控釋尿素追施量對冬小麥產量及氮肥偏生產力的影響

李亮 陳宗金 蔚大青 鮑曉彤 王瑞東 鄧艾興 鄭成巖

摘要：在田間試驗條件下，研究了不同控釋尿素追施量對冬小麥產量和氮肥偏生產力的影響，以期為控釋尿素在小麥生產中的合理施用量提供技術支撐。試驗共設6個處理，分別為CK（追施普通尿素，施氮量180 kg/hm2）、T1（不追肥）、T2、T3、T4、T5（追施控釋尿素，施氮量分別為45、90、135、180 kg/hm2）。結果表明：與返青期追施普通尿素相比較，追施控釋尿素可以減少小麥拔節期無效分蘗，提高成熟期的成穗率，其中T4和T5處理成熟期總莖數分別提高20.04%和10.30%。在一定范圍內，隨著控釋尿素施用量的增加，成熟期干物質在穗部的分配比例、產量和效益均呈現先上升后下降的趨勢，而氮肥偏生產力隨著控釋尿素施用量的增加呈現逐漸下降的趨勢;T4處理獲得最高的籽粒產量和經濟效益，氮肥偏生產力顯著高于追施普通尿素處理。綜上所述，返青期追施控釋尿素，施氮量135 kg/hm2是本試驗條件下小麥高產、高效的最優處理。

關鍵詞：冬小麥;控釋尿素;產量;氮肥偏生產力;效益

中圖分類號：S512.1+10.62文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）07-0055-05

氮素是小麥生長發育所必需的重要元素，施用氮肥是小麥高產的重要栽培措施之一。研究表明，發展中國家在糧食作物生產過程中施用氮肥能夠提高作物單產55%～57%，但是由于不合理的施用，導致氮肥的利用效率不高[1，2]。自20世紀90年代以來，我國的氮肥生產總量和施用量都已居世界首位，氮肥施用量達到了全球的35%，氮肥過量施用問題日益突顯[3-6]。施氮量過多，不僅造成氮素淋失、揮發損失嚴重，導致資源的浪費[7-9]，而且也會引起土壤酸化、水體富營養化等生態環境問題[10-12]。控釋尿素可以根據作物對養分需求時期的差異，控制肥料養分釋放，做到尿素養分釋放與作物養分吸收規律基本同步，從而減少氮肥損失，提高作物產量和氮肥利用效率，成為當前小麥綠色生產的關鍵途徑之一[13-16]。前人就一次性基施控釋尿素對小麥產量和氮肥利用效率的影響已經開展了較多研究，但是由于控釋尿素養分釋放需要一定時間，容易造成小麥苗期脫肥，不利于小麥前期生長發育[17]。本試驗基于基施普通氮磷鉀復合肥的條件下，研究返青期追施不同用量控釋尿素對冬小麥群體動態、成熟期干物質積累與分配、產量和氮肥偏生產力的影響，以期明確控釋尿素在小麥生產中的合理施用量，為小麥綠色增產增效提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料

試驗于2016年10月至2017年6月在山東省東平縣農業科學研究所試驗田（北緯35°89′，東經116°36′）進行。試驗田土質為重壤土，0～20 cm土層有機質含量為14.87 g/kg，pH值8.1，全氮0.86 g/kg，堿解氮69.30 mg/kg，全磷1.90 g/kg，速效磷40.50 mg/kg，速效鉀115.01 mg/kg。供試小麥品種為高產優質中麥895。試驗所用肥料為：氮磷鉀復合肥 （N-P2O5-K2O=16-17-8）;樹脂包膜控釋尿素（含氮量44%，山東農大肥業科技有限公司生產）;普通尿素（含氮量46%）。

1.2 試驗設計

試驗設6個處理，于返青期（2017年2月16日）分別以不同用量的控釋尿素進行追施，以追施普通尿素為對照（表1）。隨機區組排列，重復3次，小區面積為60 m2。生育期內各處理其他田間管理措施相同。2016年10月12日播種，播前基施氮磷鉀復合肥750 kg/hm2。

1.3 田間調查與測定

1.3.1 農藝性狀調查 分別于返青期（追肥前）、拔節期、開花期和成熟期調查各處理總莖蘗數;于成熟期取連續20個小麥單莖，分莖鞘、葉片、穗3部分，分別烘干稱重，計算小麥不同器官干物質分配比例。

1.3.2 產量及產量構成因素 成熟期每小區收獲5 m2樣方小麥，脫粒測產，并測定籽粒含水量折合成13%標準含水量。各處理選取1 m雙行3個定樣點，調查3點平均穗數，并計算出單位面積穗數;各處理隨機抽取20個小麥單莖，進行室內考種，計算穗粒數和千粒重。

1.3.3 氮肥偏生產力和效益 采用以下公式計算氮肥偏生產力和效益[18，19]：

氮肥偏生產力（kg/kg） = 施氮處理籽粒產量/施氮量;經濟效益（元）= 產出-總投入。

1.4 數據處理

用Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0 軟件進行作圖和統計分析，用LSD法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 追施控釋尿素對冬小麥群體動態的影響

由圖1可以看出，在拔節期分蘗高峰時， CK處理的總莖數顯著高于其他處理。隨著生育期的推進， CK處理的群體數量迅速下降，在開花期，處理T3、T4和T5的總莖數高于CK，分別提高3.94%、14.38%和1.89%;在成熟期，處理T4和T5總莖數顯著高于CK，分別提高20.04%和10.30%。表明，與追施普通尿素相比，追施控釋尿素處理釋放氮素養分較緩慢，拔節期總莖數較低;但在開花期和成熟期，追施控釋尿素的處理群體下降幅度小，小麥成穗率高。

2.2 追施控釋尿素對成熟期冬小麥干物質分配的影響

由表2可以看出，各處理冬小麥成熟期干物質在各器官中的分配比例：莖鞘占31.26%～35.16%;葉片占16.12%～18.85%，穗占46.76%～51.33%，成熟期干物質積累量和分配比例為穗>莖鞘>葉。處理間比較，莖鞘干物質積累量CK最高，T1、T3和T4處理顯著低于CK，分別降低14.47%、16.98%和16.98%;T2處理的穗干物質積累量顯著高于CK，提高9.91%，T1、T3、T4和T5處理顯著低于CK，分別降低9.01%、4.05%、4.50%和9.91%。隨著控釋氮肥用量的增加，穗的干物質積累分配比例逐漸降低，T2處理的穗干物質分配比例最高，顯著高于T4和T5處理，分別提高2.05%和9.77%。追施控釋尿素的T2、T3、T4處理穗部干物質分配比例均顯著高于CK。表明，適量追施控釋尿素有利于成熟期干物質向穗部的分配，為獲得高的籽粒產量提供物質基礎;過多的控釋尿素施用量（T5）干物質較多的分配到莖鞘和葉片中，不利于干物質向穗部的分配。

2.3 追施控釋尿素對冬小麥產量及其構成因素的影響

隨著控釋尿素追施量的增加，小麥公頃穗數、穗粒數和千粒重呈先上升后下降的趨勢（表3），T4處理的公頃穗數顯著高于其他處理;T3和T4處理的穗粒數高于其它處理，但兩者無顯著差異;T3處理的千粒重最高。由表3還可以看出：冬小麥籽粒產量表現為T4>T3>T5>CK>T2>T1，氮肥偏生產力表現為T2>T3>T1、T4>T5、CK;隨著控釋尿素施用量的增加，冬小麥產量呈先上升后下降的趨勢，氮肥偏生產力逐漸降低。表明，追施適量的控釋尿素有利于提高單位面積穗數和穗粒數，獲得高的籽粒產量和較高的氮肥偏生產力。

2.4 追施控釋尿素對冬小麥經濟效益的影響

由表4可以看出，不同施肥處理冬小麥經濟效益存在顯著差異。與CK相比較，T1和T2處理下冬小麥的效益分別減少58.18%和11.04%，T3、T4和T5處理分別增加20.30%、39.62%和2.82%。表明，在一定范圍內，隨著控釋尿素追施量的增加，經濟效益提高，以T4處理最高。但是，過多的追施控釋尿素，因為肥料投入的增加和產量的降低，從而降低了經濟效益。

3 討論與結論

有研究表明，在一定范圍內，增施氮肥可以構建小麥優良的群體[20，21]，特別是追施控釋尿素處理的單位面積穗數顯著高于追施普通尿素的處理，提高了有效分蘗成穗數[17，19]。本試驗結果也證實，在返青期追施控釋尿素的T4和T5處理顯著提高了小麥公頃穗數。本研究還表明，返青期追施控釋尿素的處理顯著降低了拔節期的總莖數，但是開花期之后的總莖數高于追施普通尿素處理。這可能與控釋尿素釋放氮素養分較緩慢，影響了拔節期小麥的分蘗;但是拔節之后，隨著養分的緩慢釋放，能夠促進小麥的分蘗成穗率，拔節至開花期的群體下降幅度小。

在小麥生產中，為了追求高產，存在化肥投入量過大、施肥時期不合理等問題，影響小麥產量和氮肥利用效率的進一步提高。有學者研究證實，隨著普通尿素施用量的增加，小麥籽粒產量呈現先增加后降低的趨勢[22-24]，氮肥偏生產力呈現降低的趨勢[6，25]。而控釋尿素與普通尿素配合施用，氮素釋放可較好的與小麥對氮肥的吸收規律相吻合，提高小麥產量和氮肥利用效率[19，26]。本試驗中，在基施普通復合肥的基礎上，與返青期追施普通尿素相比較，追施等氮量的控釋尿素（T5）處理的單位面積穗數、籽粒產量和效益顯著提高。隨著追施控釋氮量的增加，穗粒數、千粒重、籽粒產量和效益均呈現先增加后降低的趨勢，而氮肥偏生產力逐漸降低。表明，返青期追施控釋氮量135 kg/hm2的T4處理能夠獲得最高的籽粒產量和經濟效益，其氮肥偏生產力高于CK和T5處理，是本試驗條件下最佳氮肥施用處理。

參 考 文 獻：

[1]王弘菲，高志嶺，陳新平，等.不同控釋尿素與普通尿素配比對冬小麥莖蘗、產量、土壤硝態氮和氮素平衡的影響[J].華北農學報，2012，27（2）：196-201.

[2] Duncan E G， OSullivan C A， Roper M M， et al. Influence of co-application of nitrogen with phosphorus， potassium and sulphur on the apparent efficiency of nitrogen fertilizer use， grain yield and protein content of wheat： review[J]. Field Crops Research， 2018， 226： 56-65.

[3] Guo J H， Liu X J， Zhang Y， et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science， 2010， 327 （5968）：1008-1010.

[4] 孫云保，張民，鄭文魁，等.控釋氮肥對小麥—玉米輪作產量和土壤養分狀況的影響[J].水土保持學報，2014，28（4）：115-121.

[5] Chen X P， Cui Z L， Fan M S， et al. Producing more grain with lower environmental costs[J]. Nature， 2014， 514： 486-489.

[6] 郭培武，石玉，趙俊曄，等.水肥一體化條件下施氮量對小麥旗葉葉綠素熒光特性及產量的影響[J].麥類作物學報，2018，38（8）：988-994.

[7] 汪建飛，邢素芝.農田土壤施用化肥的負效應及其防治對策[J].農業環境保護，1998，17（1）：40-43.

[8] RoeIcke M， Li S X， Tian X H， et al. In situ comparisons of ammonia volatilization from N fertilizers in Chinese loess soils[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems， 2002， 62（4）：73-88.

[9] 張英鵬，李洪杰，劉兆輝，等.農田減氮調控施肥對華北潮土區小麥-玉米輪作體系氮素損失的影響[J].應用生態學報，2019，30（4）：1-9.

[10]Ju X T， Kou C L， Zhang F S， et al. Nitrogen balance and groundwater nitrate contamination： comparison among three intensive cropping systems on the North China Plain[J]. Environmental Pollution， 2006，143（1）：117-125.

[11]Zhang W， Dou Z， He P， et al. New technologies reduce greenhouse gas emissions from nitrogenous fertilizer in China [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences， 2013， 110： 8375-8380.

[12]Oita A，Malik A， Kanemoto K， et al. Substantial nitrogen pollution embedded in international trade[J]. Nature Geoscience， 2016， 9： 111-115.

[13]陳劍秋，張民，楊越超.應用電導率評價包膜控釋鉀肥的養分釋放特征[J].磷肥與復肥，2005，20（5）：17-20.

[14]李敏，郭熙盛，葉舒婭，等.樹脂膜控釋尿素及普通尿素配施對強筋小麥產量、品質和氮肥利用率的影響[J].麥類作物學報，2013，33（2）：339-343.

[15]郭新送，丁方軍，陳士更，等.控釋肥不同施肥位置及深度對小麥產量及根區土壤養分的影響[J].中國農學通報，2018，34（4）：9-15.

[16]劉兆輝，吳小賓，譚德水，等.一次性施肥在我國主要糧食作物中的應用與環境效應[J].中國農業科學，2018，51（20）：3827-3839.

[17]常鳳，王海標，陶靜靜，等.減氮配施控釋尿素對冬小麥產量及氮肥效率的影響[J].中國農學通報，2018，34（25）：1-6.

[18]張總正，秦淑俊，李娜，等.深松和施氮對夏玉米產量及氮素吸收利用的影響[J]. 植物營養與肥料學報， 2013， 19（4）：790-798.

[19]靳海洋，謝迎新，劉園，等.冬小麥上短控釋期尿素的適宜施用量與施用方法研究[J].植物營養與肥料學報，2016，22（2）：542-549.

[20]崔帥，王紅光，李東曉，等.限水減氮對高產麥田群體動態和產量形成的影響[J].麥類作物學報，2016，36（8）：1060-1068.

[21]Wang C Y， Liu W X， Li Q X， et al. Effects of different irrigation and nitrogen regimes on root growth and its correlation with above-ground plant parts in high-yielding wheat un-der field conditions[J]. Field Crops Research， 2014， 165：138-149.

[22]蘇丙華， 徐煒， 張娟， 等.施氮量對超高產小麥品種濟麥22號產量和氮素利用效率的影響[J].山東農業科學， 2012，44（8）：78-80.

[23]Mon J， Bronson K F， Hunsaker D J， et al. Interactive effects of nitrogen fertilization and rrigation on grain yield， canopy temperature， and nitrogen use efficiency in overhead sprinkler-irrigated durum wheat [J]. Field Crops Research， 2016， 191：54-65.

[24]安霞，張海軍，蔣方山，等.施氮量對小麥魯原502干物質積累、轉運及產量的影響[J].山東農業科學，2018，50（7）：112-115.

[25]張法全， 王小燕， 于振文，等.公頃產10000 kg小麥氮素和干物質積累與分配特性[J].作物學報，2009，35（6）：1086-1096.

[26]李若楠，王麗英，張彥才，等.氮肥追施時期及包膜控釋氮肥對冬小麥產量和氮素吸收的影響[J].中國生態農業學報，2010，18（2）：277-280.