控释掺混肥对冬小麦产量•氮素吸收及施肥经济效益的影响

摘要 为了实现化肥减施增效和冬小麦生产的轻简化，于2020—2022年在德州市现代农业科技园进行连续2年控释掺混肥试验，共设置5个处理：不施氮肥（T 0）、习惯施氮（底肥∶追肥=1∶ T 1）、优化施氮（底肥∶追肥=1∶ T 2）、一次性底施50%控释氮+50%尿素掺混肥料（T 3）、一次性底施70%控释氮+30%尿素的掺混肥料（T 4），分析了不同处理对冬小麦产量、氮肥利用效率和经济效益的影响。结果表明，冬小麦氮素累积量随生育期延长而增加。与习惯施氮（T 1处理）相比，控释掺混肥（T 3和T 4处理）在各个生育期的冬小麦含氮量和吸氮量差异不显著，产量分别增加4.1%、-5.4%（2021年）和5.9%、-1.0%（2022年）。与T 1处理相比，T 3和T 4处理冬小麦氮肥利用率分别提高了7.3%～27.1%和-8.6%～30.3%，氮肥农学利用率分别提高了26.9%～34.8%和10.9%～17.6%，氮肥偏生产力分别提高了24.9%～27.1%和13.6%～18.8%。控释掺混肥（T 3和T 4处理）较习惯施氮（T 1处理）的净收益分别增加4.5%～7.0%（2021年）和0.4%～8.5%（2022年）。冬小麦产量与有效穗数、千粒重、吸氮量、氮肥偏生产力、氮肥利用率呈显著（ P< 0.05）或极显著（ P< 0.01）正相关。综合产量、产值及净收益考虑，一次性底施50%控释氮+50%尿素掺混肥料处理可作为适宜推荐的简约施肥方式。

关键词 冬小麦；控释掺混肥；氮肥利用效率；产量；经济效益

中图分类号 S 512.1+1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2025）01-0152-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.032

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Controlled-release Blended Fertilizer on Yield，Nitrogen Absorption and Economic Benefits of Winter Wheat

LI Zi-shuang，LI  Hong-jie，DU  Meng-yang  et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences，Dezhou，Shandong  253015）

Abstract In order to achieve chemical fertilizer rate reduction of application and increase efficiency，as well as the light simplification of winter wheat production，a 2-year continuous controlled release blended fertilizer experiment was conducted in the Modern Agricultural Science and Technology Park of Dezhou City from 2020 to 2022.Five treatments included：no nitrogen fertilizer application （T 0），conventional nitrogen application （base fertilizer∶topdressing=1∶ T 1），optimized nitrogen application （base fertilizer∶topdressing=1∶ T 2），single basal  application of controlled-release blended fertilizer including 50% controlled release nitrogen （T 3） and 70% controlled release nitrogen （T 4）.The effects of different treatments on winter wheat yield，nitrogen utilization efficiency，and economic benefits were compared and analyzed.The results showed that the nitrogen accumulation of winter wheat increased with the extension of growth period.Compared with conventional nitrogen application （T 1 treatment），there was no significant difference in nitrogen content and nitrogen uptake of winter wheat in different growth stages with controlled release blended fertilizers （T 3 and T 4 treatments），while the yield increased by 4.1%， -5.4% （2021） and 5.9%， -1.0% （2022），respectively.Compared with T 1 treatment，T 3 and T 4 treatments increased nitrogen use efficiency （NUE） of winter wheat by 7.3% to 27.1% and -8.6% to 30.3%，respectively，nitrogen agronomic efficiency （NAE） increased by 26.9% to 34.8% and 10.9% to 17.6%，respectively，nitrogen partial productivity （NPP） increased by 24.9% to 27.1% and 13.6% to 18.8%，respectively （ P> 0.05）.The net benefits of controlled release blended fertilizers （T 3 and T 4 treatment） increased by 4.5% -7.0% （2021） and 0.4% -8.5% （2022） compared to conventional nitrogen application （T 1 treatment），respectively.There is a significant （ P< 0.05） or extremely significant （ P< 0.01） positive correlation between winter wheat yield and effective panicle number，thousand grain weight，nitrogen accumulation，nitrogen fertilizer partial productivity，and nitrogen use efficiency.Considering the comprehensive yield，output value and net income，it is recommended to prioritize single basal application of blended fertilizer with 50% controlled release nitrogen fertilizer.

Key words Winter wheat;Controlled-release blended fertilizer;Nitrogen utility efficiency;Yield;Economic benefits

基金项目 山东省重点研发计划（2023CXGC010703）;山东省农业科学院农业科技创新工程（CXGC2023A17）；北京市农林科学院创新能力建设专项（KJCX20230304）；北京市农林科学院创新平台建设（PT2024-47）；国家重点研发计划（2022YFD-170060504）。

作者简介 李子双（1979—），女，山东平原人，正高级农艺师，从事土壤与植物营养研究。*通信作者，研究员，博士，从事新型肥料研究。

小麦是我国重要的粮食作物，国内40%的人口以其为主食，同时小麦也是我国第二大口粮作物，其安全生产对保障国家粮食安全意义重大^［1］。氮是小麦生长的重要生命元素，氮肥施用对冬小麦生长发育和稳产高产起着非常重要的作用，同时也是施用量最多的肥料品种^［2］。氮在土壤中非常活跃，会通过氨挥发、淋洗和硝化、反硝化等途径迁移、转化而损失^［3］。过量和不合理施氮不仅不会增产，反而会增加氮素损失对环境的污染^［4］。施入麦田的氮肥仅有34.8%被作物吸收利用，50%以上的氮肥通过各种途径损失到环境中^［5］

黄淮海地区是我国重要的粮食主产区，冬小麦季氮肥投入量达300 kg/hm 远超过作物需求量^［6］，普通氮肥通常要分多次施用，以满足冬小麦不同生育期对氮的需求，但存在轻简化程度低和人力成本相对较高的缺点，冬小麦生产的经济效益也并未同步提升^［7］。随着农村人口持续向二三产业转移，农业生产中劳动力短缺及老龄化问题日益突出，已严重威胁到农业生产的可持续性和粮食安全。研究表明，在冬小麦生产中缓控释肥一次性施肥能在确保稳产高产的同时，节省追肥所需的劳动力投入和提高氮肥利用效率^［8］，冬小麦生育期较长，单施控释肥无法满足小麦生长前期的氮素需求^［9］，根据缓控释肥养分缓慢持续释放的特点，采用缓控释氮肥与速效化肥掺混成缓控释专用肥，能很好地兼顾成本和效益，在冬小麦播种时一次性施入缓控释专用肥，能较好地满足冬小麦稳产高产的氮素需求并降低氮素损失^［10-11］。Zheng等^［12］通过8年的定位研究表明，在冬小麦-夏玉米轮作制度下，控释掺混肥一次性施肥的冬小麦增产8.2%～11.9%，平均氮肥利用率提高35.7%～37.6%。刘仲阳等^［13］对缓控释肥一次性施肥连续施用对粮食作物产量、土壤肥力、氮肥利用率及对农田生态环境影响的分析表明，缓控释肥料一次性施肥连续5年及以上使小麦产量提高4.9%～19.6%，氮肥利用率提高24.2%～52.0%；一次性施肥连续施用3年及以上的小麦农田N 2O排放、NH 3挥发分别降低 16.9%～43.3%和18.6%～37.6%。Shen等^［14］对聚合物包膜尿素在冬小麦上一次性施肥的研究表明，小麦产量、氮肥利用率和生态系统净经济效益分别增加15.7%、51.1%和45.1%，活性氮损失则大幅降低35.7%。刘玉敏等^［15］对山东省2005—2020年冬小麦氮肥利用率分析表明，常规施肥和缓控释肥的氮肥利用率分别为38.4%和45.7%。

目前缓控释肥在冬小麦上的研究多为一季作物试验，结果具有较大的偶然性和不确定性，无法准确揭示控释肥连续施用的综合效应。为此，笔者通过连续2年田间小区试验，研究包膜尿素和普通尿素不同掺混比例对冬小麦产量、氮素吸收、氮肥利用效率和施肥经济效益的影响，以期为冬小麦高产稳产、轻简化及氮肥减施增效提供科学的数据基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2020—2022年在德州市现代农业科技园（116°20′13″E，37°21′15″N）进行试验。试验地气候为暖温带大陆性季风气候，具有四季分明的特点，春旱多风，夏热多雨，秋高气爽，冬冷干燥，试验期间月均气温和月降雨量见图1。供试土壤为潮土，质地为砂质壤土，耕层土壤养分状况：pH 8.1 有机质13.31 g/kg，全氮0.80 g/kg，有效磷28.66 mg/kg，速效钾170.35 mg/kg。试验地作物种植模式为冬小麦–夏玉米轮作。

1.2 试验材料

供试小麦品种为济麦2 供试肥料为大颗粒尿素、包膜尿素、重过磷酸钙、硫酸钾，肥料养分含量分别为重过磷酸钙含P 2O 5 46%，硫酸钾含K 2O 50%，大颗粒尿素含N 46%，包膜尿素含N 44.4%，释放期60 d，由北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所研制。

1.3 试验设计与田间管理

试验于2020年10月开始，共设5个处理，每个处理3次重复，共15个试验小区，每个小区面积为42 m 采用随机区组设计。各处理磷肥和钾肥全部底施，施肥情况见表1。所有底肥均匀撒施，翻入耕层后播种，追肥施肥后浇水。冬小麦分别于2020年10月22日和2021年10月25日播种，冬小麦播种量为187.5 kg/hm 播种方式为等行距条播，行距为16.7 cm。试验期间其他田间管理措施相同。