许爱霞， 于倩倩， 王芹， 王宏泽， 宁运旺
(1.泰州市姜堰区农业技术推广中心， 江苏 泰州 225500；
2.江苏省农业科学院 农业资源与环境研究所， 江苏 南京 210014)
江苏是我国粮食生产大省，其小麦生产以高投入、高产出著称。据2020年江苏省主要农作物施肥调查白皮书显示，2020年江苏小麦平均施氮量为243.6 kg·hm-2，平均产量为6.27 t·hm-2。江苏小麦习惯施肥的突出特点是次数多、施肥量大，其施肥次数多达2～6次[1]。施肥次数多不仅造成劳动力成本增加，加剧农业生产力紧缺矛盾，还会导致氮肥施用量显著增加[2]，从而增加环境排放[3]。减少施肥次数对减少小麦劳动力成本和化肥用量都具有重要意义。
一次施肥由于其突出的省工特性已经有很多稳产、增产的报道[4-5]，但其效果并不稳定，且由于其较高的肥料价格在生产中也鲜有应用[6]。由于小麦吸收的养分大部分来自土壤，且小麦只有分蘖期和抽穗期2个养分吸收关键期[7]，只包括基肥和拔节肥的“一基一追”2次施肥可能既符合小麦需肥规律以满足小麦关键生育期养分需求，还可提高肥料效率、稳定小麦产量和种植效益。本研究通过比较条播和撒播条件下一次施肥、一基一追和一基二追对小麦产量效益和氮肥效率的影响，以期为小麦轻简高效施肥提供参考。
1.1 试验材料
本试验于2020年10月—2021年6月在泰州市姜堰区张甸镇进行，试验区域位于32°30′N，120°09′E，属于亚热带季风气候，常年平均气温14.5 ℃，年降水量991.7 mm，四季分明。供试小麦品种为本区域普遍种植的农麦88，土壤为长江冲积物发育的高砂土，有机质含量为21.4 g·kg-1，pH 7.67，碱解氮含量为123.7 mg·kg-1，有效磷含量为34.3 mg·kg-1，速效钾含量为44 mg·kg-1。供试化肥分别为含N 46.2%的普通尿素、含N 44.0%的聚合物包膜尿素、含P2O512.0%的过磷酸钙和含K2O 60.0%的氯化钾。
1.2 试验处理
田间试验设6个处理，分别是撒播和条播方式下的一次施肥、一基一追和一基二追。各处理氮磷钾用量均一致，分别为N 240 kg·hm-2、P2O545 kg·hm-2和K2O 45 kg·hm-2。大区设计，重复3次，大区面积100 m2。磷钾肥均做基肥一次施用，一基一追和一基二追的氮肥运筹分别为7-0-3和4-2-4(基肥-分蘖肥-拔节肥)。一基一追和一次施肥处理的基肥中，氮肥由60%的普通尿素和40%包膜尿素组成；
一基二追处理的基肥氮肥为普通尿素。磷钾肥分别为过磷酸钙和氯化钾，追肥均为普通尿素。
1.3 田间管理与取样测试
前茬作物水稻，秸秆还田。基肥撒施后旋耕混入土壤后再播种。小麦播种时间为2020年11月5日，667 m2播种量为12.5 kg。分别于2月27日和3月30日追施分蘖肥和拔节孕穗肥。过程中病虫草害防治措施一致。收获前取植株样，取样时在每个小区的中间位置选择长势中等的0.5 m2样框，调查总有效穗数，并选择20穗中等长势的麦穗，齐地剪断，带回室内调查穗粒数、结实率和千粒重，随后留样，用凯氏滴定法测定全氮。
1.4 数据分析
取样后收获实产，计算氮素利用效率、氮肥偏生产力和氮素盈余。氮素利用效率为成熟期小麦氮素摄取量占施氮量的百分比，氮肥偏生产力为成熟期小麦籽粒产量与施氮量的比值，氮素盈余为成熟期施氮量与小麦氮素摄取量的差值。用IBM SPSS Statistics 19进行统计分析。
2.1 产量及其组成
小麦产量以一基二追最高，但与一基一追的产量差异不显著，而显著高于一次施肥(表1)。一次施肥的每穗粒数显著降低，其中撒播条件下与多次施肥相比减少11.3%～12.1%、条播条件下与多次施肥相比减少9.2%～9.8%；
而一基一追的每平方米穗数也有所下降，但差异不显著，其中撒播条件下与其他施肥模式相比减少3.0%～5.6%、条播条件下与其他施肥模式相比减少3.5%～5.8%。一次施肥比一基二追的产量显著减少8.3%～8.6%，而一基一追比一基二追的产量虽然差异不显著，但也减少3.2%～4.3%。
表1 不同施肥次数的小麦产量及其组成
2.2 生物量积累和分配
生物量积累和分配是判断小麦平衡生长的指标之一。相同施肥次数下，条播小麦的籽粒生物量略高于撒播小麦、秸秆生物量则明显高于撒播小麦；
条播处理的总生物量比撒播处理略高，而收获指数比撒播处理低，但差异都不显著(表2)。相同播种方式下，施肥次数对小麦籽粒、秸秆和总生物量的影响都不明显。不同处理小麦的收获指数为48.5%～53.2%，处理之间无显著差异，但收获指数随施肥次数增加而增加的趋势较为明显。
表2 不同施肥次数的小麦生物量积累和分配
2.3 氮素吸收和分配
氮素吸收和分配是小麦产量形成的基础之一。相同施肥次数下，条播处理的秸秆吸氮量为31.6～40.7 kg·hm-2，比撒播处理显著提高；
不同播种方式对小麦籽粒吸氮量和氮素收获指数的影响均不显著。相同播种方式下，一次施肥处理的籽粒和秸秆吸氮量比一基一追分别显著减少7.8%～13.0%和22.4%～31.9%，比一基二追分别减少12.6%～14.3%和20.4%～31.0%；
而一次施肥的氮收获指数比一基一追和一基二追都有所增加，但差异不显著(表3)。
表3 不同施肥次数的小麦氮素吸收和分配
2.4 氮利用效率和氮素盈余
氮利用效率和氮素盈余是判断合理施肥的重要依据。表4可知，相同施肥次数下，播种方式对小麦的氮利用效率和氮素盈余的影响较小。相同播种方式下，一次施肥显著降低氮利用效率而增加氮素盈余和氮素盈余率，与此同时偏生产力也有明显下降；
一基一追和一基二追的氮利用效率和氮素盈余非常接近。一次施肥的氮利用效率为58.1%～62.2%，分别比一基一追降低7.9～12.0百分点，比一基二追降低10.4～12.6百分点；
一次施肥的氮肥偏生产力为26.3～26.8 kg·kg-1；
一次施肥的氮素盈余为90.8～100.5 kg·hm-2，分别比一基一追和一基二追增加19.1～28.8和25.0～30.2 kg·hm-2；
一次施肥的氮素盈余率为37.8%～41.9%。
2.5 施肥成本和经济效益
技术成本和效益是农户是否采纳的关键。表5显示，相同施肥次数下，条播小麦和撒播小麦的投入成本相同，但由于产量原因，条播小麦比撒播小麦的产值和利润都略有增加。而相同播种方式下，一次施肥、一基一追和一基二追的肥料成本分别为2 819.3、2 507.7和1 780.3元·hm-2，虽然撒播条件下一次施肥和一基一追的施肥用工成本分别比一基二追减少300和150元·hm-2，其施肥成本反而比一基二追增加，加之产量损失，一次施肥和一基一追的利润仅为537.6～784.9元·hm-2和1 480.5～1 539.3元·hm-2，比一基二追减少。
表4 不同施肥次数的小麦氮利用效率和氮素盈余
表5 不同施肥次数的小麦施肥成本和经济效益 单位：元·hm-2
随着我国城镇化进程加快，一方面农业从业人口严重不足且老龄化比例较高，另一方面随着农业生产资料价格提高，农户迫切需求低成本、轻简化的实用农业技术。
就小麦施肥而言，一次施肥早已引起人们关注，谭德水等[4]报道，控释氮肥一次施用可有效调控小麦春季分蘖群体，提高分蘖成穗率，产量略增0.3%，氮肥利用率提高11.7百分点；
邓先亮[5]报道，小麦一次性基施含腐殖酸控释掺混肥的产量略增2.21%。然而，由于一次性施肥所依赖的缓控释肥料养分释放受到土壤水分、温度等因素的影响，不同区域气候和土壤条件下的一次施肥的效果并不稳定。朱德进等[8]报道一次施肥的小麦产量明显低于分次施肥，邓先亮[5]报道小麦一次性基施包膜尿素产量减少0.74%；
且由于一次施肥所用肥料的价格较高，一次性施肥仍在生产实际中应用很少。最近有研究表明，基肥结合拔节期追肥可在减少施肥次数的同时稳定小麦产量，提高氮肥效率和经济效益，但其效果与所选用的基肥类型有关。殷毅凡[9]报道春后小麦追肥显著提高成穗率和产量，宁运旺等[10]报道，采用稳定性氮肥作基肥结合拔节期追肥可稳定小麦产量，而采用包膜型缓控释氮肥的效果并不稳定。本文采用包膜尿素做基肥，无论是一次施肥还是一基一追，小麦产量都比一基二追有所减少，特别是一次施肥不仅显著降低产量、减少经济效益，还显著降低氮肥效率、增加氮素盈余。表明，在姜堰高砂土上，采用包膜型尿素做基肥，一次施肥和一基一追都会造成小麦减产、经济效益受损。
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