种肥混播对冬小麦产量及氮肥利用率的影响

来源:用户上传      作者:李子双 李洪杰 周晓琳 赵同凯 王玉霞 王富建 王薇 张英鹏 谭德水

　　 摘要：通过田间试验对比研究了不同肥料与种子混播对冬小麦产量及氮肥利用率的影响，结果表明：使用缓控释肥T5处理进行种肥混播，冬小麦茎秆和籽粒的氮含量和氮累积量明显提高，比优化施肥T2处理提高10.47个百分点;且能提高有效穗数和成穗率，产量比T2处理提高7.1%。控释肥T4和T5处理土壤硝态氮主要分布在0～60 cm土层，与T2处理相比，降低了80～100 cm土层硝态氮淋溶风险。
　　關键词：种肥混播;缓控释肥;小麦产量;氮肥利用率;硝态氮
　　中图分类号：S512.1+10.62  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2020）11-0056-04
　　Effects of Seed and Fertilizer Mixed Sowing with
　　Different Fertilizers on Yield and Nitrogen Use
　　Efficiency of Winter Wheat
　　Li Zishuang1， Li Hongjie1， Zhou Xiaolin1， Zhao Tongkai1， Wang Yuxia1，
　　Wang Fujian1， Wang Wei1， Zhang Yingpeng2， Tan Deshui2
　　（1. Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou 253015， China;
　　2. Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）
　　Abstract The effects of different fertilizers in condition of seed and fertilizer mixed sowing on winter wheat yield and nitrogen use efficiency were studied through field experiment. The results showed that T5 treatment increased the nitrogen content accumulation in winter wheat stems and grains by 10.47 percentage points compared with T2 treatment. It also increased the number of effective panicles and the rate of ear formation， so the wheat yield increased by 7.1% compared with T2 treatment. The nitrate nitrogen mainly distributed in 0～60-cm soil layer under T4 and T5 treatments， so the risk of nitrate leaching in 80～100-cm soil layer decreased compared with T2 treatment.
　　Keywords Seed and fertilizer mixed sowing; Slow and controlled release fertilizer; Wheat yield; Nitrogen use efficiency; Nitrate nitrogen
　　 小麦是世界上种植面积最大、分布范围最广的粮食作物，栽培面积、总产量、贸易总额均居各种粮食作物之首[1]。在我国，小麦是仅次于水稻的第二大粮食作物，是北方的主要粮食作物类型。根据资料统计，2019年中国小麦播种面积为2 372.7万公顷，产量为13 359万吨，占粮食总产量的22.5%，保障冬小麦产量对我国粮食安全具有举足轻重的作用。但随着农村劳动力缺乏、人员老龄化，传统的一些施肥技术已经无法广泛应用[2]。目前山东冬小麦的施肥方式主要是撒施，这种传统的施肥方式费工费力，肥料浪费严重，而且会造成养分叠加、土壤酸化、地力下降等[3]。种肥混播作为近年来提出的一个新型技术，不仅省工省时，还可节省能源动力，然而相关研究鲜见报道。本试验对种肥混播条件下冬小麦的群体结构、产量和氮肥利用率进行综合评价，确定山东省冬小麦种肥混播时适宜的肥料类型和施肥方式，以期为粮食作物节本增效提供技术支撑。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验于2019—2020年在德州市农业科学院科技园进行。供试土壤为潮土。播前土壤全氮含量1.12 g/kg，有效磷7.96 mg/kg，速效钾107.12 mg/kg，有机质1.06%，0～90 cm土层平均容重1.31 g/cm3，pH值为8.12。
　　1.2 试验设计
　　试验设置5个处理：T1（CK），不施氮肥，只施磷钾肥;T2，优化施肥（OPT）处理，所用氮肥为尿素，1/3作种肥，2/3用于追肥，磷钾肥全部底施;T3，复合肥处理，市售较成熟种肥混播肥料，拔节期追施尿素;T4，缓控释肥（CRFA）处理，所用氮肥为环氧树脂包膜（N 43%），种肥混播一次性施入;T5，缓控释肥CRFB处理，所用氮肥为聚氨酯包膜（N 44%），种肥混播一次性施入。重复3次，随机区组排列，小区面积42 m2（4.2 m×10 m）。各处理N、P2O5、K2O投入量见表1，缓（控）释肥处理N、P2O5、K2O投入量与OPT处理相同。所有处理在玉米季统一施用普通肥料，小麦季按以上方案进行定位试验。 　　1.3 田间取样及测定
　　小麦监测关键时期群体数量采用三点定位半米双行测定;成熟期进行实打测产，每处理重复3次;植株干物质重及全氮含量采用均匀布五点取样，105℃杀青30 min，80℃烘干称重，凯氏自动定氮仪（KDY-9830）测定全氮含量，重复3次。收获期分成籽粒和秸秆两部分计算生物量。
　　 在取植株样的同时采集土壤样品，每个重复取3个点，取样5层：0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm。相同層次土样混合均匀，用0.01 mol/L的CaCl2溶液浸提，用连续自动流动分析仪测定硝铵态氮含量。
　　1.4 数据统计分析
　　用Microsoft Excel 2007进行数据整理，通过DPS 7.05软件用邓肯氏新复极差法对试验数据进行统计分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同处理间产量比较
　　由表2可知，T5处理小麦产量最高，达9 422.95 kg/hm2，与T2、T3处理相比，增产率分别为7.10%、7.41%，差异不显著，但显著高于T1（CK）和T4处理;与CK相比，增产2 496.75 kg/hm2，增产率为36.05%。但种肥混播的三种处理与优化施肥处理T2均差异不显著。
　　2.2 不同处理冬小麦群体动态比较
　　由表3可以看出，不同处理小麦基本苗差异不大，平均289.67万个/hm2。不同处理冬前分蘖，T2与T4处理表现较好，与T1差异显著，但与T3、T5差异不显著。春季最大分蘖T2表现最好，达到1 344.39万个/hm2，与T1和T3差异显著。从有效穗数和成穗率看，T3与T5表现较好，成穗率分别为51.89%和52.02%，且施用氮肥的处理有效穗数均达600万个/hm2以上。
　　2.3 不同处理对小麦植株氮含量及氮肥利用率的影响
　　表4显示，T4和T5处理的茎秆和籽粒氮含量显著高于T1;T2～T5处理的秸秆和粒粒氮累积量均高于T1，且T5的氮累积量和氮肥利用率显著高于其他处理，T5的氮肥表观利用率达41.12%，比优化施肥处理T2提高10.47个百分点。
　　2.4 不同处理对土壤硝态氮含量的影响
　　图1显示，2020年收获季，0～40 cm土层的硝态氮含量T1处理显著低于施氮处理，0～20 cm土层T2、T3、T4和T5处理的土壤硝态氮含量分别是T1的2.47、1.47、1.97、1.90倍。20～40 cm土层各处理的土壤硝态氮含量差异较大，随着深度增加，T1与T3、T4、T5处理间差异逐渐变小。T4和T5处理土壤硝态氮主要分布在0～60 cm土层，T2和T3处理土壤硝态氮下移到80～100 cm土层。
　　3 讨论与结论
　　种肥混播是将小麦种子与缓控释种肥或者适宜的复合肥同时播入同一行中，这种施肥理念涉及到肥料的创新与农业施肥方式的变革，种子与肥料“零距离”接触，养分在土壤中迁移扩散路径短，可显著提高肥料利用率[4]。养分吸收是干物质积累的基础，干物质和养分积累是作物各个组织器官分化、产量形成的前提[5]。不同缓控释肥料对小麦氮素积累的影响已有很多报道。卢艳丽[6]、黄丽娜[7]等认为缓控释肥可比速效氮肥利用率提高10%～30%，在目标产量相同的情况下，施用缓控释肥比传统速效肥料可减少用量10%～40%;冯爱青等[8]认为缓控释肥能显著降低土壤速效养分淋失，从而提高耕层土壤速效养分含量，也降低了养分淋失对地下水环境的影响，从而降低了化肥对地下水潜在的污染。本研究结果表明，使用缓控释肥进行冬小麦种肥混播，小麦茎秆和籽粒的氮含量和氮累积量明显提高，氮肥利用率可高达41.12%，比优化施肥T2处理提高10.47个百分点，与卢艳丽等[6]的研究结果部分一致。
　　前人研究表明，冬小麦籽粒产量与肥料配比、肥料类型密切相关[9-14]。吴小宾等[10]认为控释氮肥田间氮素释放与小麦氮素需求相匹配是促进小麦产量增加的关键。本研究表明，缓控释肥T5处理能有效提高冬小麦的产量水平， T2与T4处理能有效提高冬前分蘖数，T3与T5处理能提高有效穗数和成穗率。
　　随氮肥施用量的增加，土壤中的硝态氮含量随之增加。在0～100 cm土体中硝态氮含量增加趋势明显，表明过量施氮后，氮素淋溶下渗增加[15，16]。前人研究认为土壤硝态氮含量表现为冬小麦季累积、夏玉米季淋洗的特点，施氮量越高，土壤硝态氮残留量越大，向土壤深层淋洗量也越多，由此带来了对地下水的污染风险[17-20]。本研究表明，拔节期追肥的T2和T3处理收获期土壤硝态氮下移到80～100 cm土层，而缓控释肥T4和T5处理土壤硝态氮主要分布在0～60 cm土层。适宜的肥料类型和施肥模式能够减少硝态氮向深层土壤累积和淋溶，达到节肥增效和保护环境的作用。
　　参 考 文 献：
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