王朝輝-西北旱區(qū)小麥高產高效優(yōu)質的栽培施肥研究

1、王朝輝,西北農林科技大學,2011年5月26日,西北旱區(qū)小麥高產高效優(yōu)質的栽培施肥研究,一、西北旱地作物產量提高的主要限制因素,1）水分：降水少、季節(jié)分布不均、蒸發(fā)量大；,圖1 西北黃土高原中南部降水年內分布（長武，2007-2009）,降水（mm）,年均降水總量：504 mm7-9月降水：287 mm7-9月占：57%,月份,07年,08年,09年,,冬小麥生長期,,冬小麥生長期,,平均含量 1.075%.67% 的農田土壤有

2、機質小于1.0%,土壤有機質,2）土壤：土壤有機質含量低，供肥(氮)能力差,渭北旱塬土壤速效養(yǎng)分(mg/kg),關中灌區(qū)土壤速效養(yǎng)分(mg/kg),調研區(qū)縣：長武、耀州、澄城、白水、大荔、陳倉、武功、戶縣、臨渭,很低 偏低 適中 偏高 很高,很低 偏低 適中 偏高 很高,施肥不勻，出現“花斑田”,3）施肥：氮多、磷少，有機肥沒有或很少；中微量元素憑經驗，施肥質量差。,小

3、麥施肥調查-氮肥,小麥施肥調查-磷肥,,土壤深度（厘米）,土壤水分（%）,播量過高,正常,正常田塊,播量過高田塊,播量過高、播期過早、冬前苗勢過旺，會大量、無效消耗土壤水分。嚴格控制播期、播量，調控冬前水分利用是爭取旱地小麥高產應特別重視的一個問題。,播期過早、播量過高，冬前旺苗、無效耗水,4）栽培：小麥播量過高、播期偏早、形成冬旺、無效耗水； 玉米播種質量差、缺苗斷壟、密度低，整齊度差。,,,,,,水分生產潛力,養(yǎng)分

4、管理,栽培模式（保水）,養(yǎng)分種類、數量、時期,品種、播期、播量,適宜的群體,,,高產高效,,,關鍵：蓄墑保水、優(yōu)化施肥與栽培、挖掘增產潛力,,二、西北旱地小麥高產高效施肥栽培技術,陜西長武,陜西長武,甘肅定西,山西襄汾,對照,農戶,頂凌追肥,減氮壟覆1,施氮量,0,162,138,162,138,104+34,104+58,104+34,Kg N /ha,籽粒產量(kg/ha),減氮追肥1,減氮追肥2,138,104+34,3.8,

5、4.7,14%,41%,3.4,1）旱地冬小麥周年保水、“壟覆溝播”栽培施肥技術,對照,農戶,頂凌追肥,減氮+壟覆2,施氮量,0,162,138,162,138,104+34,104+58,104+34,Kg N /ha,籽粒產量(kg/ha),減氮+追肥1,減氮+壟覆1,138,104+34,4564,24%,3683,播量,150,150,150,150,150,Kg /ha,225,圖1 周年保水的“壟覆溝播”栽培與施肥技術2

6、010年小麥產量,“壟覆溝播”栽培施肥小麥的水肥效率與經濟環(huán)境效益,,,,,,,土層濃度 (cm),土層硝態(tài)氮 (mg/kg),農戶,減氮1,頂凌追肥,壟覆溝播,提效益減殘留,甘肅省2010）,,圖7 試驗田冬小麥產量及生物量（kg/hm2 ，山西，2010年）,山西,甘肅,,,與播前相比，小麥收獲后0-300cm土壤水分變化 (mm),休閑期，0-300cm土壤貯水增加量和休閑效率,不同施肥與栽培模式收獲期冬小麥吸氮量,不同施肥

7、與栽培模式收獲期冬小麥含氮量(g/kg),,覆膜,不覆膜,覆膜,不覆膜,覆膜,不覆膜,1）提出渭北旱地小麥土壤硝態(tài)氮安全殘留量為收后55/播前110kg/ha,2）總結提出了渭北旱地麥田影響氮肥用量其他參數,氨揮發(fā)、硝化與反硝化為25 kgN/ha；小麥生長季節(jié)1米土層的氮素表觀礦化量為50kgN/ha；小麥生長季節(jié)環(huán)境氮素投入量為20 kgN/ha；秸稈帶入氮素量由秸稈還田量（kg）×秸稈含氮量（以平均0.4%計）計算

8、；種子帶入氮素量由播種量（kg）×籽粒含氮量（以平均2.0%計）,3）根據輸入與輸出土壤植物系統(tǒng)的氮素數量應相平衡，來確定氮肥用量,施氮量 = 輸出-土壤氮素表觀礦化量-環(huán)境養(yǎng)分投入氮量-秸稈還田帶入氮量-種子帶入氮量-播前1米土層硝態(tài)氮,輸出包括：作物目標產量需氮量、收獲后土壤硝態(tài)氮殘留安全量、土壤氮素損失,2）1米土層硝態(tài)氮監(jiān)控、“總量控制、追肥調控”旱地小麥氮肥管理技術,,參數確定： Y=0.00

9、28X2-0.1723X+2.7198注：y表示施肥參數，x表示速效磷含量,磷肥 根據播前土壤0-40cm速效磷，磷養(yǎng)分豐缺指標，衡量監(jiān)控。,鉀肥 根據播前土壤0-40cm速效鉀，鉀養(yǎng)分豐缺指標，衡量監(jiān)控,參數確定： Y=6E-05X2－0.0278X＋3.2067注：y表示施肥參數，x表示速效鉀含量,,施氮量（kgN/ha) = 目標產量作物吸氮量+（土壤硝態(tài)氮安全殘留量-1米土層硝態(tài)氮）

10、 注：土壤硝態(tài)氮安全殘留量為收后55/播前110kg/ha,2009-2010年永壽推薦施肥量平均值,優(yōu)化施氮對冬小麥籽粒產量、生物量、收獲指數的影響,10年6月收獲期,10年9月播前,硝態(tài)氮殘留(kg/ha),硝態(tài)氮殘留(kg/ha),有效減少土壤殘留硝態(tài)氮,土層濃度 (cm),,,三、中微量元素與人體健康,沒有鋅就沒有生命,心臟的保護神,Mg,人類膳食中最易缺乏7種礦質

11、元素（Philip and Broadley, 2009）。,微量元素充對人體的營養(yǎng)作用,如何改善人體微量元素營養(yǎng)？,藥物防治 飲食多樣化 食品防御工程 生物防治工程★需長期服用 經濟 技術 節(jié)約費用★有副作用 風俗習慣 經濟 持久性★安全性,我國小麥：鋅含量13.9-52.1mg kg-1，63

12、.2％的樣本低于30.6 mg kg-1；硒含量0-0.821mg kg-1，80%左右的樣本低于0.139 mg kg-1 ；,小麥,水稻,圖1. 世界各國小麥（a）和水稻（b）中的硒含量比較,,40%,40%,35%,鋅,陜西土壤鋅含量由北向南遞增。有效鋅含量小于小于0.5ppm的占61%。大部分缺鋅土壤分布于陜西中北部。,鐵,陜西地區(qū)有效鐵含量總的分布：北低南高。缺和豐富的面積約各占一半。按土壤面積統(tǒng)計有效鐵含量平均值為

13、7.77ppm。,陜西土壤90%低于0.3ppm，60%低于0.1ppm，屬低硒水平。,硒,(g pot-1),,四、施肥提高作物礦質營養(yǎng)品質,不施肥,土施,葉噴,土施+葉噴,氮磷鉀,鐵鋅硒土培試驗,籽粒鐵量（mg/kg）,不施肥,土施,葉噴,土施+葉噴,氮磷鉀,圖1 硒鋅鐵碘對玉米籽粒中鐵、鋅、硒含量的影響（2008）,不施肥,,土施,葉噴,土施+葉噴,氮磷鉀,不施肥,,土施,葉噴,土施+葉噴,氮磷鉀,籽粒鐵量（mg/

14、kg）,鐵,鋅,硒,鐵,鋅,硒,鐵,鋅,圖2 營養(yǎng)元素過量對小麥籽粒產量的影響,肥料處理,籽粒產量（g/盆）,,,,,,,圖3 營養(yǎng)元素過量對小麥生物量的影響,肥料處理,地上部生物量（g/盆）,,過量鐵（左）、正常（右）,,,,,,圖4 營養(yǎng)元素過量對每盆穗數的影響,肥料處理,總穗數（個/盆）,,,,,,,圖5 營養(yǎng)元素過量對小麥穗粒數的影響,肥料處理,穗粒數（個/穗）,,,,,,,圖6 營養(yǎng)元素過量對小麥千粒重的影響,肥料處理,千粒重

15、（g/1000粒）,,,,,,,陜西永壽、長武田間試驗,表1 施用不同鋅肥對小麥的增產效果,,,,,,,,表2 施用不同鋅肥對小麥籽粒鋅含量的影響,表3 施用不同鋅肥對玉米的增產效果,,,,,,,表4 施用不同鋅肥對玉米籽粒鋅含量的影響,,,,籽粒產量（kg/ha）,施硒量（g/ha）,施硒對小麥產量的影響陜西永壽2010年,土施,抽穗期葉噴,灌漿期葉噴,,,,籽粒產量（kg/ha）,施鋅量（kg/ha）,施鋅對小麥產量的影響陜西永

16、壽2010年,土施,抽穗期葉噴,灌漿期葉噴,表5 施鋅方式對玉米產量的影響（2010年）,土施：ZnSO4·7H2O 50 kg/ha；葉噴：0.3%,,表6 與豆科作物輪作對小麥籽粒微量營養(yǎng)元素含量的影響 (mg/kg),表7 與豆科作物輪作對小麥籽粒微量元素的影響 (mg/kg),2009年,2010年,2009年,2010年,表8 與豆科作物輪作對小麥籽粒大中量元素的影響 (g/kg),2009年,2010年,2009年

17、,2010年,1. 施肥與培肥土壤,Relay Cropping Yields，Merrick County - 2006,Wheat N (kg/ha)Yield (Mg/ha) Prec.(mm) OM(%)UNL N Rec: 78 4.6 610 2-3%UNL N Rec-40: 34 4.9

18、UNL N Rec+40: 123 4.4,小麥一年一熟，陜西長武 - 2009,Wheat N (kg/ha)Yield (Mg/ha) Prec.(mm) OM(%)農戶: 162 3.4 580 1%測土推薦: 138 4.7,,,2. 合理確定肥料用量,施

19、肥中的幾個重要參數？？？,施肥量 =,其中有關參數：,目標產量養(yǎng)分需求量：目標產量，百公斤產量養(yǎng)分需求量,土壤養(yǎng)分供應量：多深土層、土壤有效養(yǎng)分含量，有效系數,肥料利用率：養(yǎng)分用量、作物品種、水分、土壤肥力水平,確定施肥量的方法有：養(yǎng)分平衡法、養(yǎng)分豐缺指標法、肥料效應函數法等。,肥料效應函數法：,3. 施肥技術的物化與機械化,覆膜小麥播種機（左，只能種兩行、右，可種6行）,“功能單一”：最多只能覆膜、播種，不能施肥?！靶实拖隆保阂淮?/p>

20、只能播好兩行，多了難以保證質量。,土壤深度（cm）,種植方式,硝態(tài)氮（kg N ha-1）,不同種植方式收獲期0-20表層土壤的硝態(tài)氮殘留,4. 土壤營養(yǎng)元素豐缺指標,表8 中國土壤中有效態(tài)微量元素含量分級（mg/kg）,——劉錚.《微量元素的農業(yè)化學》,1991年,表10 陜西土壤微量元素有效含量的分級標準（mg/kg）,——分級標準來自于《陜西土壤》,1993年,表9 陜西省土壤微量元素的含量缺乏臨界值（mg/kg）,——余存祖等，

21、1984年,5. 有效施肥的土壤條件,1、營養(yǎng)元素之間的平衡（種類與數量）,2、其他限制因子（水分）,表11 陜西土壤小麥、玉米、谷物施用錳肥的增產效果,(郭兆元,1992),(g pot-1),（農業(yè)環(huán)境背景值研究編寫組 1993）,表13 小麥錳肥不同施肥方法的增產效果,6. 施肥的方法,1、施肥的形態(tài)、數量（硫酸鋅1-2公斤/畝）,2、施肥的方式（基施、拌種、浸種、葉噴）,3、施肥時間（播前、苗期、抽穗、灌漿？）,4、時間間隔（

22、每季施、隔季/年施）,7. 施肥的食品安全問題,表14 不同價態(tài)硒處理對小麥籽粒產量和硒含量的影響,其他農藝措施？,8. 栽培與施肥目標,降水（mm）,礦質氮（kgN.ha-1）,2060100140180,播種 6-15 6 -25 7 - 25 8 - 14 9 -