新修梯田地膜冬小麦水肥联供效应研究

新修梯田地膜冬小麦水肥联供效应研究

王生录

（甘肃省农科院土肥所　甘肃兰州　730070）

摘要：利用集雨补灌技木，在陇中半干旱山区新修梯田地膜冬小麦上进行水肥联供可随水追肥（氮）试验的结果表明：在相同供水量、不同施氮量条件下，水肥联供时期或次数对产量、氮肥利用率和水分利用效率均有一定的影响。水肥联供可使产量提高28.9%，氮肥利用率提高12.0个百分点，水分利用效率提高20.1%，冬前供水施肥有明显效果。指出旱地地膜冬小麦在集雨补灌条件下，氮肥一次性作基肥的纯氮适宜用量为120～165kg/ hm²，基肥加追肥总用量在165～210kg/hm²内较为合理，水肥联供时期冬前、返青、拔节至孕穗期为佳，每次供水量应不少于25m³/hm²，供纯氮量不少于45kg/hm²。

关键词：集雨补灌；新修梯田；地膜小麦；水肥联供

地膜小麦已在甘肃省干旱、半干旱农区大面积推广应用，对提高当地农作物生产水平起到了巨大作用。但地膜小麦由于存在着施肥不合理和追肥难的问题。在实际生产中农户大多将肥料（如氮肥）一次性基施，作物生育期不进行追肥。而此法往往会造成作物生长后期发生脱肥现象，严重时则会导致籽粒重量减轻、产量或产值下降。改进地膜小麦施肥技术（如施肥时期、方法、数量、基追肥比例等）一直是农业科技工作者和广大农民普遍关心的问题。为此，我们采用集雨补灌技术开展了旱地梯田地膜冬小麦不同生育期追肥、灌水试验，探索对作物产量、供水效率、氮料利用率等方面的影响，以期为改进地膜栽培作物施肥技术和高产、高效栽培提供技术依据。

l　试验材料与方法

试验设在陇中半干旱区的甘肃省静宁县灵芝乡尹岔村新修3a的梯田地上。当地海拔l900m，年均降水量400mm左右，年均气温5.8℃，为冬春麦交界区。供试土壤为黄绵土，试验地前茬为冬小麦，播前耕层土壤含有机质10.5g/kg、全氮0.65g/kg、水解氮51.4mg/kg、速效磷10.0mg/kg。

注：本文发表于《甘肃农业科技》，2000，（7）：30～33.

试验在施农家肥4.5t/hm²、五氧化二磷120kg/hm²的基础上设12个处理：①施纯氮165kg/hm²作基肥，露地种植（CK₁）；②施纯氨165kg/hm²作基肥，地膜种植（下同，CK₂）；③不施纯氮（CK₃）；④施纯氮l20kg/hm²（其中75kg/hm²作基肥、45kg/hm²冬前作追肥）；⑤施纯氮120kg/hm^2（其中75kg/hm²作基肥、45kg/hm²返青—拔节期作追肥）；⑥施纯氮120kg/hm²（其中75kg/hm²作基肥，45kg/hm²孕穗—抽穗期作追肥）；⑦施纯氮1205kg/hm²作基肥；⑧施纯氮165kg/hm²作基肥；⑨施纯氮165kg/hm²（其中75kg/hm²作基肥、45kg/hm²冬前作追肥、45kg/hm²返青—拔节期作追肥）；⑩施纯氮l65kg/hm²（其中75kg/hm²作基肥、45kg/hm²返青—拔节期作追肥、45kg/hm²孕穗—抽穗期作追肥）；輥輯訛施纯氮l65kg/hm²（其中75kg/hm²作基肥、45kg/hm²冬前作追肥、45kg/hm²孕穗—抽穗期作追肥）；輥輰訛施纯氮210kg/hm²（其中75kg/hm²作基肥、45kg/hm²冬前作追肥、45kg/hm²返青—拔节期作追肥、45kg/hm²孕穗—抽穗期作追肥）。上述12个处理中除处理②生育期间不供水外，其余处理均结合追肥分别于冬前、返青—拔节、孕穗～抽穗期各供水22.5mm，总供水量为67.5mm。供水追肥方式选用地面可移动式塑料渗灌管连接施肥器加压渗灌。水肥一次供给，用水表和控制阀严格控制供水量和供肥量。试验小区面积10.5m²（3.0m×3.5m），随机排列，重复3次。冬小麦品种为庄8802。试验播前、收后均按各处理小区测定0～2m土层含水量，记载生育期降水量，成熟时分小区单收计产，并采样进行茎秆和籽粒氮、磷、钾等养分分析，其他田间管理同大田。

2　试验结果与分析

2.1　不同处理对新修梯田冬小麦产量的影响

2.1.1　施肥供水条件下地膜种植与露地种植对产量的影响

试验产量结果（表1）表明，在施纯氮120～210kg/hm²范围内，供水量均为67.5mm时，地膜种植处理④～輥輰訛产量为5495.24～6238.10kg/hm²，比露地种植冬小麦（CK₁）产量（4485.71kg/hm²）增加1009.53～l752.39kg/ hm²，增产率为22.5%～39.1%，平均为31.7%。这充分说明采用地膜栽培与集雨补灌技术结合是提高旱作农田产量水平的重要措施。

2.1.2　地膜种植条件下供水与不供水对产量的影响

从表1结果可以看出。虽然施氮量、施氮时期或施氮次数不同。但在相同种植方式下，小麦生育期供水对提高产量有十分显著的作用。处理④～輥輰訛均供水3次（总供水量67.5mm），比生育期不供水处理（CK₂）平均增产1325.30kg/hm²，增产率为28.9%。同时还可看出，不施氮肥仅供水的处理（CK₃）比施氮肥而不供水处理（CK₂）增产4.4%；在相同施肥水平下，覆膜不供水处理（CK₂）比不覆膜供水处理（CK₁）增产2.1%。这些结果充分说明水分的确是制约旱地作物产量高低的重要因素之一。就旱地地膜小麦来说，前期（出苗—拔节）由于地膜的增温、保墒作用，作物生长发育极快，而到了中后期（拔节—灌浆）随着气温逐渐升高地面蒸发加剧，加之此期（5至6月份）大多旱农地区又处在降水淡季，此时土壤水分也往往不能充分满足作物对水分的需求，极易造成地膜小麦因受水分限制或干旱胁迫而生育期提前、千粒重下降，使产量受到一定损失。但在合理施肥、地膜种植基础上，利用集雨补灌技术，在小麦生长发育需水关键期（如拔节—孕穗期）进行有限补充供水。即可改善土壤水分状兄，协调土壤水、肥关系，满足小麦全生育期对水分或养分的基本需求，从而减少地膜小麦因中后期缺水或缺肥造成的损失。

2.1.3　施氮量、施氮时期对地膜冬小麦产量的影响

试验结果（表1）表明，旱地梯田地膜冬小麦产量随着施氮量和施氮时期不同而有所不同。在供水量相同条件下，施纯氮120kg/hm²时，全部作基肥的处理⑦比不施氮肥处理③（CK₃）增产30.5%，而用75kg/hm²作基肥、45kg/hm²分别于冬前、返青—拔节期和孕穗—抽穗期结合供水追施氮肥（下同）的处理④、⑤、⑥比处理③（CK₃）分别增产19.0%、16.3%和15.0%。施纯氮165kg/hm²时，全部作基肥施用的处理⑧比处理③（CK₃）增产29.5%，在75kg/hm²作基肥的基础上，冬前、返青—拔节期和冬前、孕穗—抽穗期均追施45kg/hm²的处理⑨、⑩、輥輯訛比处理③（CK₃）分增产27.5%、21.9%和24.1%。施纯氮210kg/hm²时，75kg/hm²作基肥，冬前、返青—拔节、孕穗—抽穗期分别追施纯氮45kg/hm²的处理輥輰訛比不施氮处理③（CK₃）增产小麦1342.86kg/hm²，增产率为28.1%。方差分析结果显示，凡地膜种植条件下施氮肥、供水或水肥联的各个处理与旱作不供水（CK₂）、供水不施氮（CK₃）处理间的小区产量差异均达到了显著或极显著水平。进一步比较还可看出，在相同水肥用量处理中，追氮时期或追氮次数对产量的形成也有一定影响，如在孕穗—抽穗期追施一次氮肥的处理⑥产量较明显地低于返青—拔节期追氮的处理④和冬前追氮一次的处理⑤的产量；两次追氮处理中，在冬前、返青—拔节期追氮的处理，即冬前、孕穗—抽穗期追氮的处理，其产量则高于冬前不追氮的处理④即冬前、返青—拔节期追肥效果较好，孕穗—抽穗期追施的肥效开始下降（如处理⑥和⑩）。另外，从氮肥总用量来看，与施氮处理（CK₃）相比，施纯氮120kg/hm²均增产20.2%，施纯氮165kg/ hm²均增产25.8%，施纯氮210kg/hm²增产28.1%。由此说明，在本试验土壤、气候条件下，新修梯田地膜冬小麦利用集雨进行水肥联供时，施纯氮量以165～210kg/hm²为宜，而水肥联供时期以冬前、返青、拔节—孕穗期为佳。至于联供次数则应视当地集雨量、土壤墒情或基肥追肥比例等状况灵活掌握。

表1　试验各处理冬小麦产量结果

2.2　水肥联供对地膜冬小麦地上部氮、磷、钾吸收量及氮肥利用率的影响

各处理地上部植株和籽粒吸收氮、磷、钾养分测定结果（表2）表明，水肥联供对冬小麦地上部分吸收氮、磷、钾养分具有一定的促进作用。在地膜种植条件下，追肥、供水的处理④、⑤、⑥、⑨、⑩、輥輯訛、輥輰訛地上部氮、磷、钾吸收量平均分别为l65.0kg/hm²、35.6kg/hm²：和158.4/hm²，较施肥下供水的旱作处理（CK₂）的地上部氮、磷、钾吸收量（150.7kg/hm²、31.7kg/hm²、132.3kg/hm²）分别增加9.5%、12.3%和19.7%，较露地种植处理（CK₁）地上部氮、磷、钾吸收量（155.4kg/hm²、26.7kg/hm²、88.9kg/hm²）分别增加6.2%、33.3%和78.2%，较不施氮而供水处理（CK₃）地上部氮、磷、钾吸收量（108.5kg/hm²、27.2kg/hm²、122.1kg/hm²）分别增加52.1%、30.9%和29.7%。利用差减法计算的氮肥利用率结果（表2）亦表明，水肥联供处理④、⑤、⑥、⑩、輥輯訛、輥輰訛氮肥利用率为35.1%～40.2%，平均为37.0%，比CK₁氮肥利用率（28.4%）提高8.6个百分点，比CK₂氮肥利用率（25.7%）提高11.3个百分点。从氮肥利用率也可以看出，随着氮用量的增加，凡在冬前供水、供氮一次的处理④、⑨、輥輯訛、輥輰訛，其氮肥利用率都高于冬前不供水、追肥的处理⑤、⑥、⑩，这一点与前述产量结果相同。由此可见，在集雨补灌条件下，利用水肥联供系统进行随水追肥（氮）对提高中部半干旱山区梯田地膜小麦产量和氮肥利用率均具有重要作用。在水、肥资源有限的情况下，为保证较大面积生产应用，地膜冬小麦应分别于冬前、返青～拔节或者冬前、拔节—孕穗期各随水追肥1次；在施纯氮120kg/hm²基础上，每次追氮量（纯氮）和供水量应不少于45kg/hm²和225m³/hm²。

2.3　水肥联供对地膜冬小麦水分利用效率的影响

采取有救措施最大限度地提高降水资源的高效利用是旱地作物生育期实施水肥联供的主要目的，而供水效率和水分利用效率则是基本衡量指标。试验结果（表3）表明，在冬小麦全生育期自然降水261.5mm的条件下，利用人工集雨在地膜冬小麦上分次进行水肥联供或随水追肥具有较高的供水效率和水分利用效率。在地膜种植及供水条件下，处理④～輥輰訛平均供水效率达19.629kg/（mm/hm²），是供水不施氮（CK₃）供水效率2.963kg/（mm·hm²）的6.6倍；水分利用效率平均15.971kg/（mm·hm²）较施氮不供水（CK₂）和供水不施氮（CK₃）处理的水分利用效率13.458kg/（mm·hm²）、13.124kg/（mm·hm²）分别提高了18.4%和21.7%。在露地种植条件下（CK₁）其供求效率和水分利用效率最差。可见，在旱地粮食作物生产中，地膜、肥料、水分“三要素”的作用同等重要，缺一不可。由于中部干旱半干旱地区生态、条件脆弱，作物产量低而不稳，因此采用梯田+地膜+施肥+集雨补灌综合技术，是提高产量、肥料利用率和水分生产效率的根本途径。

表2　地膜冬小麦地上部分吸收氮、磷、钾量的测定结果

3　结论与讨论

第一，在当地生产、生态条件和试验土壤肥力水平下，利用人工集雨和水肥联供系统，在冬小麦不同生育期采用水肥联供或随水追肥时，地膜小麦较露地小麦增产22.5%～39.1%，平均增产31.7%。在一定施肥量水平下，冬小麦生育期供水较不供水处理增产20.0%～36.2%，平均为28.9%。在供水量相同（处理③～輥輰訛）条件下，纯氮总用量为120kg/hm²、l65kg/hm²和210kg/hm²时，较不施氮处理CK₃分别平均增产20.2%、25.8%和28.1%；氮肥利用率分别为35.9%、37.1%和40.2%，较不供水处理CK₂氮肥利用率25.7%分别提高10.2、11.4、14.5个百分点；供水效率分别为l7.25kg/（mm·hm²）、21.20kg/（mm·hm²）和22.89kg/（mm·hm²）较不施氮处理CK₃供水效率2.96kg/（mm·hm²）分别增加了5.8倍、7.2倍和7.3倍；水分利用率依次为15.62kg/（mm·hm²）、16.08kg/（mm·hm²）和16.95kg/（mm·hm²），较不供水处理CK₂的水分利用效率分别提高16.1%、19.5%和26.0%。供水施氮的处理CK₃和供水不覆膜的处理CK₂，无沦供水效率或是水分利用效率在试验所有处理中效果最差。

表3　各处理田间耗水量、供水效率及水分利用效率

注： * 供水效率及水分利用效率单位均为kg/（mm/hm²)。

第二，纵观试验各处理产量、氮肥利用率、供水效率及水分利用效率等结果认为，地膜冬小麦随水追肥（氮）时期以冬前、返青—拔节期或拔节—孕穗期较为适宜，其水、纯氮用量以每次为225m³/hm²和45kg/hm²较为合理。在中部干旱半干旱农区冬小麦生产中，采用“梯田+地膜+肥料+集雨补灌”综合技术，则是提高旱作农田产量水平的有效途径与重要技术措施。