基于收獲期土壤測試和施肥位置優(yōu)化的旱地小麥減肥增效研究

丁帥

摘 要：優(yōu)化施肥是我國糧食種植中非常關鍵的理念，不僅可以強化小麥等作物的產量，而且還能夠減少對土壤環(huán)境的影響。然而由于不同區(qū)域小麥種植產量以及養(yǎng)分需求存在差異，因此優(yōu)化施肥工作的落實難度較高。鑒于此，本文重點圍繞收獲期階段的土壤測試以及施肥位置優(yōu)化開展測試，并有針對性地分析不同環(huán)境對旱地小麥減肥增效效果的影響，為后續(xù)改進種植技術運用、優(yōu)化小麥養(yǎng)分管理提供參考。

關鍵詞：收獲期；土壤測試；小麥減肥增效

化肥是一種能夠提高糧食產量的重要物質，在保障糧食安全等方面具有重要意義，尤其在人口增多的環(huán)境下，若想實現(xiàn)增產，就要做好對于化肥的運用與控制。然而就目前來看，部分區(qū)域由于化肥使用不合理，已經出現(xiàn)土壤貧瘠、營養(yǎng)成分不足、水土流失等問題，嚴重制約小麥生長。由此可見，圍繞收獲期土壤測試與施肥位置優(yōu)化旱地小麥減肥增效開展分析尤為關鍵，這是強化旱地小麥種植水平的必然要求。

1基于收獲期土壤測試的旱地小麥減肥增效分析

1.1硝態(tài)氮測試

1.1.1前期準備

在對收獲期階段的硝態(tài)氮開展測試分析的過程中，技術人員對多個地區(qū)進行了分析，最終確認定點試驗區(qū)域。該區(qū)域為我國典型的旱作農業(yè)區(qū)，其中冬小麥種植是主要的農業(yè)發(fā)展形勢。本次試驗歷經3年，選擇了不同的田塊完成測試，其中所有的試驗地在前期均進行了40cm左右的深耕，其中一半用作常規(guī)施肥，一半用作優(yōu)化施肥，以此進行數(shù)據(jù)對比。結合當前來看，在常規(guī)施肥的過程中，氮磷鉀的使用量分別為10家農戶日常使用量的平均值，而開展收獲期硝態(tài)氮測試的氮磷鉀使用量，則按照以下公式計算：

氮肥使用量=產量目標對氮的需求量+收獲期10～100cm硝態(tài)氮的安全閾值系數(shù)-收獲期土壤自身的硝態(tài)氮

在開展數(shù)據(jù)計算的過程中，技術人員首先需要借助公式計算產量規(guī)劃下對氮的需求量，一般來說，計算公式如下：

目標產量下的氮需求量=規(guī)劃產量目標×28/1000

其中28為參數(shù)，是指當前理論下1000kg小麥產量需要的氮含量。

1.1.2測試過程

在測試之前首先需要開展田間管理工作，技術人員將每一塊土地大小設置為96m2，氮磷鉀化肥的使用分別設定為尿素、過磷酸鈣以及硫酸鉀，并于10月進行播種，在次年6月規(guī)劃收獲。在樣品處理中，技術人員會在播種前期進行樣品采集，其中每20cm為一層，此樣本主要用于測定土壤的理化特點以及硝態(tài)氮的含量，在樣本混合之后，去除其中的500g作為分析對象，其中一部分直接測定水分以及硝態(tài)氮的含量，另外一部分則經篩之后保存好。在具體工作中，水分分析主要是運用烘干法進行測算，要求技術人員取30g左右的土壤樣本，將其放置在105℃的環(huán)境下烘干24h。在硝態(tài)氮測算的過程中，則要求先準備氯化鉀溶液，之后振蕩并靜置1h，然后使用過濾設備對其中的硝態(tài)氮進行濃度分析[1]。

1.1.3結果分析

在對小麥產量開展分析的過程中，技術人員發(fā)現(xiàn)部分試點的優(yōu)化施肥并沒有對最終的籽粒產量帶來影響，但是3年內的平均產量與傳統(tǒng)的施肥形式相比增加了6.9%左右，且部分品種的產量漲幅為33.8%左右。但是在測試的過程中，技術人員發(fā)現(xiàn)某田塊的試點產量呈現(xiàn)明顯下降的趨勢，其主要原因是冬季進行了補充灌溉，有效強化了小麥的生產潛力，以致后續(xù)在優(yōu)化施肥的過程中受到低氮素的影響而出現(xiàn)了減產狀況。在對產量構成因素開展分析的過程中，最終認為收獲期硝態(tài)氮測試的優(yōu)化施肥能夠進一步優(yōu)化籽粒產量，其主要體現(xiàn)為千粒重不斷提升。

此外，從氮磷鉀養(yǎng)分含量變化的角度分析，與傳統(tǒng)施肥效果相比，優(yōu)化施肥背景下小麥的含氮量出現(xiàn)一定的下降，降幅為4.1%左右，但是在磷、鉀含量方面并沒有明顯變化，可見在收獲期硝態(tài)氮測試中，施肥量的不斷下降會導致養(yǎng)分含量出現(xiàn)一定的變化。

總而言之，與傳統(tǒng)的施肥形式相比，在優(yōu)化施肥的過程中，氮肥的使用量進一步降低，3年內平均減少了95kg·hm-2，磷、鉀肥使用分別減少42kg·hm-2、120kg·hm-2，而籽粒產量明顯上升，每公頃增加380kg左右。之所以產量會上升，是因為在優(yōu)化施肥的過程中，土壤的氮、磷、鉀的積累量并不會受到影響，反而提升了收獲指數(shù)以及吸收效率。所以通過硝態(tài)氮測試來看，科學的優(yōu)化施肥能夠減少肥料用量，保障經濟效益，幫助工作人員平衡農作物種植以及環(huán)境保護之間的沖突問題，為旱作區(qū)的小麥種植提供新的可能[2]。

1.2 有機質土壤測試下對小麥的影響

1.2.1 對小麥養(yǎng)分生理效率以及肥料偏生產力的影響

在優(yōu)化施肥的過程中，旱地小麥氮磷鉀元素的生理效率出現(xiàn)明顯變化，且不同試驗田的數(shù)據(jù)存在明顯差異。結合相關數(shù)據(jù)來看，傳統(tǒng)施肥背景下CFA生產效率存在下降趨勢，這說明農戶在施肥的過程中存在過量狀況，以致小麥吸收養(yǎng)分的質量下降。與此數(shù)值相比，在優(yōu)化施肥的過程中，平均氮磷效率分別提升4.5%、3.4%，鉀方面無明顯區(qū)別，這說明減少化肥使用量可有效提升旱地小麥的生理效率。從偏生產力的角度來看，氮、磷、鉀分別提升33.7%、98.2%、40.5%，其中鉀肥更是存在10個點的優(yōu)化，說明在收獲期內有機質分析的過程中優(yōu)化施肥可強化偏生產力。然而需要注意的是，在調整用量的過程中，應該循序漸進，若是驟然減少大量的化肥使用量，反而會不利于偏生產力。

1.2.2 氮磷鉀回收率以及農學效率

化肥回收率以及農學效率是分析施肥是否科學的重要參數(shù)，在本次開展土壤測試的過程中，平均回收率分別為48.6%、9.5和66.9%，農學效率則為N9.2kg-1、P2O51.4kg-1以及K2O18.3kg-1。由此可見，在優(yōu)化施肥的過程中，肥料的回收率以及農學效率的變化并不大，詳細數(shù)據(jù)如表1所示。

2收獲期施肥位置優(yōu)化的旱地小麥減肥增效分析

2.1 試驗區(qū)域土壤養(yǎng)分以及降水量情況分析

本文將圍繞某區(qū)域開展分析，其屬于易干旱區(qū)，其中冬小麥種植是主要的農業(yè)發(fā)展形勢。從降水量的角度來看，其多年平均降水量為530mm左右，每年6～9月的平均降水量能達到305mm，通常情況下，降水量最高時期是5～6月。結合標準來看，若當年降水量在570mm以上，則說明可以將其判定為豐水年，當年降水量在480mm以下，則為欠水年，其他階段則為平水期。表2為試驗區(qū)前期土壤樣本的理化特征[3]。

2.2 試驗分析與田間管控

在開展測試的過程中，主要分為平作以及溝翻、膜側施肥幾個階段，其中平作是指技術人員在播種前7天開始施肥，并將其施入15cm的深度內，之后運用條播設備，以20cm為間距進行播種。在次年收獲期收獲的過程中，需要留出15cm加以處理，并在21天左右再次翻耕。溝播與平作的方式相似，在播種前7天，工作人員要將種子撒在土壤表面，之后借助旋耕的方式使其與土壤混合均勻，之后運用覆膜播種設備一次性完成起壟播種工作。在測試的過程中，夏季休閑階段并不揭膜，使其能夠一直在表面，而秸稈等則放置在溝內。為進一步降低不同地塊對試驗結果的影響，氮肥的使用量依舊按照目標所需量來定，而磷肥和鉀肥則使用衡量監(jiān)控技術要求的用量。

2.3 具體參數(shù)測算

在測試的過程中，小麥耗水量的測定十分關鍵。工作人員以20cm為一層開展土壤成分的測定。在具體工作中，技術人員將0～40cm的土壤劃分為5個樣本區(qū)，而40～200cm則分為兩個樣本區(qū)，在混合樣品土壤之后取出其中的300g作為樣品。在水分測算的過程中，主要運用下述公式：

WS=1/10DiHiWi

其中，WS是指土壤內部的儲水量；i則是指土層；D的數(shù)值根據(jù)土層的不同來確定，一般情況下，0～20cm時的取值為1.18；20～40cm時的取值為1.38；40～60cm時的取值為1.38；H為土層厚度；W則是土壤水分，通常按照百分比的形式加以體現(xiàn)。

小麥內部的物質積累量測定也是本次試驗非常關鍵的內容，技術人員需要提前標記好具備代表性的樣品段，之后掌握苗數(shù)狀況，然后隨機選擇20個樣本點，運用取樣鏟松動土壤，之后在0～20cm深度內取出1～2株小麥樣本，然后將其分為不同的部分，稱其重量。對于收獲期來講，一般會將其劃分為莖葉、穗軸與穎殼幾個部分，各自取出50g，使其在90℃的環(huán)境下進行0.5h的殺青處理，之后在65℃的環(huán)境下烘干，直至數(shù)據(jù)不發(fā)生變化產生恒定之后測定其重量。

2.4 結果分析

2.4.1對旱地小麥產量的影響

結合以上測算分析以及試驗結果來看，在此種栽培形勢下，小麥的籽粒產量會受到優(yōu)化施肥的影響而出現(xiàn)明顯變化，其中之所以會產生產量波動，是因為穗數(shù)出現(xiàn)了變動。具體來看，對于豐水年來講，壟覆溝播下的產量會比傳統(tǒng)施肥環(huán)境下的產量更多，但是影響并不明顯，而在平水以及欠水階段，則十分顯著。在3年的試驗過程中，地上生物量以及產量的漲幅分別約為6.8%和8.6%。而在膜側施肥的過程中，與傳統(tǒng)施肥形式相比，3年內的生物量、穗數(shù)以及產量均有所上升，其中前兩種的漲幅分別約為17.5%和19.9%。從平均數(shù)值的角度來看，在膜側施肥的過程中，生物量、穗數(shù)以及產量可分別提升約8.9%、10.2%和11.3%。此項研究再一次說明，膜側施肥可有效強化產量，實現(xiàn)增產，尤其是在降水期較短或者偏旱的年度更加明顯[4]。

2.4.2 生育期耗水以及水分利用率的變化

從3年測試的數(shù)據(jù)來看，膜側施肥以及溝播兩種形式在土壤內部水分消耗的平均數(shù)并沒有出現(xiàn)明顯變化，但是若以年度為對比參數(shù)，則有一定的差異。例如，在豐水年，覆膜處理背景下0～200cm深度內的土壤水分消耗量可進一步降低，僅分別消耗傳統(tǒng)施肥環(huán)境下的7.9%和11.5%左右。并且從不同土層的情況來看，在運用覆膜處理技術時，0～100cm深度內的土壤水分消耗變化并不明顯，說明其主要能夠降低0～100cm內的水分消耗量。而對欠水年而言，100～200cm的水分消耗卻比常規(guī)施肥環(huán)境下的消耗多6.9%左右，但溝播環(huán)境下無明顯差異。除此之外，與傳統(tǒng)的施肥形式相比，在小麥水分利用效率方面，以上兩種方式均能夠強化利用率，具體數(shù)據(jù)分別約為8.0%和15.7%。由此可見，膜側施肥更能夠幫助小麥完成水分的吸收和利用，以此保障后續(xù)的籽粒產量。

2.4.3 旱地小麥休閑季蓄水與前期貯水能力影響

與溝播形式相比，在0～200cm的深度范圍內，土壤內部的貯水量一般能夠在下一階段播種前完全恢復到傳統(tǒng)種植形式的水平，而在膜側施肥環(huán)境下，土壤的貯水量則進一步提升，與溝播的方式相比還高4.2%左右。出現(xiàn)此種情況的原因是收獲期內的土壤貯水量并沒有明顯差異，且在膜側施肥的環(huán)境下，能夠增加5.6%左右的貯水量。由此可見，溝播以及膜側施肥可有效降低水分的損耗，幫助土壤在下一階段播種之前及時恢復或者比原先更高。

2.4.4 對旱地小麥養(yǎng)分吸收利用的作用

在傳統(tǒng)種植過程中，技術人員能夠意識到使用覆膜栽培技術對小麥產量的影響，其對于籽粒的含氮量也會產生不利影響，因此需要借助優(yōu)化施肥的方式及時加以處理。在開展試驗的過程中，需要先明確氮磷鉀的測定方式。工作人員需要在每一個試驗區(qū)域標記4個長度為1m的樣本段，之后分別在不同的生長周期檢查群體的莖蘗數(shù)，并在每一個區(qū)域內隨機選定20個樣本點，在每一個樣本點內部取1～2株小麥，在明確莖蘗數(shù)之后開展測試。例如，對于成熟期的小麥來講，需要對莖葉、穎殼和籽粒完成稱重，需要注意的是，此階段直接稱重并不烘干，之后再取其中的50g作為分析樣本，在殺青處理之后進行烘干稱重。

結合不同階段的氮磷鉀積累量來看，小麥在生長的過程中會隨著自身的發(fā)育而出現(xiàn)積累量不斷上升的現(xiàn)象，其中鉀元素在積累量達到一定峰值之后會不斷下降。與傳統(tǒng)的形式相比，拔節(jié)期等階段覆膜處理作用下的氮磷鉀積累量會不斷提升。總而言之，在壟覆溝播以及膜側施肥環(huán)境下，小麥在拔節(jié)期的氮磷鉀積累量會不斷增加，且相比之下膜側施肥更能夠保障氮磷鉀元素的有效吸收，為后續(xù)的產量提升奠定良好基礎，保障植株內部的營養(yǎng)吸收效果。

綜上所述，優(yōu)化施肥在小麥產量優(yōu)化中具有重要意義，結合收獲期的硝態(tài)氮測試成果來看，優(yōu)化施肥不僅能夠減少土壤內部的硝態(tài)氮殘留量，而且有助于強化養(yǎng)分吸收量。此外在有機質測試的過程中，發(fā)現(xiàn)不僅能夠有效減少氮磷肥的使用量，而且有助于提升小麥的生長質量。因此在后續(xù)工作中，要求相關人員應科學管控小麥化肥的使用，以此保障其養(yǎng)分吸收效率，減少對于環(huán)境的破壞，為農業(yè)發(fā)展提供基礎保障。

參考文獻：

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[3]劉淑娟.長葛市化肥減量增效示范工作成效及技術模式[J].河南農業(yè)，2020（4）：16.

[4]毛應誠，劉祁峰，譚巖.新型經營主體模式下春小麥肥料利用率田間試驗總結[J].農業(yè)科技與信息，2019（19）：9-10.