緩釋氮肥配比及減施對小麥產量和效益的影響

顧文健 高正寶

（1來安縣汊河鎮農業技術推廣站，安徽來安 239236；2滁州市農業農村技術推廣中心，安徽滁州 239000）

氮肥運籌對協調小麥生育期氮素供應，調節小麥群體結構，促進氮素積累轉運，提高產量具有重要作用[1-2]。現有氮肥施用技術多以尿素作為投入品，在生產中存在過量施用、次數過多等現象，不僅造成肥料資源浪費、土壤質量下降、加劇環境污染等問題，還可能導致作物減產問題[3-6]。因此，在當前小麥綠色輕簡化生產趨勢下，如何優化氮肥類型及其施用方式，在保障穩產高產的同時減少投入量和提高利用效率，成為我國農業工作的重點和研究的熱點[7-9]。

緩控釋肥作為環境友好和增效型肥料，在增產增效、減少氮素損失和緩解農業氮素污染等方面具有明顯的優勢，已經成為未來肥料發展的重要趨勢[6，10-11]。研究表明，在相同的施氮量下，緩釋氮肥與尿素摻混可顯著提高小麥產量及氮肥利用效率[12-13]，控釋期為90～120 d的緩釋肥全量或與尿素摻混施用是目前農業條件下冬小麥高產高效生產的緩釋肥合理施用模式[14-15]；緩釋氮肥減施可實現小麥穩產增產，且能降低成本，提高經濟效益[16-17]。

基于此，本研究通過設置緩釋氮肥與尿素不同摻混配比以及減量施用，與單施緩釋氮肥和尿素作對比，研究緩釋氮肥摻混比例和減量下一次性基施對小麥產量及肥料利用率的影響，旨在探索緩釋氮肥適宜的施氮模式，為緩釋氮肥在當地小麥生產上的合理施用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2021 年11 月至2022 年6 月在來安縣汊河鎮唐橋村進行，該地區屬北亞熱帶濕潤季風氣候，種植制度為小麥—水稻輪作，排灌條件良好。供試土壤為潮泥骨田土種，質地重壤，耕層土壤基本理化性質如下：容重1.46 g/cm3，pH 6.3，有機質29.7 g/kg、全氮1.718 g/kg，有效磷15.3 mg/kg，速效鉀149 mg/kg。

1.2 供試材料

供試肥料為緩釋氮肥（含N 44%，120 d 釋放率N≥80%），普通尿素（純N 46%），過磷酸鈣（P2O512%），氯化鉀（K2O 60%），所有肥料均為顆粒；供試小麥品種為揚麥25。

1.3 試驗設計

以當地配方施肥為基礎，結合前人研究結果，本試驗設置9個處理，即①不施氮肥區（N0）；②常規施氮區（N1）；③100%緩釋氮肥區（N2）；④90%緩釋氮肥區（N3）；⑤80%緩釋氮肥區（N4）；⑥70%緩釋氮肥區（N5）；⑦80%緩釋氮肥+20%尿素區（N6）；⑧70%緩釋氮肥+30%尿素區（N7）；⑨60%緩釋氮肥+40%尿素區（N8）。其中N3~N5為減量處理，N6~N8為等量處理，詳細的氮肥施用方案和肥料運籌見表1。所有處理的磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量均為72.0 kg/hm2和112.5 kg/hm2，全部作為底肥摻混后一次性施入。

表1 各處理氮肥方案與肥料運籌

試驗各處理3次重復，隨機區組排列，共27個小區，小區面積50.0 m2（12.5 m×4.0 m），試驗區四周設保護行。2021年11月18日整地、作區和施肥，19日采用人工開溝條播，播種量225.0 kg/hm2。2022年2月20日化學除草，3月16日追施拔節孕穗肥，3月20日防治紋枯病和蚜蟲，4月5日防治赤霉病與蚜蟲，5月26日取樣考種和實收計產。

1.4 測定項目與方法

產量及其構成：小麥于成熟期，每個處理選取3個長勢均勻的1.0 m2樣方，計數穗數；連續取30 穗，計數每穗粒數，并在測產的籽粒中計數測定千粒重；采用人工收割脫粒，自然晾曬后稱重計產，以含水率13%折算小麥實產。

干物重和含氮量：將所取植株樣品105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重后測定各器官及全株的干物重；樣品粉碎后采用硫酸-雙氧水消化，凱氏定氮法測定植株含氮量。

氮效率計算公式：氮肥表觀利用率（%）=（施氮區植株吸氮量-不施氮區植株吸氮量）/施氮量×100；氮肥農學利用率（kg/kg）=（施氮區產量-不施氮區產量）/施氮量；氮肥偏生產力（kg/kg）=施氮區產量/施氮量；土壤氮依存率（%）=不施氮區植株吸氮量/施氮區植株吸氮量×100

1.5 數據統計與分析

試驗數據采用WPS表格和SPSS 22進行數據整理和數理統計分析，采用單因素方差分析檢驗各處理間的差異顯著性，多重比較采用Duncan 法，差異顯著性水平為5%。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對小麥產量的影響

從表2 可以看出，不同施氮處理對小麥產量的影響差異顯著。氮肥等量處理下，各緩釋氮肥處理與N1相比增產在6.29%～16.99%，且差異均達顯著水平；隨著緩釋氮肥配比降低，產量先增后降，與N2相比，N6、N7、N8分別增產5.93%、10.07%和2.96%，差異也均達顯著水平。緩釋氮肥減施處理下，與N1相比，除N5減產2.51%外，N3、N4分別增產6.91%和5.03%，且差異也均達顯著水平；隨著逐步減量，產量亦呈現先增后減趨勢，與N2相比，N3、N4、N5分別增產0.59%、-1.18%和-8.28%，N2、N3、N4與N5差異顯著。可見，施用緩釋氮肥配比和緩釋氮肥一定量減施下，對小麥具有良好的增產效果，但緩釋氮肥減施30%減產顯著。

表2 不同處理下小麥產量及構成因素

2.2 不同施肥處理對小麥產量構成因素的影響

由表2 可知，各施氮處理均顯著提高了小麥有效穗數、每穗粒數和千粒重。氮肥等量下，與N1相比，各緩釋氮肥處理均在有效穗數、千粒重上具有顯著影響，分別增加4.32%～14.15% 和2.33%～5.68%；與N2相比，各緩釋氮肥配比處理僅在有效穗數上均呈顯著差異，增幅在4.14%～9.43%。氮肥減量下，隨著緩釋氮肥減施，有效穗數、每穗粒數和千粒重均呈下降趨勢，過量減氮（N5）會對產量構成因素均造成下降且達顯著差異；與N1和N2相比，緩釋氮肥減施處理有效穗數、每穗粒數、千粒重分別增加 -2.88%～6.95% 和 -6.9%～2.53%、-2.65%～2.06%和-4.34%～0.29%、-3.88%～2.07%和-6.06%～-0.25%。

將產量作為因變量，產量構成因素作為自變量，采用逐步回歸法建立多元線性最優回歸方程，標準化后得到分別代表有效穗數、千粒重，R2=0.967），穗粒數與產量無顯著關系。說明緩釋氮肥配比主要是通過增加有效穗數和千粒重來提高產量，緩釋氮肥減施增產僅通過增加有效穗數來提高產量。

2.3 不同施肥處理對小麥氮素養分利用的影響

從表3 可以看出，緩釋氮肥配比及減施處理均能顯著影響小麥氮素吸收利用。等氮條件下，小麥成熟期吸氮量、氮肥表觀利用率均表現為N7>N8>N6>N2>N1，氮肥偏生產力表現為N7>N6>N8>N2>N1，且各緩釋氮肥配比處理均與N1、N2有顯著差異；土壤氮依存率表現為N1>N2>N6>N8>N7。減量條件下，隨著緩釋氮肥減施，小麥成熟期吸氮量呈減少趨勢，氮肥的偏生產力、土壤氮依存率反之，氮肥表觀利用率、氮肥農學利用率先增后降。由此可見，與單施緩釋氮肥或尿素相比，緩釋氮肥配比及減施均可以顯著促進氮素吸收，提高氮肥表觀利用率、氮肥農學利用率和氮肥偏生產力，前者降低土壤氮依存率，后者提高了土壤氮依存率。

表3 不同處理下小麥氮素吸收利用

2.4 不同施肥處理對小麥經濟效益的影響

從表4可以看出，在氮肥成本投入上，除N5比N1減少5.5%外，其他緩釋肥處理較N1高出0.5%～12.5%，總成本投入上除N2比N1略高0.1%外，其他緩釋肥處理較N1減少了0.5%～4.1%；緩釋氮肥各處理凈效益均高于N1，分別高出36～2 788 元/hm2，增幅0.7%～53.3%。氮肥等量條件下，各緩釋氮肥處理較N1，凈效益分別高出994～2 788 元/hm2，增幅19.0%～53.3%，且隨緩釋氮肥配比降低呈先升后降趨勢；氮肥減量條件下，各緩釋氮肥減施處理凈效益比N1增加36～1 241 元/hm2，增幅0.7%～23.7%，凈效益呈緩釋氮肥減量先升后降趨勢。說明在緩釋氮肥與普通尿素摻混7∶3、緩釋肥減量20%的條件下，相比普通尿素在增收上有明顯優勢。

表4 不同處理下小麥經濟效益

3 討論與結論

探究緩控釋氮肥不同配比和減施具有重要的實踐意義[17]。本次研究結果表明，在等氮條件下，不同緩釋氮肥配比均能增加小麥產量，尤以7∶3（N7）表現最優，主要表現在能顯著增加有效穗數和千粒重，進而提高小麥產量，這與前人的研究結果基本一致[18-20]。但也有研究表明，緩控釋氮肥與普通尿素摻混4∶6 獲得的產量最優[21-22]，因此緩釋氮肥和尿素最優配比還需要根據施氮量、地力水平和經濟效益等綜合評定。在減氮條件下，緩釋氮肥減施20%時（N4），仍能獲得較高產量，但減施達到30%（N5）時，產量及構成因素顯著降低，說明緩釋氮肥減施20%是切實可行的[23-24]。

提升氮肥的利用效率是緩控釋肥研究和推廣應用的重點[11]，可用來衡量氮肥施用的合理性[25]。相關研究表明，緩釋氮肥配比的氮肥表觀利用率、氮肥農學利用率、氮肥偏生產力均顯著高于單施緩釋肥和尿素[13，18]，本研究結果也與之一致，并降低了土壤氮素依存率。緩釋氮肥減施均能顯著提高氮肥表觀利用率、氮肥農學利用率和氮肥偏生產力，但也提高了土壤氮依存率。表明緩釋氮肥一次性基施有利于氮素后移，能解決單施尿素前期供氮過量及后期供氮不足的問題，與尿素配施還能解決單施緩釋氮肥前期釋放速率慢供氮不足等缺點。

緩控釋肥料的成本和經濟效益是生產者最為關注的問題，也是限制大田作物廣泛應用的主要原因，合理施用緩控釋肥能夠提高農業種植經濟效益[9，14]。雖然緩釋氮肥成本高于普通氮肥，但實現了減少勞動力投入和增產增效，能夠在滿足小麥生長的同時協調肥料成本與經濟效益的矛盾，足以彌補肥料成本劣勢[25]。本研究中，緩釋氮肥配比處理以N7（7∶3）純利潤最高，比普通尿素處理（N1）凈增收53.3%；緩釋氮肥減施處理以N3（減量10%）最高，較普通尿素處理（N1）凈增收23.7%。

綜上所述，在小麥輕簡化生產模式下，合理施用緩釋氮肥不僅實現了作物穩產高產、氮肥利用高效和氮損失減少，也節省了農業勞動力和降低了農業生產成本。綜合考慮小麥產量效應、氮肥利用效率以及節本增效，推薦70%緩釋氮肥摻混和緩釋氮肥減量20%一次性施用模式。