彬州市冬小麥的減肥穩產試驗

楊珍珍，王朝輝

(1.西北農林科技大學 資源環境學院，陜西 楊凌 712100;2.彬州市農業技術推廣中心，陜西 彬州 713500)

陜西省彬州市是典型的渭北旱塬冬小麥種植區，冬小麥是主要的糧食作物，常年種植面積在1.8 萬hm2，占全市糧食總種植面積的60%以上。由于長期的小農戶經營導致農戶間施肥差異較大，不但達不到增產的效果，而且還浪費了化肥資源［1］。彬州市通過大量的農戶施肥情況和高產典型示范調查，匯總分析土壤測試數據和田間試驗結果，參考氣候、地貌、土壤類型、產量水平、耕作制度等差異，結合施肥參數、土壤養分豐缺指標和耕地地力評價體系，組織專家論證，研制出我市的冬小麥配方肥配方為N 20-P2O515-K2O 5，一般做底肥在整地或播種時一次施入，推薦施用量為50 kg·667m-2。我市前期試驗證明，配方施肥每667 m2的穗數、穗粒數、千粒重、產量、產值、純收益、增收和肥料產投比較常規施肥分別多1.28 萬、1.9 粒、1.4 g、58.6 kg、140.65 元、131.15元、131.15 元和0.88，配方施肥的化肥貢獻率、農學效率和肥料偏生產力較常規施肥分別高9.13%、2.88 kg·kg-1和4.45 kg·kg-1，配方施肥較常規施肥不但增產增收增效，還方便實用、省時省工［2］。但對于配方肥的用量多少合適尚不清楚，本研究針對配方肥不同施用量進行比較試驗，為進一步驗證優化冬小麥配方肥推薦施用量，解決旱地冬小麥不合理施肥問題提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

彬州市位于陜西省渭北高原西部、咸陽市西北部，介于東經107°49'～108°22'、北緯34°51'～35°17'之間，屬隴東黃土高原塬梁丘陵溝壑區，暖溫帶半干旱大陸性季風氣，年均氣溫11.5℃，年均降雨量540 mm，70%的降雨集中在7～9 月，年度降雨分布見圖1。試驗工作于2015-2017 年進行，該區域冬小麥種植時間在9 月中下旬，收獲時間在6 月下旬。試驗地選擇在彬州市水口鎮屯里村呂正民承包地(107°57'51.7″E，34°55'08.3″N，海拔1 338 m)，地勢平坦，供試土壤為黑壚土，肥力中等(2015-2016 年度試驗地有機質14.1 g·kg-1、銨態氮0.585 mg·kg-1、硝態氮6.796 mg·kg-1、有效磷18.20 mg·kg-1、速效鉀132.0 mg·kg-1;2016-2017 年度試驗地有機質13.3 g·kg-1、銨態氮2.936 mg·kg-1、硝態氮4.048 mg·kg-1、有效磷19.2 mg·kg-1、速效鉀135.0 mg·kg-1)，無灌溉條件，前茬作物是冬小麥。

1.2 試驗設計與管理

試驗采用隨機區組設計，供試配方肥為摻混肥(N 20-P2O515-K2O 5)，一袋50kg，設配方施肥1、配方施肥2、空白對照3 個處理，每個處理施肥量見表1，每個處理3 次重復，共9 個小區，每小區面積78.96 m2(9.4 m ×8.4 m)。試驗小區間有明顯的邊界分隔(設走道60 cm)，所用肥料做基肥一次性撒施后翻耕入土，春季不追肥，除施肥外各小區其他田間管理措施相同。試驗兩年度選取冬小麥品種為西農928，播量12.5 kg·667m-2，采用寬幅條播機械播種方式。

圖1 試驗地各年度月降雨量分配

表1 各處理施肥情況

1.3 計算公式及數據分析

肥料產量貢獻率是施肥后冬小麥增產量占產量的百分數(%)，計算公式=(施肥區產量-無肥區產量)÷施肥區產量×100;

農學效率(kg·kg-1)是指在特定施肥條件下，單位施肥量所增加的作物經濟產量，計算公式=(施肥區產量-無肥區產量)÷施肥量(氮、磷、鉀);

肥料偏生產力(kg·kg-1)是指施用特定施肥條件下的作物產量與施肥量的比值，計算公式=產量÷施肥量(氮、磷、鉀)。

數據采用Microsoft Excel 軟件進行處理，SPSS 12.0 進行方差分析，顯著性檢驗水平為P ＜0.05。

2 結果分析

2.1 各處理對冬小麥產量影響

通過兩年度的定點試驗結果看出(見表2)，配方施肥2 的產量連續兩年度(2015-2016 年度、2016-2017 年度，同下)都是最高的，增產量分別為260.5 kg·667m-2和159.7 kg·667m-2，增產率分別為81.1%和51.4%，而配方施肥1 兩年度的增產量分別為234.6 kg·667m-2和143.6 kg·667m-2，增產率分別為73.0%和46.2%。但從方差分析可以看出，配方施肥1 和配方施肥2的產量水平之間無差異，以上兩個處理分別同空白對照的產量水平間存在顯著差異，說明增加施肥量對增產沒有影響。

表2 不同處理冬小麥產量水平

2.2 各處理對冬小麥苗情及產量構成影響

比較兩年度的冬小麥產量構成結果看出(見表3)，配方施肥2 總體表現最好，無論在冬前分蘗、春季分蘗及有效穗、穗粒數方面數值都是最高的，這與產量結果是一致的。但配方施肥1 和配方施肥2 的產量結構無差異，這與產量的方差分析也一致，說明增加施肥量并不能有效增加冬小麥的有效穗、穗粒數和千粒重，各處理之間的群體結構無明顯差別，本試驗的冬小麥個體發育差異不是由施肥量決定的。

2.3 各處理對冬小麥經濟效益影響

據調查所知，近兩年我市冬小麥收購均價為2.12 元·kg-1，據此計算可知(見表4)，配方施肥2 的產值、肥料成本最高，配方施肥1 的純效益、增收和肥料產投最高。兩年度中配方施肥1 較配方施肥2 增加收益分別為75.1 元·667m-2、95.9元·667m-2，說明配方施肥1 從經濟效益方面優于配方施肥2，推薦施肥量為50 kg·667m-2不但可以保證冬小麥產量，還能更好地提高經濟效益。

2.4 各處理對冬小麥增產效應影響

根據計算可知，配方施肥2，兩年度的肥料產量貢獻率較配方施肥1 高2.3～2.5 個百分點，但配方施肥1 的農學效率和肥料偏生產力幾乎是配方施肥2 的兩倍，說明配方施肥1 可以有效提高冬小麥的化肥農學效率和肥料偏生產力。

表3 不同處理冬小麥苗情及產量構成

表5 不同處理冬小麥增產效應

3 討論

3.1 冬小麥產量與施肥量

試驗產量結果顯示，施肥量和小麥品種相同的情況下2015-2016 年度的產量明顯高于2016-2017 年度，圖1 中發現冬小麥收獲期時第二年度的降雨量為100.1 mm，降雨量偏大導致冬小麥植株倒伏，還影響冬小麥后期穗粒數量(見表3)，最終導致兩年度之間冬小麥產量差異大。雖然水分是旱地小麥生產潛力的決定因素，但不能忽視施肥在實現作物潛力產量和培肥土壤的關鍵作用［3］。有研究表明，產量與氮、磷、鉀肥的用量不相關［3］，本試驗中增加施肥量對增產沒有顯著作用、對提高冬小麥群體構成也無顯著影響，從投入產出角度考慮，配方施肥1 不但能達到減肥的目的，還能保證穩產的效果。

也有大量試驗研究結果表明施肥量因產量而異［3～4］，基于我市冬小麥平均產量來看，曹寒冰等［3］推薦施氮量、施磷量、施鉀量分別為10.4 kg·667m-2、3.9 kg·667m-2、2.7 kg·667m-2，與配方施肥1 的用肥量基本一致，說明我市推薦的配方肥施用量符合旱地冬小麥生產實際。

3.2 冬小麥的效益與施肥量

經濟效益的高低直接影響農戶種植的積極性，本研究表明，配方施肥1 較配方施肥2 增加收益分別為75.1 kg·667m-2、95.9 kg·667m-2，從基層人員推廣和農戶利益角度考慮，配方肥施用量為50 kg·667m-2在保證產量的基礎上能減少肥料投入，不但節約成本還可增加收入。

張福鎖等［5］研究表明目前很難實現高投入、高產出和高效率并重，而通過高科技手段找到最佳平衡點是可以實現的。作為基層農技推廣部門，不但要注重農民的高產增收需求，還要考慮少投入來實現增產和高效率，這與張福鎖等的高產條件下盡量減少投入量來充分發揮每一份投入量作用的觀點一致。水分是制約我市糧食作物產量提高的主要限制因子，且增加肥料的增產潛力不高，因此合理的肥料配比和施用量可有效實現穩產增效。配方施肥1 的化肥農學效率和肥料偏生產力連續兩年度高于配方施肥2，且幾乎是配方施肥2 的兩倍，說明推薦施肥量可以有效地提高農業資源利用效率。

4 結論

本文以配方肥的施用量多少為出發點，對比了不同用量在產量、產量構成、經濟效益、增產效益方面的差異。我市推薦的冬小麥配方肥施用量為50 kg·667m-2能更好地在生產中應用，基于試驗分析結果也進一步驗證了該推薦施肥量在減肥穩產降本增收上效果最好，同時還能提高冬小麥的化肥農學效率和肥料偏生產力，應用該推薦量能有效解決我市旱地小麥的不合理施肥問題。