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不同类型控释氮肥对冬小麦群体结构、产量和氮效率的影响

时间:2023-06-18 09:40:04 来源:网友投稿

周淑君

(山东省费县农业农村局,山东 费县 273400)

据山东省政府统计,2021 年山东省粮食总产量超过1100 亿斤大关,同比增长10.7 亿斤,是全国粮食产量第三大省。而且,山东省连续8 年保持粮食总产量超过千亿斤的优势,为保持增长优势,进行了山东省冬小麦控释氮肥研究,以进一步优化冬小麦种植技术[1]。

1.1 试验地点

试验选择山东省某农业科研基地,温带季风气候,地势平坦,排水条件好,适合小麦种植。前茬作物是夏玉米,产量为7500 kg/hm2。土壤检测结果为全氮1.71 g/kg、有效磷47.3 mg/kg、速效钾176 mg/kg、有机质17.2 g/kg,pH 值为6.97。种植冬小麦品种为鲁麦22 号。

1.2 试验设计

试验共7 组,其中,1 组为对照组(CG),只提供磷肥与钾肥,但不施放氮肥;
2 组为优化施肥(OG),提供N 含量46%的普通尿素;
3 组为控释氮肥A 模式,提供项目组研制的水性树脂包膜氮肥,N 含量为43%;
4 组为控释氮肥B 模式,提供环氧树脂包膜氮肥,N 含量为43%;
5 组为控释氮肥C 模式,提供聚氨酯包膜氮肥,N 含量为44.5%;
6 组为控释氮肥D 模式,提供水性树脂包膜氮肥,N 含量为41.5%;
7 组为控释氮肥E 模式,提供聚氨酯包膜氮肥,N 含量为44%。其中,B、C、D、E 的控释氮肥均在当地市场采购。

每公顷施氮肥100 kg、磷肥46.6 kg、钾肥33.3 kg 为基肥,在冬小麦种植区域一次性均匀撒施,整地处理后机播冬小麦。其中,拔节期OG 模式追施尿素50 kg/hm2,所有试验区域统一灌溉[2]。

试验选择长45 m、宽4.4 m 的大区为1 组试验地,总试验面积1386 m2。按22 kg/hm2用量撒施“地虫杀”,用于防治地下害虫。2020 年10 月15 日播种,播种量为150 kg/hm2,2021 年6 月9 日收获。

1.3 试验测定与方法

选择育苗期、越冬期、返青拔节期、灌浆期4 个时期,在各大区随机选择3 个1 m2的试验样本,调查群体数量,记录小麦苗数、入冬前与春季的最大分蘖数以及冬小麦的有效穗数。开花授粉期与收获期,在各大区选择3 个1 m2的试验样本,收集冬小麦地上部分,在75℃恒温烘干,检测植株干物质量、氮含量。成熟期仍选择3 个1 m2的试验样本,将收获的小麦植株划分为籽粒、茎叶,并分别检测N 含量、干物质质量,利用凯氏定氮法检测全氮含量[3]。成熟期在各大区收获10.12 m2的样本麦穗,重复3 次,经过脱粒、晒干、去杂、称质量等常规程序后,计算不同控释氮肥模式下的公顷产量。同时,在各大区中抽取3个1 m2的试验样本,在样本中抽取30 份冬小麦穗,记录穗粒数。

2.1 施肥模式对冬小麦产量的影响

各施肥模式数据处理详见表1。相较于CG 组,其他施用氮肥组的冬小麦产量都有明显提升,提升幅度在7.0%~14.6%。控释氮肥B 模式冬小麦产量最高,达到8967.5 kg/hm2,比CG组增产14.6%,比OG 组增产7.1%。其他控释氮肥模式冬小麦产量良好,但和OG 模式比较没有明显差异。与OG 组比较,控释氮肥模式小麦公顷穗数都明显提升,增长幅度在6.1%~9.8%,各控释氮肥模式间没有明显差异。穗粒数方面,控释氮肥A 模式、E 模式明显低于OG 组,其余控释氮肥模式中,除B 模式外,没有明显差异。千粒质量方面,控释氮肥B 模式最高,为47.5 g,和其他控释氮肥模式有明显差异。

表1 各处理的冬小麦产量

2.2 施肥模式对冬小麦群体结构的影响

相较于CG 组,其余组别小麦基本苗差别不大;
各控释氮肥模式冬小麦冬前分蘖数都超过OG 组。与OG 组相比,A 模式增加30.5%,E 模式增加28.1%。可知控释氮肥能够有效促进冬小麦在入冬前进行分蘖;
同时,各控释氮肥模式春季最大分蘖数均有明显提升。其中,D 模式和OG 组差距最大,增加幅度达22.8%。一般春季最大分蘖数越高,冬小麦单株分蘖数越高,即与普通尿素相比,控释氮肥对冬小麦春季分蘖有更强的促进作用。分蘖成穗率是有效分蘖数与最大分蘖数之比,CG 组最大分蘖数最低,所以分蘖成穗率最高;
而控释氮肥D 模式最大分蘖数最高,分蘖成穗率反而最低。

2.3 施肥模式对氮效率的影响

各处理氮效率详见表2。与OG 组相比,各控释氮肥模式都可以有效提升氮肥利用率,并有效抑制土壤中的氮素依存率。其中,控释氮肥B 模式氮肥利用率最高,比OG 组提升89%。而且,该模式下的氮肥偏生产力也是试验组中最高的,土壤中氮素依存率则是试验组中最低的。其他几个控释氮肥模式的氮肥利用效率差异不明显。

表2 各处理的氮效率

由试验数据可知,各控释氮肥模式冬小麦均增产或稳产。其中,控释氮肥B 模式产量最高,比优化施肥组增加7.1%。同时,各控释氮肥模式的氮肥利用也有较大幅度提升,比优化施肥提升31.9%~89.0%。特别是控释氮肥B 模式,即施放环氧树脂包膜,可以达到89%。为确保冬小麦高产,需稳定穗粒数、千粒质量,同时显著提升单位面积的穗数。本试验发现,不同控释氮肥模式与优化施肥组相比,在小麦公顷穗数方面增加幅度为6.1%~9.8%,但穗粒数、千粒质量则基本保持稳定,确保应用控释氮肥后的冬小麦获得更大增产概率。冬小麦公顷穗数受小麦分蘖数量、群体质量、分蘖成穗率等多种因素影响,本试验中控释氮肥A 模式的冬小麦冬前分蘖成穗率有显著提升,B 模式可提升冬小麦春季分蘖成穗率,C 模式对春季最大分蘖数与单株分蘖数有促进作用,D 模式、E 模式则提升春季最大分蘖数、单株分蘖性能,均对冬小麦高产有正面影响。

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