2020—2021年冬小麦新型肥料肥效试验研究

周脉昆

（山东省阳谷县农业农村局，山东阳谷 252300）

1 试验目的

为配合2020年开展的土壤耕地质量保护提升与减肥增效项目的实施，为探明新型肥料缓释肥在冬小麦上的增产效果和施肥效益，2020年在冬小麦上安排了习惯施肥、缓释肥1和缓释肥2（药肥）肥效比较和示范试验，研究缓释肥、药肥和习惯施肥对冬小麦的增产效应和施肥效益，以期为新型肥料在冬小麦的推广和合理施用提供科学依据。

2 材料与方法

2.1 试验设计

试验设3个处理分别为：处理1：缓控释肥1；处理2：缓控释肥2；处理3：习惯施肥；每处理小区面积为333 m2，除施肥，各小区其他田间管理措施相同。

2.2 供试肥料

缓释肥1（27-12-11）：金正大化工股份有限公司生产；缓释肥2（27-10-0）：河南省好年景生物科技有限公司生产；磷酸二铵（18-46-0）由济南汇盛化工有限公司生产；尿素（N 46%）：由齐鲁石化公司生产。

2.3 供试作物和品种

冬小麦，品种：济麦23。

2.4 各处理施肥量

处理1：基肥播前结合耕地一次施入，用量60 kg/667m2；处理2：基肥播前结合耕地一次施入，用量60 kg/667m2；处理3：基肥磷酸二铵300 kg/667m2，翌年4月上旬小麦拔节期追施尿素30 kg/667m2。

2.5 试验时间和地点

时间：2020年10月—2021年6月。

地点：在阳谷县侨润办事处八里营宋士云地块，肥力中等，地势平坦，肥力均匀，灌溉及排涝条件优越，试验地块为壤质土。常年冬小麦产量在550～600kg/667m2。试验地块土壤养分含量状况见表1。

表1 试验地土壤养分含量情况

3 结果与分析

3.1 对小麦生长和产量因子的影响

小麦的生长和产量受多种因素影响，肥料及施肥方法的差异也会对小麦生长特征以及产量等条件带来不同影响。小麦的产量通常取决于亩穗数、穗粒数和千粒重等要素。新型肥料等不同施肥处理对小麦亩穗数、穗粒数和千粒重的影响见表2。由表2可以看出小麦的穗粒数各处理之间差异均不显著，可能是小麦生育穗分化时期对养分的需要量，各种处理间均可以满足小麦的发育需求，所以对小麦穗粒数的影响不明显；各处理之间小麦的亩穗数差异均显著，缓释肥2河南省好年景生物科技有限公司生产的药肥兼用新型肥料，亩穗数显著高于其它2个处理。金正大公司生产的缓释肥1处理千粒重显著高于其它处理，分析原因可能是其NPK三要素的配比适宜，其它两个处理的肥料中不含钾素，植物体内钾元素对后期的灌浆和千粒重影响较大，造成千粒重出现差异。

表2 施肥模式对小麦生带来的影响

3.2 不同处理增产效应

不同肥料的养分比例和释放速率有较大差异，控制肥料养分释放速率和释放时间，以满足植物的营养需求，从而达到减少化肥的施用、损失和提高肥料利用率目的，减少劳动力和化肥投入，提高施肥效益，实现环保节能和化肥减量。习惯施肥、缓释肥和冬小麦优化配方肥各处理对冬小麦的增产效应详见表3。由表3可以看出，不同处理之间产量差异不显著，缓控释肥可以一次性用于小麦基肥施用，可以减少小麦施肥田间管理的劳动强度和成本投入。

表3 各处理生物学产量、经济产量（kg/667m2）和增产率（%）

3.3 施肥效益分析

施肥种类、施肥量大小、肥料的增产效应和产品价格都影响施肥的经济效益。当年粮食和肥料价格分别为：冬小麦单价2.50元/kg、尿素单价2.00元/kg、磷酸二铵单价2.90元/kg、缓控释肥1单价3.20元/kg、缓控释肥2单价4.00元/kg。习惯施肥和缓释肥的各处理单位面积施肥效益详见表4。由表4可以看出，施用缓控释肥增加单位面积收益高于习惯施肥处理。

表4 不同施肥处理单位面积（667m2）收益分析（元）

4 结论与讨论

4.1 结论

新型肥料和习惯施肥各处理之间小麦的穗粒数差异不显著，但缓释肥2河南省好年景生物科技有限公司生产的药肥兼用新型肥料，亩穗数显著高于其它2个处理。金正大化工股份有限公司生产缓释肥1处理千粒重显著高于其它处理；新型肥料和习惯施肥各处理之间产量差异不显著，缓控释肥可以一次性用于小麦基肥施用，减少小麦施肥田间管理的劳动强度、成本投入，并可以增加收益。

上文所提到的新型肥料是指经过特殊工艺加工的缓控释肥料，从广义的角度分析，指肥料养分释放速率较低、养分释放总周期长，在小麦不同生长阶段中都能满足小麦生长需求的肥料，也就是说，肥料的释放速率和作物的养分需求相一致，以需要多少就释放多少为最佳目标。

从狭义上讲，缓控释肥又称长效肥料，相较于传统肥料来说，在施肥后被植物所吸收的有效养分速率更缓慢。在实际生产中，土壤的PH值、结构、含量含水量、微生物活性等都会对缓控释肥的释放速速度与持续周期会产生一定的影响。如果并不能够均匀地释放化肥，那么释放养分的速度可能难以跟进作物生长中的营养需求，并且缓控释肥一般都是相对氮肥而言，所以在实际生产中针对不同的作物和土壤环境要选择相适应的缓控释肥品种。

从严格上来说，缓释肥和控释肥是两种不同的概念，缓释肥是一种通过营养物质的化学复合或物理作用，随着时间的流失，它释放化肥肥料的养分状态也会越来越慢；控释肥是指能够按照设定的释放速率和释放时期来控制养分释放的肥料。但目前市面上所见到的缓控释肥绝大部分都是控释肥，用硫包衣或聚合物包衣氮肥的复合型肥料。因为，在土壤中磷肥和钾肥的释放速率相对较慢，氮肥的释放速率相对加快，不同的包衣技术其商品价格也有所差异，在生产中应用效果也有所不同。

越来越多的研究表明：缓控释肥满足作物不同阶段对肥料的需求，其通过提高作物生长后期供肥能力，促进作物生长，最终达到降低劳动强度，减少成本投入，并可保证作物产量的目的。

缓控释肥的应用是一套新型技术，在保证产量不降低的同时，减少了肥料用量，提高了肥料利用率，同时减少了面源污染，响应了国家减肥增效的号召。

缓控释肥的应用，提高了作物生育期间的生理生态指标，如灌浆速率、光合速率、植株含氮量、叶绿素含量等，作物生长所需要肥料的释放速度与肥料所释放的速度相同，这样对作物的正常生产具有重大意义。也解决了生产上由于底肥过多导致的根系周围盐分浓度过高造成的伤苗。

4.2 讨论

新型肥料缓控释肥在冬小麦亩穗数的影响差异显著，但需要对冬前群体进行调查进一步验证。金正大化工股份有限公司生产的缓释肥1处理千粒重显著高于其它处理，关于这一点是否是各个处理间氮磷钾养分比例有差异造成的，可以通过测定作后期物体内各养分含量和吸收量等，有待进一步进行针对性研究。

新型肥料可以用于小麦等作物基肥一次施用，减少施肥劳动强度，但施肥量应增加，造成成本的增加。若试验设计增加不施肥对照处理（CK），可以计算施肥增产效应，进一步分析单位养分增产量、施肥效益和产投比，以及计算各种肥料的利用效率。

优质的控释肥其释放养分的速率与作物吸收养分的速率高度一致，虽然作物不同生长阶段的需肥状况有所差别，但养分吸收的多释放的也多，吸收少时则同理，大大提升了肥料利用率。因此控释肥相较于传统肥料更具科技性，能够只能把控释放效果，可以使用不同作物和不同土壤环境。

控释肥的养分释放原理为，利用高分子树脂包膜外壳，它的核心技术则是将复合肥或单质肥外覆一层膜，在进入土壤后，外层膜的孔隙允许土壤水分渗入，将养分溶解后再经过孔隙释放出养分。随着气温的升高，植物生产的速度越来越快，对养分的需求也越来越大，温度也影响着植物生产的过程。于此同时，肥料溶释的速度也与气温、植物生产的速度逐渐提高。当气温下降时，植物的生长也会变得很慢或者是不生长。肥料释放的速度也会随着植物生长速度的变慢而逐渐减少释放或者是停止释放。此外，当作物的养分吸收得过多时，肥料颗粒膜外面的养分浓度也会随之下降，从而导致膜内渗透压较大，肥料溶解释放的速度也越来越快。这样，肥料释放的方式与速度就与作物所需求的肥料释放的方式和速度一样，能够最大程度地使用肥料。

缓控释肥想要确保一开始就能够降低释放速度，可以通过包膜技术的手段来完成。可以延缓作物对缓控释肥吸收的时间，并根据作物所需要的养分来进行释放的速度或者来对释放的肥料来进行把控。缓控释肥的优点大致有：利用率高、减少施肥次数、较少施肥用量、减少肥料残留、降低投入成本、减少环境污染、提高农作物产量。不过，缓控释肥最突出的特点是它能够根据作物生长的规律来放快或减慢自身的释放塑料，最大程度地提升了肥料养分的利用效率。在过去的缓控释肥的最外面的包装上有一个十分特殊的膜，确保释放速度与释放量能够根据作物的需求而进行调整，确保二者能够一致。由于缓控释肥具有以上多种优点，已成为目前肥料产业的发展方向。

缓释肥的释放过程受土壤结构、pH值、含水量等多种因素左右，在生产实践中肥料的养分释放速率和作物的营养需求难以实现100%同步，多数肥料为氮肥等单体肥。N-P-K复合肥，或再加上微量元素的全营养肥就组成了控释肥，在施肥后，肥料的释放速率仅受温度因素影响。由于土壤温度也会左右作物的生长状态，因此在既定的温度区间中，土壤温度提升时会加速植物的生长，这样，还能够促使控释肥养分释放的速度也与作物的快速生长而不断地加快，从而达到同步的效果。在作物所需要养分的过程中，控释肥释放的速度与释放的量总能够与其保持相同。这样就能够更好地满足作物在发芽、生长、结果等不同地阶段对养分的需求。

与普通肥料相比，缓控释肥拥有太多的优点：第一，能够最大程度地减少化肥的使用量，化肥利用率提升。由于其能够与农作物的生产需求相一致，所以能够对化肥的气态、淋洗等损耗最大程度地降低。经过多方实验研究能够看出：其利用率由原来的35%提高一倍左右，氮肥的流失率明显降低，可节约氮肥30%～50%。第二，缓控释肥能够有效降低施肥的频率。随着社会的发展，现在的农村给农作物只施一次肥的情况十分普遍。现在市场上常见的只需求施一次的肥料大多是速效高氮型复合肥，但这种肥具有作物后期脱肥的缺点。而缓控释肥却能够很好地解决这个缺点，能够从始至终地满足农作物的所有生长需求。第三，促使作物高产。氮肥的用量直接决定着作物病害发生程度与作物品品质，而缓控释肥能够有效预防氮素被作物吸收过量，从而确保防止作物病害，以及提升产品的重要作用。

但控释肥的施用也具有一定的局限性，它不适宜干旱土地及沙质土地使用。在缺少水分的情况下，养分无法有效释放，可能导致作物因无法吸收有效养分而影响长势，造成作物减产，包裹剂的残留有造成二次污染的可能。

小麦作为我们北方的主要粮食作物，其生育期相对较长，对缓控释肥的要求也较高，选择肥料的原则是肥料的养分释放速率要与作物的养分需求规律同步，释放期太长，小麦前期氮素供应不足，发苗差，影响后期生长和产量形成；释放期太短，氮素在生育前期释放量大，容易出现狂长现象甚至烧苗，加剧氮肥流失，而中后期氮素供应不足，最终影响产量。

所以，农民朋友在选择缓控释肥时，要先学习一些缓控释肥的基本知识，做到有的放矢，事半功倍。缓控释肥或含缓控释肥的复合肥一般作为基肥施用，大多数缓控释肥只需进行一次施肥，不需再次追肥，可有效降低劳动成本，但缓控释肥或含缓控释肥的复合肥的价格偏高，在施用这些肥料时一定要考虑其经济效益。