黑龍港流域冬小麥春季追施氮肥試驗研究

陳 麗 吳 楓 李 真 劉 靜 楊玉銳

（邢臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 河北 邢臺 054000）

黑龍港地區(qū)土壤瘠薄，小麥為該區(qū)域主栽作物，為了改良土壤，追施氮肥成了種植小麥的首選。氮素通過影響小麥光合作用，從而影響籽粒的灌漿速率和產(chǎn)量。因此，增施氮肥可加快冬小麥對氮素的吸收，提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，但是不是施氮肥量越多越好呢？因此，筆者進(jìn)行了小麥追施氮肥試驗，研究追施氮肥比例、時期和次數(shù)對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

有研究表明，施肥的作用在于改良了土壤結(jié)構(gòu)，提高了土壤水分，增強(qiáng)了作物對深層水分的利用，進(jìn)而提高了作物對干旱的適應(yīng)力和抵抗力[1～3]。本研究以邢麥7 號為試驗品種，以春后拔節(jié)期不同氮肥追肥量為處理，研究了黑龍港流域冬小麥春季追施氮肥的最佳量。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況。試驗選在河北省黑龍港流域巨鹿縣西郭城鎮(zhèn)南鹽池村(北緯37°07′，東經(jīng)114°50′)，土壤類型為沙壤。本試驗連續(xù)進(jìn)行2 年，2018 年10 月8 日足墑播種，2019 年6 月10 日收獲；2019 年10 月10 日足墑播種，2020 年6 月14 日收獲；前茬玉米秸稈還田、澆水造墑，采用機(jī)器播種，播后鎮(zhèn)壓，管理按中等水平進(jìn)行。春季拔節(jié)期、開花期結(jié)合第1 次澆水采用水肥一體化方式追施尿素，其它管理同大田。

1.2 供試作物。供試小麥品種為邢麥7 號，由邢臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院育成，審定編號：冀審麥2012003，屬半冬性中熟品種。

1.3 試驗設(shè)計。設(shè)6 個處理，3 個重復(fù)。每個小區(qū)寬2 m，長20 m，小區(qū)面積40 m2。處理1：追施N肥0 kg/畝；處理2：追施N 肥6 kg/畝；處理3：追施N 肥12 kg/畝；處理4：追施N 肥18 kg/畝；處理5：追施N 肥24 kg/畝；處理6：追施N 肥30 kg/畝(為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民追肥方式)。所有試驗處理用肥為底施復(fù)合肥40 kg/ 畝(N-P2O5-K2O：19-21-5)，均在小麥拔節(jié)期1 次追氮肥，采用水肥一體化技術(shù)施肥。所有試驗造墑播種，分別于拔節(jié)期澆水30 m3/畝、抽穗揚(yáng)花期澆水20 m3/畝。各試驗小區(qū)隨機(jī)排列，試驗田四周設(shè)保護(hù)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥追施對比試驗結(jié)果。由表1 和表2 可知，2018～2019 年度及2019～2020 年度，微灌小麥在底施45%復(fù)合肥40 kg/ 畝(N-P2O5-K2O：19-21-5)，拔節(jié)期追施1 次氮肥條件下，處理3(追施氮肥12 kg/畝)較處理2、處理4 和處理5 產(chǎn)量差異顯著，處理3 較處理1 和處理6 產(chǎn)量差異極顯著。各處理的畝穗數(shù)差異不顯著。不追氮肥的穗粒數(shù)和千粒重明顯低于追施氮肥的處理。處理3(追施氮肥12 kg/畝)畝產(chǎn)量達(dá)到最高，減少或增加追氮量都會降低產(chǎn)量。

表1 2018～2019 年N 肥追施對比試驗產(chǎn)量匯總表

表2 2019～2020 年N 肥追施對比試驗產(chǎn)量匯總表

2.2 小麥最大N 肥追施量及最高產(chǎn)量的確定。由圖1可知，利用肥料效應(yīng)函數(shù)法建立小麥產(chǎn)量與施N 量的肥料效應(yīng)函數(shù)方程：y = -0.3037x2+ 9.0596x + 465.95(R2=0.8646)。根據(jù)數(shù)學(xué)分析求極值原理，欲使小麥的產(chǎn)量y 達(dá)最大值，應(yīng)使y=a+b1x+b2x2效應(yīng)方程對x的一階導(dǎo)數(shù)等于0，即肥料投入量x 的邊際產(chǎn)量為0：dy/dx = b1+ 2b2x = 0，x = -b1/2b2，把肥料投入量x =-b1/2b2代入肥料效應(yīng)方程y = a + b1x + b2x2中，得：ymax=a-b12/4b2。根據(jù)上述方程，求得試驗地小麥最大N 肥追施量及最高產(chǎn)量：小麥最大N 肥追施量x =14.9(kg/畝)，最高產(chǎn)量y=533.5(kg/畝)。

圖1 2019～2020 年N 肥追施對比試驗產(chǎn)量擬合一元二次曲線

2.3 試驗基地最佳追N 量和最佳產(chǎn)量的確定。近3年小麥?zhǔn)袌鰞r格Py=2.3 元/kg，N 肥(尿素)為Px=2.5元/kg，根據(jù)邊際分析原理，當(dāng)邊際產(chǎn)量等于肥料單價與產(chǎn)品單價之比時，求得出的N 肥用量就是最佳N肥用量，在此最佳施N 量下的產(chǎn)量就是最佳產(chǎn)量。即：dy/dx = Px/Py = b1+ 2b2x；解得：x = (Px/Py - b1)/2b2，y=a+[(Px/Py)2-b12]/4b2。小麥最佳N 肥追施量x=(2.5/2.3-9.0596)/[2×(-0.3037)]=13.1 kg/畝；最佳產(chǎn)量y = 349.73 + [(2.5/2.3)2- 9.05962]/[4 ×(-0.3037)] =534.7 kg/畝。小麥最大與最佳N 肥追施量相差14.9-13.1 = 1.8 kg/ 畝，最大與最佳畝產(chǎn)量相差534.7 -533.5=1.2 kg，最佳N 肥追施量的經(jīng)濟(jì)效益高于最大N 肥追施量。鑒于以上構(gòu)建的小麥N 肥追施用量肥料效應(yīng)模型和實際試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)黑龍港流域邢臺區(qū)域當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣和秸稈還田增加土壤有機(jī)質(zhì)、有效氮情況，此區(qū)域小麥最佳N 肥追施用量應(yīng)以12 kg/ 畝為宜。

3 結(jié)論與討論

綜合2 年數(shù)據(jù)，在底施45%肥爾得(N-P2O5-K2O：19-21-5)，拔節(jié)期追施1 次氮肥條件下，處理3 追施N 12 kg/畝，產(chǎn)量最高；處理4(追施N 18 kg/畝)、處理5(追施N 24 kg/畝)、處理6(追施N 30 kg/畝)的產(chǎn)量呈遞減趨勢；處理1(追施N 0 kg/畝)、處理2(追施N 6 kg/畝)的產(chǎn)量呈遞增趨勢。說明在底肥相同的情況下，追施N 12 kg/畝，產(chǎn)量最高，是該地塊最佳追肥模式。最優(yōu)追氮方式為拔節(jié)期追施N 12 kg/畝，較當(dāng)?shù)剞r(nóng)民追氮方式(畝追施N 20 kg/畝)，畝節(jié)肥8 kg，追肥節(jié)約氮肥40%；最優(yōu)底施肥爾得45%復(fù)合肥40 kg/畝(N-P2O5-K2O：19-21-5)，當(dāng)?shù)卮筇镛r(nóng)民底施復(fù)合肥50 kg/畝，底施節(jié)肥20%；合計畝節(jié)肥25.7%。