不同肥料处理对小麦植株养分含量及产量的影响

王 磊

（宿州市农业生态环境站，安徽宿州 234000）

小麦是我国主要的粮食作物之一，化肥的施用是保障粮食增产的重要手段[1]。据联合国粮农组织试验研究结果显示，化肥的增产作用占到农作物产量的60.0%，最高达到67.0%[2]。我国土壤肥力监测结果表明，施用化肥对粮食产量的贡献率为57.8%[3]。近年来，肥料的不合理施用不仅造成了肥料的浪费，还引起作物产量及品质的下降，导致土壤污染及温室效应等一系列生态环境问题[4-6]。因此，合理施肥，提高肥料利用率已成为当前农业的重要问题。

小麦的生长周期较长，一次施肥很难满足其整个生育期对养分的需要。因此，近年来通过改变化肥的工艺和方法，研究出新型肥料，如添加添加剂或者改变养分释放速度来为小麦进行简洁高效的施肥。氮是小麦生长所必需的营养元素之一，追加合适的氮肥水平可实现增产。根据大量小麦干物质积累与产量的相关性研究表明，干物质积累量越高，产量越高。不同肥料处理和不同N梯度直接影响着小麦的养分积累，进而影响最终产量。目前，新型化肥品种众多，不同品种的化肥在控释机理上存在差异，因而正确选用化肥对于农业生产具有重要意义。学者多针对某一种肥料与常规肥料间进行了对比研究，但缺乏不同类型肥料搭配不同N 梯度的施用效果对比研究。

为解决传统施肥存在施肥量高，施肥方式不合理等问题，本试验以3种肥料为研究对象，采用等量氮磷钾养分供应，拔节期另追施3种N水平分别为N0（不追肥）、N1（追施75 kg/hm2尿素）、N2（追施150 kg/hm2尿素），分析不同类型肥料及不同追肥水平对皖北地区小麦干物质积累、植株养分含量变化及产量形成的影响，以期为皖北地区小麦优质高效生产选择适合的肥料种类及拔节期选择合理追肥量提供数据支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验品种选用济麦22，试验地点在安徽省宿州市埇桥区进行。3种肥料类型为：①控释肥CLF（24-12-7）采用控释剂（一种吸附材料）与氮磷钾原料混合造粒实现养分缓慢释放；②含腐殖酸肥料HAF（23-13-7），添加天然腐殖酸；③新硫4S 复合肥料CF（24-12-6），添加2.5%硫元素和锌元素，根据小麦的需肥特点配制的配方肥。

1.2 试验设计

田间试验设置3个处理，重复3次，共9个小区，小区面积为30 m2，各处理的氮、磷、钾肥用量相同；根据各肥料配方养分最大比，各处理施用养分为纯N 187.5 kg/hm2、P2O597.5 kg/hm2、K2O 52.5 kg/hm2，肥料不足的以单质肥料过磷酸钙（含P2O512%）和氯化钾（含K2O 50%）补充，在拔节期追施尿素（纯N 46%），设置3个追肥梯度分别为N0（不追肥）；N1（追施75 kg/hm2）；N2（追施150 kg/hm2）。在小麦播种前将单质肥料拌入所施肥料中一同撒入大田，田间管理同当地常规大田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 干物质积累量 采用相关计算公式测定干物质积累量：

花前营养器官干物质转运量=开花营养器官干重-成熟期营养器官干重；

花前营养器官干物质转运量对籽粒的贡献率（%）=花前营养器官干物质转运量/成熟期籽粒重×100；

花后营养器官干物质转运量=成熟期籽粒重-花前营养器官干物质转运量；

花后营养器官干物质转运量对籽粒的贡献率（%）=花后营养器官干物质转运量/成熟期籽粒重×100。

1.3.2 植株全氮、全磷、全钾含量 于拔节期、开花期、成熟期在每个小区选取具有代表性植株15 株，按叶、茎鞘、穗轴+颖壳和籽粒（仅成熟期）分开，于105 ℃杀青30 min，再于85 ℃控干至恒温质量，参照《土壤农业化学分析方法》测定植株全氮、全磷、全钾含量[7]。

各器官（氮、磷、钾）积累量=各器官干物质积累量×各器官含（氮、磷、钾）量；

花前营养器官（氮磷）转运量对籽粒的贡献率（%）=花前营养器官（氮磷）转运量/成熟期（氮磷）积累×100；

花后营养器官（氮磷）积累量=成熟期植株（氮磷）籽粒积累量-开花期植株（氮磷）转运量；

花后（氮磷）对籽粒氮素贡献率（%）=花后（氮磷）积累量/成熟期籽粒（氮磷）积累量×100。

1.4 数据处理

采用Excel 2021 对所有数据进行处理和计算，通过SPSS 21.0 进行方差分析，Origin Pro 进行图表的制作。

2 结果与分析

2.1 产量及构成因素

从表1可以看出，在不追肥时，新硫4S复合肥料CF（24-12-6）作为基肥施用，穗数、穗粒数和千粒重较其他肥料增长范围分别为1.7%～11.8%、0～9.8%、0.5%～3.1%，且此时产量最高，为8 163.94 kg/hm2；追肥时，在本试验的追肥水平范围内，小麦穗数、穗粒数、千粒重、产量都随施氮水平的增加而增加。其中，最高产量为CF+N2水平处理，为8 709.66 kg/hm2，较CF+N0和CF+N1产量分别增加6.7%、0.2%。

表1 不同肥料处理的小麦产量及构成要素

2.2 不同施肥处理对植株养分和干物质积累的影响

2.2.1 不同施肥处理对植株氮素积累的影响 氮肥是决定小麦籽粒产量和品质的重要因素，合理的氮肥运筹能够使小麦产量和质量之间保持平衡，从而达到优质高产的生产目标[8]。由图1可知，随着小麦生育期进行，小麦氮素不断积累，在成熟期达到最高。N2和N1处理的植株氮积累量明显高于N0。此时CF+N2处理下氮素积累量最高，为271.864 0 kg/hm2。CF 为基肥时，N2处理分别 比NI和N0增加4.3%、7.4%。

图1 不同施肥处理对植株氮素积累的影响

2.2.2 不同施肥处理对植株磷素积累的影响 磷素在小麦生长发育的各个环节不可或缺，满足小麦在各个时期对磷素养分的需要，能够快速促进麦苗生根、分蘖和开花，并促进植株体内糖分和蛋白质的代谢，增强抗旱、抗寒能力[9]。由图2可知，随着生育期的进行，植株的磷积累量在成熟期最大。N2、N1处理下植物的磷素积累量明显大于N0。其中CF 为基肥时，植株磷素积累量显著高于其他肥料。此时CF+N2处理下植株磷素积累量最高，为28.51 kg/hm2，N2处理磷素积累量分别比N1和N0分别增加3.90%、10.42%。

图2 不同施肥处理对植株磷素积累的影响

图3 不同施肥处理对植株钾素积累的影响

2.2.3 不同施肥处理对植株钾素积累的影响 钾作为多种酶的活化剂，同时还具有维持细胞膨压、提高光合速率、促进蛋白质和脂肪合成、促进同化产物运输等多方面的生理作用[10]。祖艳群和林克慧[11]认为，钾素可提高叶片的光合强度和同化物的运输速率，使更多的同化产物输入小麦籽粒中，从而达到小麦增产。随着生育期的进行，植物含钾量在开花期达到顶峰，随着生育期进行，植株成熟期含钾量迅速下降。N2和N1处理情况下植株含钾量显著高于N0。成熟期N2的钾素积累量最高，为172.30 kg/hm2，NI和N0的积累量分为为171.22和166.09 kg/hm2。N2处理分别比N1和N0增加0.60%、3.47%。

2.2.4 不同氮肥处理下养分运转和花后积累的影响 由表2、表3可知，HAF+N2处理下植株氮素积累量最高，为106.29 kg/hm2。此外随着追肥水平的提高，植株各营养器官磷素运转能力也越强。其中以CF+N2处理下磷素运转量最高，在CLF+N1处理下磷转运量对籽粒贡献率最大，达65.06%。

表2 不同施肥处理小麦植株开花前各器官氮运转量和积累量及对产量的贡献率

表3 不同肥料处理下磷素转运量与贡献率

2.2.5 不同施肥处理下对小麦干物质运转和积累的影响 由表4可知，在不同施肥水平下，小麦花前干物质转运、积累以及在籽粒中所占的比例均有差异。其中，HAF、CF、CLF为小麦基肥时，小麦花前干物质转运量随追肥水平的提高而增加；CF+N2处理的，干物质运转和对籽粒贡献率都达到最大。本试验结果还发现，花后干物质积累对籽粒的贡献率>花前干物质运转对籽粒的贡献率。

表4 不同氮肥处理下干物质转运和对籽粒产量的贡献率的影响

3 讨论

3.1 不同类型肥料对小麦群体养分积累的影响

与其他肥料相比，新硫4S 复合肥料CF 中添加了锌元素和硫元素。锌通过促进氮素吸收未改善籽粒品质，前人研究在一定范围内，小麦对氮、磷、钾养分的吸收均随锌肥用量的增加呈先增后减的趋势[12]。本试验中，CF 为基肥时，3 种追氮水平下，小麦氮、磷、钾养分吸收随追肥水平的增加而增加。此外，CF 显著增加了小麦总氮素积累量，有利于氮效率的提高[13]。与本试验研究结果一致，CF 为基肥时，小麦氮、磷、钾素积累量最高，且在N2水平下达到最大值。

3.2 不同类型肥料对小麦群体养分转运的影响

施用锌肥能增加成熟期穗部氮素的吸收比例，减少成熟期根、茎、叶氮素的吸收比例[14]。调节施肥配方和增施锌、硫肥增加了皖北地区小麦产量，促进了小麦地上部氮、磷、钾的养分积累[15]。CF 肥料中含有锌硫元素且根据本试验发现，当CF 为基肥时，花前营养器官氮、磷转运量显著高于其他肥料，且追施氮肥可显著提高花后氮磷转运量和积累量。其中，以CF+N2处理的氮转运量和积累量最高，且此时磷素转运量最高，为13.82 kg/hm2，同时对籽粒的贡献率排第2位，为62.88%。

干物质积累和转运对小麦产量的形成有较大影响，其中花后干物质对籽粒产量的贡献更大[16]。本研究发现，小麦花后干物质积累量随追肥水平的增加而逐渐递增。其中，HAF+N2处理的干物质积累量最大，为6 560.85 kg/hm2，其次是CF+N2处理，为6 326.97 kg/hm2。

3.3 不同类型肥料对小麦产量的影响

我国小麦等粮食作物的氮肥利用率通常为30.0%～35.0%，磷肥利用率为20.0%左右，钾肥利用率为40.0%～50.0%[16-17]。复合肥配施锌肥能增加小麦的单株质量、分蘖数、株高，显著提高小麦的产量，增产率达到11.0%～21.0%[18]。施用含腐殖酸复合肥能促进小麦个体发育、干物质积累、分蘖发生和后期成穗；与同等养分配方肥相比，小麦增产幅度达到15.27%，节本增效显著[19]。缓控释肥的作用重点是通过延缓甚至是控制养分释放到土壤中的速率来满足作物对N的同步吸收[20-21]，而非重点解决养分流失问题。控释肥通过采用控释剂固定养分从而减少养分在土壤中的渗漏、径流和挥发，达到控制化肥养分损失的目的[22]。有关新型肥料对小麦增产的效果，目前已有了大量报道，农户选择时具有一定的盲目性，通过试验选出增产效果最好、最环保的肥料更具有说服力。本试验得出，CF复合肥配施锌肥作为基肥施用，小麦产量最高。李磊等[23]研究认为，不同氮肥处理对小麦产量构成因素有着显著性影响，在一定施氮范围内，籽粒产量与施氮水平呈正相关。本试验条件下，CF 为基肥时，在3 种不同追氮水平下，小麦穗数、穗粒数、产量皆为最高。这与周冬冬等[24]的研究结果一致。

4 结论

新硫4S 复合肥料CF 作基肥时，能显著提高小麦养分的积累和转运，且产量也最高。因此，新硫4S 复合肥料CF 可作为皖北地区小麦高产优质栽培的优选肥料类型，另外在拔节期追施150 kg/hm2的氮肥，更符合高产优质的栽培目的。