸磷量、秸秆吸磷量、地上部吸磷量、磷肥效、磷肥农学利用率均为T1最高，磷肥效和磷肥农学利用率为T1>T2>T4>T3>T5；2021—2022年籽粒吸磷量、秸秆吸磷量、地上部吸磷量均为T4最高，磷肥效、磷肥农学利用率均为T1最高，磷肥效为T1>T2>T5>T3>T4，磷肥农学利用率为T1>T2>T3>T4>T5（表9）。

2.4 不同施肥处理对土壤特性的影响

2020—2021年不同处理全氮、有效磷、速效钾、pH差异不显著；2021—2022年不同处理全氮、有效磷、速效钾、pH差异不显著。整体随着施磷时间增加，土壤中全氮含量不受影响，有效磷含量降低，速效钾含量不受影响，pH降低，表明磷肥会降低土壤pH（表10）。

3 讨论与结论

研究表明，小麦、水稻、辣椒、玉米等作物产量随施磷量的增加而增加，但超过一定用量，产量呈下降趋势［12-15］。该研究结果表明，通过在德州小麦不同种类的磷酸二铵进行施肥处理发现，小麦分蘖期分别为T2、T1地上干重最大；返青拔节期地上干重、分蘖数分别为T2、T1最大，全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；挑旗期地上干重均为T2最大，全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；灌浆期地上干重分别为T2、T3最大，全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；收获期株高，秸秆和籽粒的全氮、全磷、全钾除T0外，各处理间差异不显著；籽粒产量、经济系数、相对净收入、产投比T1、T2最大。由此可见，P2O5占比为39%的磷酸二铵会使小麦产量、净收入、产投比等最大化。

合理的磷肥用量，也能够提高磷肥肥效、利用率［12-13，15-16］。于小晶［17］研究表明，在保障小麦和玉米作物产量的前提下，玉米季减施磷肥有效减少了土壤磷素累积，提高了磷肥利用率，有利于发挥土壤微生物对土壤磷的活化作用，实现减磷增效。陈琪［18］盆栽试验结果显示，包膜磷酸二铵配施HA（CDAP+HA）的施用进一步提高了土壤有效磷供应强度，较CDAP处理小麦和玉米季产量分别提高了8.0%～17.5%和2.0%～2.8%、磷肥利用率分别提高了8.3～8.9百分点和1.1～3.4百分点，最终提高了净收益。单旭东［19］通过小麦-玉米秸秆还田后得出磷肥减量20%以内对小麦玉米产量不会产生显著影响，且提高了磷肥的利用效率，能够实现减肥增效。该研究结果表明，籽粒吸磷量、秸秆吸磷量、地上部吸磷量、磷肥效、磷肥农学利用率为P2O5占比为39%的磷酸二铵最高。

磷肥用量对土壤养分的影响，张锦滨等［5］对水稻的研究表明，随着施磷量的增加，土壤pH呈降低趋势，土壤碱解氮和有机质呈先降低后升高的趋势，土壤有效磷、速效钾呈升高趋势。王少仁等［20］发现在石灰性潮土上使用强碱性的钙镁磷肥对土壤酸碱度和作物产量的不良影响。该研究结果表明随着施磷时间增长，表层土壤中全氮含量不受影响，有效磷含量降低，速效钾含量不受影响，pH降低，表明磷肥会降低土壤pH。

综上，在不同年度的气候条件下，小麦产量可能会有所差异。但整体表现为P2O5占比为39%的磷酸二铵在德州地区冬小麦种植中有助于提高产量、产投比和增加磷肥肥效和利用率，降低土壤pH，表现较好。

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