小麥栽培中氮肥的有效利用

李 濤

（濟南市農業綜合行政執法支隊，山東濟南 250000）

0 引言

山東省是我國主要的糧食生產基地，小麥產量占全國總量的約20%左右。氮肥的施用對于增加作物產量、確保糧食安全有重要意義。據報道，世界作物產量的增加約有30%～50%都來自氮肥的貢獻?；诖?，農民為了謀求更高的作物產量，便不斷施入大量氮肥。但往往作物只能對其中30%～40%的氮素吸收和利用，其余氮肥則是以各種途徑損失在環境中，并引起一系列的環境問題，包括：溫室氣體大量排放、土壤酸化以及水體富營養化等等。因此，優化氮肥的施用、保證氮肥被有效利用，是保證作物產量、提高氮肥利用率的關鍵。其中，新型肥料的研發與施肥新技術更是有著重要作用。

1 新型氮肥的研發與利用

雖然近年來氮肥的施用量愈漸增長，但氮肥的利用率卻逐漸降低。大量田間試驗表明，大量施氮的增產效果以與氮肥利用率并不成正比，而長期過量施氮帶來的諸多環境問題卻日益突出，尤其是氮流失導致的地下無人與農田氮氧化物排放而使全球變暖等問題更為突出。因此，對高肥效、環保型氮肥的研發成為行業熱點，也是現代農業未來發展的主要方向。新型氮肥的研發和使用既可以滿足作物的養分需求，又能減少氨的揮發以及氮的流失，還能增加作物產量，使肥料利用率因此提高。

1.1 控失尿素

尿素是含氮量最高的氮肥，對各種土壤與植物都有良好的適用性，易于保存、施用方便，對土壤的破壞性較低，是目前在農作物中使用量較大的一種化學氮肥。

通常情況下，普通尿素進入到潮濕的土壤中之后，在數小時之內便會完全溶解，之后于脈酶的作用下，數周左右又被分解成氨態氮，受到硝化菌的影響，出現消化反應、成為硝態氮，從而以NO、NO和NO2的形式被植物直接吸收，因為溶解、氨化以及硝化的三個過程使用時間都比較短，植物反應只能夠對其總氮量的30%左右實現應用，所以大部分氮素都經由尿素水溶液的渠道流失，或發生氣態氮的揮發，或出現硝化態的逸失，而想要改變作物對于尿素的氮利用率，使其有效作用時間得以延長，可考慮從概念尿素速溶與快速分解的特性著手，使其溶解速度降低，繼而氨化、消化的過程變緩，基于以上，以延長肥效的尿素緩釋技術變應運而生。

控失尿素因其化學成分發生變化，或表面包涂班頭水/不透水物質，能使其中的有效氮釋放速度變慢，從而保持肥效的長久。因其具有緩慢釋放養分的作用，也具備可視作物對養分需求而釋放養分的特性，因此可以調控各種養分供應強度，大大提高肥料利用率，減少肥料對環境造成的污染。

有研究表明[1]，控失尿素在小麥栽培中的應用增產效果顯著，和普通尿素比較，在300 kg/hm2的施氮量時，達到最大產量7 970 kg/hm2，較普通尿素提高8.1%；同時在小麥每1hm2穗數上，控失尿素的使用要較普通尿素使用提高12.8%；隨著施氮量的增加，小麥地上部吸氮量也會隨之增加，并與小麥產量有一致的趨勢；對普通尿素而言，氮肥的利用率會隨著施氮量的增加呈現出先降低、再增加的趨勢，但是控失尿素的使用卻會一直表現出較高的氮肥利用率。提示施用控失尿素可以提高小麥的氮肥利用率、偏生產力以及農學效率；控失尿素基于對小麥產量構成因素、小麥產量和小麥氮素吸收量的提高，來提高小麥的氮肥利用率。

1.2 腐殖酸尿素

腐殖酸尿素的使用有著改良土壤的良好效用。

首先表現在可以改善土壤團粒結構上，能以此疏松土壤質地、提高土壤的含水量，既可以保持土壤的透氣性，又能提高土壤溫度與蓄水量，保證土壤整體的保水、保肥能力，有益于為作物根系生長提供保障，土壤可以為作物根系提供充足的營養物質，助力植株生長。

其次是腐殖酸可以促進化肥有效利用率的提高，可以延長尿素的肥力作用效果，加速氮吸收，通過氮肥利用率的提高來刺激作物根系的發育，保證作物良好的生長發育。

最后是腐殖酸有利于幼苗的快速發根、增多次生根、增加根量、延長根系，以此增強作物對水分的吸收能力與養分吸收能力，為作物后期生長提供持續的營養物質支持。

小麥田間試驗報道表明[2]，施用腐殖酸尿素能提高小麥株高、單位面積穗數、穗粒數和千粒質量；與施用普通氮肥相比，施用腐殖酸尿素可以達到33.9%的增產率、提高0.9%的氮肥利用率。

1.3 其它類氮素

為了保證人們的健康，目前提倡在給作物施用氮肥時，補充充足的微量元素，以此提高小麥的營養物質。增值尿素的概念以此為條件被提出，指的是在不改變尿素生產工藝的基礎上，簡單地添加一些增效劑，以鋅、錳等作為增效劑，和尿素充分熔融，制備得到含鋅、錳等元素的增殖尿素。

我國土壤大都含錳量比較低，土壤缺錳會造成糧食作物的微量元素含量不高、影響到作物的生長發育。而通過外源性添加的方式來施用含錳肥料，可以有效提高作物中的錳元素，保證并提高作物品質。

有大田試驗表明[3]，施用含錳尿素相較于普通尿素，可增產4.27%，同時氮肥的利用率可以達到23.75%

2 施肥新技術的應用

2.1 基于無人機的多光譜影像監測技術

基于無人機平臺搭載多光譜相機組成的遙感監測系統在施肥決策上已經有了一定的應用成效。該技術的具體應用方法為：無人機使用六旋翼飛行平臺，三軸穩定云臺能夠為相機提供很穩定的基礎，使飛行器與高速飛行之下也能夠拍攝得到穩定畫面。其中使用測繪航拍的模式，跟蹤重疊約有70%。把多光譜相機固定在無人機云臺上，使用支架把sunshine sensor粘到無人機的背面，經USB主機數據線便可以把多光譜傳感器連接到sunshine sensor，經USB設備數據線把多光譜傳感器連接到遙控飛機，開啟Sequoia。飛行之前先采集標準白板，把相機和白板對準，將反射板放在平地上、保證四周并無障礙物，反射板約占相機半個鏡頭，相機盡量垂直、對準反射板，反射板并無陰影，使陽光直射到反射板上，按capture拍照，延遲15 s后開始拍攝，于頁面選擇、導出白板圖像。飛行狀態下，相機可以隔1.6 s進行1次拍攝，覆蓋度達到80%[4]。

該技術通過使用高分辨率的無人機與攝影測量方法，為氮肥的精準施用提供了信息數據支持，通過對小麥生育期全過程的監測，對小麥進行氮診斷，結合估測結果用以指導精準的氮肥管理，提高氮肥的有效利用率。

2.2 氮肥后移技術

氮素化肥在小麥栽培種的應用通常有兩次一次是底施氮素化肥、一次是追施氮素化肥。以往常規使用時：底施氮素化肥用量占總施氮化肥量的60%～70%左右，其余量則用作追肥使用。這種方式的弊端是：底施比例較高、追施時間又早，出現群體過大、無效分蘗過多的問題，生育中期時麥田郁蔽、透風透光條件差，后期時易早衰、倒伏。因此為解決以上問題，氮肥后移技術被提出，該技術具體方案為：于小麥生育前期減少氮素化肥的用量，相應增多小麥生育中期的施肥量，一般是通過以下途徑實現：一是對氮素化肥底追比例進行調整，底肥比例降低到50%、追肥比例提高到50%，各占一半；二是追施氮素化肥的時間后推，推遲到拔節期，以此促進小麥揚花之后光合產物的積累以及朝籽粒轉運，從而提高小麥產量[5]。

3 結語

小麥的生長對于氮素需求較高，小麥的高產與優質均離不開氮素的合理施用。新型氮素肥料的施用有利于促進小麥對氮物質的吸收，提高小麥產量與品質，而氮后移技術的采取以及無人機監測技術的采取，又為精準的氮肥管理提供了技術支持，不失為實現小麥產量與品質最大收益的重要手段。