化肥減量對小麥產量和養分吸收與流失的影響

張 建

（山東省東明縣城關街道辦事處，山東 菏澤 274500）

只有適量施用化肥才能夠提高小麥產量與品質，而過量施用化肥反而會影響生產，甚至造成田地污染。長期以來，受到糧食生產需求以及農民種植習慣的影響，我國化肥尤其是氮肥、磷肥的施用量一直很大，過量養分在降雨、灌溉等沖刷作用下經水循環進入四周水體，久而久之造成農田氮、磷養分顯著流失的問題，不僅如此，過量施用化肥也對農田土壤環境造成影響，導致土壤條件退化，不利于獲得良好生產結果。因此，化肥減量的理念被提出，并通過大量實踐經驗證實，通過減少化肥的施用量，既能提高肥料施用率、又能改善養分過量造成的環境污染問題。本文就通過試驗設計，研究化肥減量對小麥產量及養分吸收和流失的影響。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

小麥以很多山東農民青睞的山農27品種作為供試材料，這種品種的小麥植株比較高、葉子比較小，有很強的分蘗能力、成穗多且熟相好。

試驗地土壤中各項物理指標含量：含全氮1.45g/kg、有機質32.57g/kg、有效磷19.35mg/kg、速效鉀100.27mg/kg，土壤pH值是7.16。

1.2 試驗地概況

山東為暖溫帶季風氣候，降雨比較集中，平均年氣溫在11~14℃，全年無霜期在180~220d。

試驗共設9個小區，各小區面積設計為30㎡；徑流池水的長度為2m、寬度為1m、高度為1.2m；于徑流池的底部設計并安裝一個控制閥出水口，以石棉瓦予以覆蓋。

1.3 試驗設計

本次試驗根據試驗目的、設3個處理，每組3次重復，總計9個試驗小區，各小區面積為30㎡。各組具體設計為：

（1）處理1：基于當地農民習慣進行施肥，即施N 210kg/h㎡、施PO81kg/h㎡、施KO 81kg/h㎡；

（2）處理2：以測土配方中等產量建議進行施肥，即施N 180kg/h㎡、施PO75kg/h㎡、施KO 105kg/h㎡；

（3）處理3：在處理2的基礎上，分別減少氮肥施用30%、磷肥施用50%，即施N 126kg/h㎡、施PO37.5kg/h㎡、施KO 105kg/h㎡。

試驗期間，小麥于2021年10月3日~8日播種。處理1按照農民習慣進行施肥下，氮肥以6：4的方式施用，即基肥60%+返青肥40%，磷、鉀皆用作基肥一次性施用。另外兩個處理下，氮肥皆以6：2：2的方式施用，即基肥60%+返青肥20%+拔節肥20%，磷肥用以基肥一次性投入施用，鉀肥采取7：3的方式，即基肥70%、拔節肥30%。

處理1基肥采取三元復合肥（15-15-15）540kg/h㎡，追肥用尿素280kg/h㎡。另外2組處理施用肥料：尿素（46%）、過磷酸鈣（12%）、氯化鉀（60%）。

1.4 試驗指標

于小麥成熟期，以五點采樣法對各小區小麥籽粒進行采集，計算平均產量。

于小麥成熟期，以五點采樣法對各校區小麥籽粒進行采集，分析植株全氮、全磷含量。

地上部作物養分吸收量（kg/h㎡）=籽粒產量×籽粒養分含量。

于小麥生育期內定期采集降雨水、徑流水，并使用量雨器計量降水量。于降雨產流后使用計量尺于徑流池中測量徑流量、采集徑流水。水樣冷凍保存待測。對水樣中的總氮、總磷指標進行測定。

地表徑流氮/磷流失量（kg/hm）=徑流水中氮/磷濃度×徑流水體積。

1.5 數據處理

施用SPSS25.0軟件對試驗數據進行數據的檢驗分析，指標數據表達為均數±標準差的形式，采用t方法檢驗。P＜0.05表示存在統計學意義。

2 結果與分析

2.1 不同處理組之間小麥產量的差異

與處理1相比，處理2、處理3在化肥減量之下，小麥產量均有不同程度的提高，增幅在28.92%~32.32%；其中處理2、處理3產量明顯高于處理1（P＜0.05）；處理2與處理3之間產量差異性并不大（P＞0.05）。具體見表1：

表1 不同處理組之間小麥產量的差異（±s，kg/hm2）

2.2 不同處理組之間小麥養分吸收差異

表2中是對小麥地上部分及籽粒氮素吸收量的數據統計，由地上部分氮吸收量數據可知，處理3氮素吸收量最高，為70.41kg/h㎡，其次是處理2，為67.92kg/h㎡；處理2、處理3氮素吸收量明顯高于處理1（P＜0.05）。處理2與處理3之間氮吸收量差異并不大（P＞0.05）。綜而提示化肥減量有利于促進小麥地上部分氮素的吸收，尤其是減氮、減磷施肥更有益于提高氮肥利用效率。

表2 不同處理組之間小麥養分吸收差異（±s，kg/hm2）

對小麥籽粒的氮素養分吸收量數據統計，處理3小麥籽粒的氮素養分吸收量最高，分別較處理1、處理2提高了39.94%、17.28%。處理2及處理3小麥籽粒中氮素吸收量皆高于處理1（P＜0.05），同時處理3小麥籽粒氮素吸收量顯著高于處理2（P＜0.05）。

表3中是對小麥地上部分及籽粒磷素吸收量的數據統計。從地上部磷素吸收量數據來看，處理3高于處理2高于處理1（P＜0.05），處理3地上部磷素吸收量最大，為10.25kg/h㎡。

表3 不同處理組之間小麥磷素吸收量差異 （±s，kg/hm2）

從小麥籽粒磷素吸收量方面來看，處理3高于處理2高于處理1（P＜0.05），處理3較處理2、處理1分別提高了62.46%、15.42%；處理2及處理3小麥籽粒中磷素吸收量皆高于處理1（P＜0.05），同時處理3小麥籽粒磷素吸收量顯著高于處理2（P＜0.05）。

2.3 不同處理組之間農田徑流氮磷流失差異

分析表4中不同處理組之間地表徑流總氮流失量，處理1流失量最大，達到7.14kg/h㎡，處理2、處理3分別較處理1降低1.71%、16.29%，處理3總氮流失量最小（P＜0.05）。

表4 不同處理組之間農田徑流氮磷流失差異 （±s，kg/hm2）

不同處理組之間的秒徑流總磷流失量的數據范圍在0.16kg/h㎡~0.22kg/h㎡。以處理1總磷流失量最大（P＜0.05），化肥減量處理下，處理2和處理3之間總磷流失量差異同樣顯著（P＜0.05），處理3總磷流失量最小。

3 討論

根據上文試驗結果數據來看，在化肥減量的各處理組中，小麥獲得產量均較農民習慣施肥處理有不同程度的提高，增幅在28.92%~32.32%，且構成了產量數據差異上的顯著性；而化肥減量兩組之間的產量差異并不大。胡俊國等人研究表明，小麥施用化肥減量增效技術，有利于顯著提高小麥的穗粒重與千粒重，對小麥產生積極影響。這與本次試驗結果相符。只要可以滿足作物自身生長發育需求，長期化肥減量施用不僅不會有礙于產量獲得，甚至可以在一定程度上提高產量。而測土配方施肥是基于對作物目標產量所需施肥量進行分析的前提下，通過合理調整各生育期施肥比例，促進化肥減量增效的一項重要舉措。因此在試驗當中根據小麥全生育期的需肥規律，提出合理施用小麥專用配方肥，有針對性地減施氮磷肥，可獲得更好的產量。這樣一來又保證了對肥料的農學利用率，無論是從管控面源污染方面還是生態環境保護方面來看，都具有重要意義。

同時，本試驗通過監測化肥減量對小麥氮磷養分吸收的影響，數據結果提示：化肥減量兩組小麥地上部分及籽粒氮素吸收量均高于農民習慣施肥處理。這與劉小媛等人研究結果相符，其研究認為，化肥減量能夠明顯減少土壤中的鹽分含量，有利于提高小麥磷素吸收效率，而減施氮肥也有利于提高土壤中有效氮含量。適當減量化肥施用有利于促進小麥干物質的轉運、提高其對籽粒灌漿的貢獻，因此有利于小麥于孕穗到開花階段的氮磷養分積累，而土壤中高效的肥料利用也有利于促進小麥植株的更好吸收，滿足小麥生長需求。

另外，本試驗進一步監測了化肥減量對農田徑流氮磷養分流失的情況，根據數據結果可見，化肥減量兩組農田徑流氮磷流失量要較農民習慣施肥處理更小。根據長時間農業監測數據來看，由于大量施用化肥會造成約70%的氮磷流失，并隨著降雨或是灌溉等途徑流入河流、湖泊當中，造成嚴重的水資源污染。受到糧食生產需求影響、農民種植習慣影響等，我國化肥尤其是氮肥和磷肥的使用量都超出標準，同時利用率低，隨之造成的農田氮磷流失量增加，導致河流、湖泊水體富營養化嚴重的問題。不僅如此，降雨、灌溉等外源途徑攜帶者較高濃度的氮磷進入到農田土壤里，雖然有一部分的氮磷會被農田土壤、作物吸收，但還是會有很大剩余基于農田地表徑流而進入流域、導致養分的無端流失，資源的嚴重浪費，既對流域水質健康有所影響，又對生態環境造成破壞。因此通過本文試驗數據可知，在控制農田氮磷養分的流失上，減量化肥效果卓著。減量化肥處理2及處理3組的總氮流失量均相較于農民習慣施肥處理降低1.71%、16.29%，總磷流失量降低15.79%、37.50%。提示直接降低氮肥、磷肥的施用有利于降低地表徑流氮磷養分的流失。

4 結論

上文通過展開田間試驗，以農民習慣施肥作為對照，研究化肥減量對小麥產量、氮磷養分吸收以及地表徑流氮磷流失的影響。得到結論如下：

田間試驗結果顯示，以測土配方中等產量建議進行施肥以及在此基礎上分別減少氮肥施用30%、磷肥施用50%的化肥減量處理對小麥產量有積極影響，有利于提高小麥產量。

化肥減量施用有利于促進小麥地上部分氮磷養分的吸收，繼而提高農業生產效率。

化肥減量施用有利于控制農田氮磷流失量，與農民習慣施肥處理相比較，化肥減量處理總氮流失量降低1.71%、16.29%，總磷流失量降低15.79%、37.50%。且尤其以減少氮肥施用30%、磷肥施用50%的化肥減量處理氮磷流失量更小。