冬小麥作為我國主要糧食作物之一,其產量和品質直接影響國家糧食安全。在農業生產實踐中,施肥管理是影響冬小麥生長發育的關鍵環節,合理的施肥方式不僅關系到作物產量,還與肥料資源利用效率和生態環境安全密切相關。傳統施肥方式缺乏針對性,往往導致肥料利用率低下,既造成資源浪費,又帶來環境污染風險。隨著農業現代化進程的推進,測土配方施肥、緩控釋肥等新型施肥技術逐漸推廣應用,這些技術通過優化養分供應與作物需求的關系,為提高肥料利用效率提供了新的解決方案。
當前,農業生產面臨資源與環境約束趨緊的雙重壓力,研究不同施肥方式對冬小麥肥料利用率及生長指標的影響,對于優化小麥栽培技術體系具有重要價值。肥料利用率是評價施肥方式合理性的核心指標,直接反映養分轉化效率;而株高、葉面積、干物質積累等生長指標,則直觀體現施肥方式對作物生長發育的調控效果。深入探討不同施肥方式與這些指標的關系,可為建立高效、環保的小麥施肥制度提供理論依據。
一、冬小麥養分需求特性
冬小麥作為我國北方地區重要的糧食作物,其生長發育過程具有明顯的階段性特征,不同生育時期對養分的需求存在顯著差異。從播種到成熟,經歷出苗、分蘗、越冬、返青、拔節、孕穗、抽穗、開花、灌漿和成熟等關鍵生育階段,每個階段的養分吸收規律直接影響最終產量形成。氮、磷、鉀作為三大營養元素,其吸收動態呈現“S”形曲線特征,其中,氮素吸收主要集中在拔節期至開花期,約占總吸收量的70% ,此階段充足的氮供應對穗粒數形成至關重要;磷素吸收高峰出現在拔節期前后,對根系發育和能量代謝具有不可替代的作用;鉀素吸收在孕穗期達到峰值,與植株抗逆性和物質轉運密切相關。
冬小麥對中微量元素的需求具有明顯的臨界期效應。鋅、硼等微量元素雖然在絕對需求量上較少,但在分蘗期和孕穗期等關鍵階段的缺乏,會導致不可逆的產量損失。鈣、鎂等中量元素則主要影響植株細胞壁結構和光合作用效率,其缺乏癥狀往往在生長中后期才顯現。冬小麥養分需求還受到品種特性、土壤基礎肥力和氣候條件的綜合影響,強筋小麥與弱筋小麥在氮肥需求量和吸收節奏上存在明顯差異,干旱年份與濕潤年份的鉀肥效應也表現出不同特征。
土壤一作物系統的養分平衡關系,是制定施肥策略的關鍵依據。冬小麥具有明顯的養分奢侈吸收現象,尤其是在氮素營養方面,當供應超過最適范圍時,雖然生物量可能繼續增加,但經濟系數和籽粒品質往往下降。越冬期作為冬小麥特有的生育階段,雖然地上部生長停滯,但根系仍保持一定活性,此階段的養分儲備對返青后的快速恢復生長具有緩沖作用。合理的養分管理需要考慮土壤殘留養分與當季施肥的協同效應,特別是在連作體系中,前茬作物的施肥遺留效應可能改變當季冬小麥的需肥特性。
二、不同施肥方式概述
(一)傳統施肥方式
傳統施肥方式在冬小麥種植中應用廣泛,其核心特征是基于經驗性施肥原則,通常采用基肥與追肥相結合的施用模式?;室杂袡C肥為主,配合施用氮磷鉀復合肥,在播種前通過翻耕作業將肥料混入耕作層;追肥主要針對氮素補充,多選擇在返青期至拔節期進行表施或淺施。這種施肥方法依賴長期積累的農事經驗,施肥量常參考區域平均用量或前茬作物施肥量,缺乏對具體田塊土壤養分狀況的精準考量。
該方法在實際應用中呈現明顯的雙面性:一方面,操作簡便、成本較低,適合規?;焖賹嵤?;另一方面,施肥方式缺乏精準性,常導致肥料利用率偏低,氮肥表現尤為突出。過量施肥現象在傳統方式中較為普遍,不僅增加生產成本,還可能引發土壤酸化、次生鹽漬化等生態問題。肥料施用與作物需求不同步的現象時有發生,生長前期可能出現養分供應過剩,而中后期則出現養分供應不足的矛盾。這種粗放式管理難以滿足現代精準農業的發展需求,特別是在土壤異質性較高的區域,施肥效果差異更為顯著。
(二)測土配方施肥
分層施肥技術是一種基于土壤垂直空間養分分布特征與作物根系發育規律的精準施肥方法。該技術將肥料按不同比例施用于土壤不同層次,通常采用“深一淺”結合的雙層施肥模式,深層施肥深度為15~20cm ,淺層施肥深度為 5~8cm 。深層肥料以磷鉀肥為主,利用下層土壤水分穩定性高的特點促進作物中后期養分吸收;淺層肥料側重速效氮肥,滿足幼苗期快速生長的需求。這種立體施肥格局有效解決了傳統施肥中養分供應與根系空間分布不匹配的問題。
在技術實施過程中,需結合土壤類型進行調整:在沙質土壤中,適當增加深層施肥比例以減少養分淋失;黏重土壤則需配合深松作業改善肥料擴散條件。分層施肥的農機配套尤為關鍵,自前主要采用復合型施肥播種一體機,一次性完成開溝、分層施肥、播種和覆土等作業流程。與常規施肥相比,該技術可使冬小麥次生根數量增長 30% ,深層根系分布比例顯著提高,這對提高植株的抗旱性具有重要作用。
(三)緩控釋肥料施用
緩控釋肥料作為現代施肥技術的重要發展方向,其核心機理在于通過包膜材料或化學合成手段調控養分釋放速率,使之與作物生長需求動態匹配。該技術顯著區別于傳統速效肥料的脈沖式養分供應模式,在冬小麥生產中展現了獨特的農學價值。包膜型緩控釋肥通常采用聚合物或硫磺等材料包裹肥料顆粒,通過膜層厚度和孔隙率的設計,實現養分的梯度釋放;化學合成型緩控釋肥則利用尿素與醛類化合物的縮合反應形成低溶解度聚合物,在土壤微生物作用下逐步分解。這兩種技術路徑均能有效延長肥效持續時間,減少生育期內追肥次數。
冬小麥生育期長且需肥規律呈階段性變化的特點,與緩控釋肥料的技術特性高度契合。越冬前幼苗期對速效氮需求較高,此時包膜肥料的初期釋放率設計尤為關鍵;返青至拔節期植株快速生長,需要持續養分供給,緩釋肥料的線性釋放特性可避免傳統施肥中后期脫肥現象;灌漿期磷鉀元素的持續供應,則有助于提高籽粒飽滿度。田間觀察表明,合理使用的緩控釋肥料可使冬小麥整個生育期的土壤有效養分濃度維持在較穩定范圍,這種時空匹配性顯著降低了降雨沖刷或揮發造成的養分損失。
三、不同施肥方式對冬小麥肥料利用率的影響
(一)氮肥利用率
氮肥作為冬小麥生長發育的關鍵營養元素,其利用率高低直接影響作物產量與環境可持續性。傳統撒施方式下氮肥利用率普遍偏低,養分流失主要源于銨態氮的揮發損失和硝態氮的淋溶作用,尤其是在降雨頻繁或灌溉不當地區表現更為明顯。這種粗放式施肥不僅造成資源浪費,還可能引發水體富營養化等環境問題。測土配方施肥通過土壤養分檢測和作物需求診斷,實現了氮素養分的精準調控,其利用率較傳統方式有顯著提升。該方法依據土壤基礎供氮能力和目標產量需求,結合小麥不同生育期的氮素吸收規律進行分期調控,既避免了苗期過量施肥造成的徒長,又確保了拔節孕穗期的養分供應。
緩控釋肥料技術的應用,為提升氮肥利用率提供了新途徑,通過包膜或化學合成方式延緩養分釋放速率,使供肥曲線與小麥需肥規律更趨吻合。硫包衣尿素等材料在冬小麥田間的試驗表明,其可有效減少施肥次數并降低氨揮發風險,尤其是在越冬期至返青期的低溫條件下,仍能保持穩定釋放。與速效氮肥相比,緩控釋肥料能顯著降低土壤中殘留硝態氮含量,這對地下水環境保護具有重要意義。
(二)磷肥利用率
磷素作為冬小麥生長發育的必需營養元素,其吸收利用效率直接關系到作物產量的形成與品質的提升。在傳統撒施方式下,磷肥易被土壤固定形成難溶性化合物,當季利用率普遍偏低。研究表明,通過優化施肥方式,可顯著改善這一狀況。測土配方施肥基于土壤磷素本底值與作物需磷規律進行精準調控,既避免了磷素過量施用造成的固定效應,又確保了關鍵生育期的有效供給,其使得磷肥利用率較傳統方式提升明顯。緩控釋肥料通過包膜技術延緩磷素釋放速率,使其與冬小麥吸磷高峰期同步,尤其是在小麥拔節期至孕穗期的磷素需求關鍵階段,能持續供給有效磷形態,減少土壤固定損失。不同施肥方式對磷肥利用率的影響還受土壤pH、有機質含量及氣候條件的交互作用,堿性土壤中配合有機肥施用可顯著緩解磷的化學固定,而干旱條件下采用深施方式有助于磷素向根際遷移。從農藝實踐來看,將磷肥施用與耕作措施相結合,如配合秸稈還田或深松耕作,可進一步提高土攘磷庫的活化效率。
(三)鉀肥利用率
鉀肥作為冬小麥生長發育的關鍵營養元素之一,其利用率直接影響植株抗逆性和籽粒品質。在傳統撒施方式下,鉀肥易被土壤固定或淋溶損失,利用率普遍偏低。在壤土和黏土區域,鉀離子容易被土壤膠體吸附固定,導致當季作物吸收困難;在沙質土壤中,鉀素又面臨淋溶風險,尤其是在多雨地區更為顯著。測土配方施肥通過土壤鉀素檢測和需求診斷,能夠實現精準調控,將鉀肥施用與土壤供鉀能力及小麥需鉀規律相匹配,有效減少無效投入。
緩控釋鉀肥技術通過包膜材料調控養分釋放,其鉀素釋放曲線與冬小麥需鉀周期呈現較好同步性。聚合物包膜鉀肥在分藥期開始釋放,至抽穗期達到釋放高峰,恰好覆蓋小麥鉀素吸收峰值期。這種時空匹配特性可顯著降低鉀的固定損失,同時減少追肥次數帶來的機械碾壓傷害。與速效鉀肥相比,緩釋型鉀肥在干旱條件下表現更為穩定,能持續滿足作物需求。值得注意的是,有機、無機復合鉀肥通過腐殖酸等活性物質的作用,既能減少土壤對鉀的固定,又能促進根系對鉀離子的吸收,在提升利用率的同時改善土壤物理結構。
四、不同施肥方式對冬小麥生長指標的影響
(一)形態指標
冬小麥的形態指標作為直觀反映植株生長狀況的重要參數,在不同施肥方式下表現出顯著差異。在傳統撒施方式下,由于養分釋放集中且易流失,小麥株高和分蘗數呈現前期快速增加而后期增長乏力的特征,基部節間伸長明顯,容易導發生群體郁閉和倒伏風險。測土配方施肥方法與傳統施肥方法相比,小麥表現出更為協調的形態建成,株高增長平穩,有效分蘗率提高,莖稈粗度與節間長度比值增加,這種結構特征有利于增強抗倒伏能力。緩控釋肥處理的小麥在拔節期至抽穗期保持持續生長優勢,旗葉面積較常規施肥增大,且葉片功能期延長,為籽粒灌漿提供了更持久的光合產物供應。不同施肥方式對根系形態的影響尤為明顯,在傳統施肥方式下,小麥的根系多集中于表層土壤,而緩控釋肥處理促使根系下扎深度增加了 20cm ,側根數量顯著增多,這種根系構型既提高了水分利用效率,也增強了養分吸收能力。葉面積指數動態變化特征顯示,優化施肥方法能維持灌漿期較高葉面積指數,延緩葉片衰老,而傳統施肥方法往往出現后期葉片早衰的現象。
(二)生理指標
冬小麥生理指標的變化,直接反映了植株對養分的吸收利用狀況及代謝活性水平。在傳統施肥方式下,養分供應與作物需求不同步,常導致植株體內養分濃度波動較大,葉片光合速率呈現先升高后降低的趨勢,特別是在生育后期易出現早衰現象。測土配方施肥通過精準匹配土壤供肥能力與作物需求,使葉片葉綠素含量維持在較穩定水平,旗葉光合持續期顯著延長,這有利于碳水化合物積累。緩控釋肥料處理下,植株硝酸還原酶活性呈現平穩上升態勢,表明氮素同化過程更為高效,同時可溶性蛋白含量提高,反映了氮代謝效率的改善。
不同施肥方式對冬小麥抗氧化系統產生顯著差異影響。傳統一次性施肥易造成生育中期活性氧積累,導致丙二醛含量升高,細胞膜透性增大。相比之下,控釋肥料處理植株的超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性保持較高水平,有效減輕了氧化脅迫對細胞的損傷。在碳氮代謝關鍵酶活性方面,測土配方與緩控釋施肥均能提升蔗糖合成酶和谷氨酰胺合成酶活性,促進光合產物向籽粒的轉運效率。
根系活力作為衡量養分吸收能力的重要指標,在不同處理間表現出顯著差異。傳統施肥的根系活躍吸收期較短,而控釋肥處理在整個生育期維持較高的根系脫氫酶活性,這與其持續穩定的養分供應特性密切相關。葉片水勢和蒸騰速率的變化規律顯示,優化施肥方式能增強植株水分利用效率,特別是在灌漿期能維持較好的水分狀況,這對籽粒充實具有積極意義。從激素平衡的角度看,合理施肥可協調內源激素比例,降低脫落酸含量,提高細胞分裂素水平,從而延緩了功能葉片衰老進程。
(三)產量和品質指標
施肥方式的選擇顯著影響冬小麥的產量構成要素與籽粒品質表現。傳統撒施方式由于養分釋放與作物需求不同步,常導致后期脫肥或養分過剩,致使千粒質量降低且穗粒數變異較大,最終產量穩定性較差。測土配方施肥通過精準匹配土壤供肥能力與作物需求規律,使穗數、穗粒數等產量構成要素達到較優平衡,與傳統施肥相比,它能提高結實率與收獲指數,尤其是在中等肥力地塊效果更為顯著。緩控釋肥料通過調控養分釋放速率,有效延長灌漿期養分供應,對增加千粒質量具有獨特優勢,其在干旱年份能更好地維持籽粒飽滿度。
籽粒蛋白質含量與面筋質量等品質參數,對氮素供應時序極為敏感。傳統施肥中氮素集中在前中期釋放,雖然生物量積累較快,但籽粒氮素同化期供給不足,導致蛋白質合成不充分??蒯尩释ㄟ^后期持續供氮,使谷蛋白與醇溶蛋白比例更趨合理,面團穩定時間延長,加工品質顯著改善。磷鉀元素的均衡供應同樣影響品質形成,配方施肥處理的籽粒淀粉糊化特性與降落數值往往優于單一肥料處理,這與生育中后期磷鉀的持續有效性密切相關。
五、結語
相關部門工作人員系統探討了不同施肥方式對冬小麥肥料利用率及生長指標的影響。結果顯示,傳統施肥方式由于缺乏精準性,致使氮、磷、鉀肥利用率較低,且容易引發植株生長前期過旺、后期早衰及倒伏風險增加等問題。測土配方施肥通過精準匹配土壤養分與作物需求,顯著提升了肥料利用率,優化了冬小麥的形態建成與生理代謝,讓產量構成要素更趨合理,品質參數也得到明顯改善。緩控釋肥料的施用則通過養分釋放與作物需肥規律的時空匹配,進一步提高了肥料利用效率和植株的抗逆性,延長了葉片功能期,在增加千粒質量和改善加工品質方面具有獨特優勢。綜合而言,測土配方施肥與緩控釋肥料施用技術是實現冬小麥高效、環保生產的有效途徑,值得在農業生產中推廣應用。
作者簡介:何曉娟(1982—),女,甘肅隴南人,本科,農藝師,主要從事農業技術推廣工作。