鄭博文 周煥成 沈丹鋒 朱正康 陳可偉
(宜興市農業技術推廣中心,無錫 214200) *為通信作者
近幾十年來,在小麥等農作物種植過程中,化肥施用量一直居高不下[1-2],而過高的化肥施用量并沒有帶來高產量[3],凸顯了肥料利用率低等相關問題[4]。為此,很多專家、學者進行了大量研究,并探索通過施用緩釋肥來解決這一難題[5-7]。緩釋肥可以控制養分釋放速度,且養分釋放周期長,可以持續為農作物生長提供養分[7-8],降低施肥的用工成本[6],從而促進農作物增產增效。在此背景下,筆者以江蘇省宜興市大面積推廣的小麥‘寧麥26’為試驗材料,研究了不同緩釋肥施用方式對小麥群體、產量及其構成、經濟效益等的影響,以期探索出宜興市小麥生產上高產高效的緩釋肥施用方式,從而為宜興市小麥高產栽培提供技術支撐。現將相關試驗結果報道如下。
試驗于2021年—2022年在宜興市周鐵鎮王茂村的試驗基地內進行。供試田塊灌排方便,前茬作物為單季晚稻(2021 年10 月27 日收獲,每667 m2產量在630 kg 左右),土壤類型為黃泥土,土壤肥力分布均勻,播種前0~20 cm土層的土壤有機質含量為32.6 g/kg、全氮含量為1.92 g/kg、速效磷含量為16.2 mg/kg、速效鉀含量為121 mg/kg、pH為5.76、容重為0.98 g/cm3。試驗田塊在小麥播種前1 d 利用中拖旋耕機進行淺旋滅茬,在基肥施入后進行人工碎土、作畦,在播種后再次進行1次人工碎土、蓋籽。
供試小麥品種為‘寧麥26’,2021 年11 月2 日播種,播種方式為人工撒播,目標基本苗數為225萬苗/h m2
供試肥料為復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15,質量分數,下同)、緩釋肥(N∶P2O5∶K2O=27∶10∶12,養分緩釋期為90~120 d)、尿素(N 含量為46.3%)。
試驗依據肥料施用種類及方式不同,設處理:(1)空白對照(CK),不施肥。(2)當地主推施肥模式(60%的復合肥和尿素基施、40%的復合肥和尿素于拔節期追施),即基肥施復合肥400 kg/hm2、尿素163 kg/hm2,在小麥拔節期施復合肥267 kg/hm2尿素109 kg/hm2。(3)緩釋肥一次性基施,即基肥施緩釋肥834 kg/hm2。(4)緩釋肥兩次施用(60%的緩釋肥基施、40%的緩釋肥于拔節期追施),即基肥施緩釋肥500 kg/hm2,在小麥拔節期施緩釋肥334 kg/hm2。各處理純氮(N)施用量均為225 kg/hm2,磷(P2O5)、鉀(K2O)施用量均在100 kg/hm2左右。每處理重復3 次,每小區面積為13.33 m2(長7.14 m、寬1.87 m),隨機區組排列。整個試驗區四周均設置保護行(行寬1.0 m 左右)。
1.3.1 產量及其構成
在小麥成熟期,每小區選取3 個1 m2的種植區域調查有效穗數,并連續取40~60 個穗,測定每穗粒數和千粒質量(籽粒測定含水量后,按籽粒含水量13%計算千粒質量);同時,每小區進行實收測產。
1.3.2 莖蘗動態、植株素質和開花后干物質積累動態
分別于越冬期、返青期、拔節期、孕穗期、開花期和灌漿期,每小區取樣20 株植株,調查在田苗數及植株素質。分別于開花期、灌漿期和成熟期,每小區取樣調查小麥開花后干物質積累動態(樣品在105 ℃殺青60 min,80 ℃烘干至恒重,測定干物質積累量)。
1.3.3 數據處理
采用Microsoft Excel 2007、SPSS等軟件進行數據整理分析。
由表1可知,從實際產量來看,采用當地主推施肥模式[處理(2)]的小麥產量最高,緩釋肥兩次施用[處理(4)]的小麥產量次之,緩釋肥一次性基施[處理(3)]的小麥產量最低。從產量構成因素看,處理(2)的有效穗數最多,其次是處理(3);處理(4)的每穗實粒數和千粒質量均為各處理中最高。以上結果表明,緩釋肥兩次施用更有利于小麥增加每穗粒數、形成大穗,且能促進小麥籽粒灌漿;采用當地主推施肥模式的小麥在有效穗數和實際產量方面優于施用緩釋肥的小麥;緩釋肥兩次施用的小麥實際產量略低于采用當地主推施肥模式的小麥,但高于緩釋肥一次性基施的小麥。

表1 不同施肥模式對小麥產量及構成因素的影響
2.2.1 群體莖蘗動態
由表2 可知,在返青期前,處理(2)的在田苗數多于處理(3)和處理(4),表明當地主推的施肥模式在此時期能較快釋放養分供植株利用,而緩釋肥的養分釋放期相對較長,導致在田苗數增長較慢。在返青期及其之后,處理(2)的在田苗數低于處理(3)和處理(4),但最終處理(2)的有效穗數、成穗率均明顯高于處理(3)和處理(4),表明施用緩釋肥的小麥在生長前期在田苗數增長較慢,自返青期之后在田苗數逐漸增多,但最終有效穗數及成穗率仍低于采用當地主推施肥模式的小麥。

表2 不同施肥模式對小麥群體莖蘗動態的影響
2.2.2 開花后干物質積累動態
由表3可知,在開花后,各處理小麥的干物質積累量持續增加。其中,處理(2)在灌漿期、成熟期的干物質積累量和花后干物質積累量均為各處理中最高,尤其是花后干物質積累量,顯著高于其他處理,這與該處理產量最高的趨勢相對應,表明小麥采用當地主推施肥模式更有利于籽粒產量的形成。在施肥的3 個處理中,處理(3)在開花期的干物質積累量最高,在成熟期的干物質積累量最低,花后干物質積累量最少,表明緩釋肥一次性基施的小麥在生長后期干物質積累慢,這可能是后期供肥不足造成的。

表3 不同施肥模式對小麥開花后干物質積累動態的影響(單位:kg/hm2)
2.2.3 越冬期植株素質
由表4 可知,在越冬期,在施肥的3 個處理中,處理(3)的苗高、百株鮮質量均為最高,主莖綠葉數、單株帶蘗數均較多;處理(4)的莖粗最粗,主莖綠葉數、單株帶蘗數均為最多,百株鮮質量較高。以上結果表明,小麥施用緩釋肥更有利于實現壯苗過冬。

表4 不同施肥模式對小麥越冬期植株素質的影響
2.2.4 拔節期植株素質
由表5 可知,在拔節期,在施肥的3 個處理中,處理(3)的苗高、百株鮮質量均為最高,莖粗最粗,單株帶蘗數最多;處理(2)的主莖綠葉數最多;處理(4)的植株素質各項指標表現均相對較差。以上結果表明,緩釋肥一次性基施的小麥植株素質表現較好,這有利于形成足夠多的有效穗數,從而為獲得高產打牢穗數基礎;小麥采用當地主推施肥模式更有利于促進拔節期葉片生長。

表5 不同施肥模式對小麥拔節期植株素質的影響
2.2.5 開花期植株素質
由表6 可知,在開花期,在施肥的3 個處理中,處理(2)和處理(3)的株高、基部節間粗、劍葉長度、倒二葉長度、倒三葉長度表現均差異不大;處理(4)的植株素質各項指標表現均相對較差。

表6 不同施肥模式對小麥開花期植株素質的影響
2.2.6 灌漿期植株素質
由表7 可知,在灌漿期,在施肥的3 個處理中,處理(2)的植株最高,第二節間長度最長,穗長最短,每穗總排數和每穗退化排數均為最少;處理(3)的基部節間長度最長,每穗退化排數最多,每穗實粒數最少,這可能是因為該處理后期供肥不足;處理(4)的植株最矮,基部節間長度和第二節間長度最短,植株有更強的抗倒伏能力,第三節間長度和穗長最長,每穗總排數和每穗實粒數最多。

表7 不同施肥模式對對小麥灌漿期植株素質的影響
由表8可知,在施肥的3個處理中,處理(2)的產值最高,生產成本最低,最終純收益最高,表明小麥采用當地主推施肥模式的經濟效益較好;處理(4)雖然比處理(3)多了追肥成本,但是產值高,最終純收益仍高于處理(3),表明小麥施用緩釋肥,兩次施用比一次性基施的經濟效益好。

表8 不同施肥模式對小麥經濟效益的影響(單位:元/hm2)
在關于施用緩釋肥對小麥產量影響的研究中,劉虹丹等[9]認為,冬小麥施用緩釋肥比施用常規肥料的產量高,且氮肥利用率、氮素農學效率也均有所提高;馬富亮等[10]認為,與施用普通尿素相比,施用硫膜和樹脂膜控釋尿素均能顯著提高小麥籽粒的產量和品質;馬泉等[11]認為,硫包膜緩釋肥基施+返青期追施的冬小麥,比施用尿素4次的冬小麥增產21.31%,且葉片光合性能優于常規化肥、緩釋肥一次性基施的冬小麥。在本試驗中,由于當地主推施肥模式更符合當地田塊條件且已在當地熟化運用,故采用當地主推施肥模式的小麥實際產量最高,但與緩釋肥兩次施用的小麥實際產量差異不顯著;同時,緩釋肥兩次施用的小麥每穗實粒數和千粒質量均為3 個施肥處理中最高,表明該施肥方式的應用前景較好,可通過調整緩釋肥的施用時間來進一步挖掘該施肥方式的增產增效潛力。
本試驗結果表明,在開花期及其之前,施用緩釋肥的小麥植株素質和干物質積累量與采用當地主推施肥模式的小麥差異不大,各有優劣,但在開花期之后,施用緩釋肥的小麥干物質積累量有所減少,表明施用緩釋肥的小麥在生長后期存在供肥不足的問題。因此,強化緩釋肥的供肥能力,有助于進一步提高小麥產量,從而提高小麥經濟效益。
緩釋肥是由常規肥料再次加工而成,故其價格比常規肥料更高,這就增加了生產成本。在關于施用緩釋肥對小麥經濟效益影響的研究中,吳冬乾等[12]認為,在小麥生產上施用緩釋肥,能夠提高小麥經濟效益;楊雯玉等[13]認為,施用緩釋肥極顯著增加了冬小麥的籽粒產量,雖然肥料成本相對較高,但是經濟效益仍有所提高。在本試驗中,采用當地主推施肥模式的小麥實際產量高于施用緩釋肥的小麥,且生產成本較低,故經濟效益最好。