王朝輝-西北旱區(qū)小麥高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)的栽培施肥研究

1、王朝輝,西北農(nóng)林科技大學(xué),2011年5月26日,西北旱區(qū)小麥高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)的栽培施肥研究,一、西北旱地作物產(chǎn)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(nèi)分布（長(zhǎng)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(zhǎng)期,,冬小麥生長(zhǎng)期,,平均含量 1.075%.67% 的農(nóng)田土壤有

2、機(jī)質(zhì)小于1.0%,土壤有機(jī)質(zhì),2）土壤：土壤有機(jī)質(zhì)含量低，供肥(氮)能力差,渭北旱塬土壤速效養(yǎng)分(mg/kg),關(guān)中灌區(qū)土壤速效養(yǎng)分(mg/kg),調(diào)研區(qū)縣：長(zhǎng)武、耀州、澄城、白水、大荔、陳倉(cāng)、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(xiàn)“花斑田”,3）施肥：氮多、磷少，有機(jī)肥沒(méi)有或很少；中微量元素憑經(jīng)驗(yàn)，施肥質(zhì)量差。,小

3、麥?zhǔn)┓收{(diào)查-氮肥,小麥?zhǔn)┓收{(diào)查-磷肥,,土壤深度（厘米）,土壤水分（%）,播量過(guò)高,正常,正常田塊,播量過(guò)高田塊,播量過(guò)高、播期過(guò)早、冬前苗勢(shì)過(guò)旺，會(huì)大量、無(wú)效消耗土壤水分。嚴(yán)格控制播期、播量，調(diào)控冬前水分利用是爭(zhēng)取旱地小麥高產(chǎn)應(yīng)特別重視的一個(gè)問(wèn)題。,播期過(guò)早、播量過(guò)高，冬前旺苗、無(wú)效耗水,4）栽培：小麥播量過(guò)高、播期偏早、形成冬旺、無(wú)效耗水； 玉米播種質(zhì)量差、缺苗斷壟、密度低，整齊度差。,,,,,,水分生產(chǎn)潛力,養(yǎng)分

4、管理,栽培模式（保水）,養(yǎng)分種類、數(shù)量、時(shí)期,品種、播期、播量,適宜的群體,,,高產(chǎn)高效,,,關(guān)鍵：蓄墑保水、優(yōu)化施肥與栽培、挖掘增產(chǎn)潛力,,二、西北旱地小麥高產(chǎn)高效施肥栽培技術(shù),陜西長(zhǎng)武,陜西長(zhǎng)武,甘肅定西,山西襄汾,對(duì)照,農(nóng)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(chǎn)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(shù),對(duì)照,農(nóng)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(chǎn)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(shù)2

6、010年小麥產(chǎn)量,“壟覆溝播”栽培施肥小麥的水肥效率與經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益,,,,,,,土層濃度 (cm),土層硝態(tài)氮 (mg/kg),農(nóng)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(yàn)田冬小麥產(chǎn)量及生物量（kg/hm2 ，山西，2010年）,山西,甘肅,,,與播前相比，小麥?zhǔn)斋@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(jié)提出了渭北旱地麥田影響氮肥用量其他參數(shù),氨揮發(fā)、硝化與反硝化為25 kgN/ha；小麥生長(zhǎng)季節(jié)1米土層的氮素表觀礦化量為50kgN/ha；小麥生長(zhǎng)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(jì)）計(jì)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(jì)）,3）根據(jù)輸入與輸出土壤植物系統(tǒng)的氮素?cái)?shù)量應(yīng)相平衡，來(lái)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(biāo)產(chǎn)量需氮量、收獲后土壤硝態(tài)氮?dú)埩舭踩?、土壤氮素?fù)p失,2）1米土層硝態(tài)氮監(jiān)控、“總量控制、追肥調(diào)控”旱地小麥氮肥管理技術(shù),,參數(shù)確定： Y=0.00

9、28X2-0.1723X+2.7198注：y表示施肥參數(shù)，x表示速效磷含量,磷肥 根據(jù)播前土壤0-40cm速效磷，磷養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，衡量監(jiān)控。,鉀肥 根據(jù)播前土壤0-40cm速效鉀，鉀養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，衡量監(jiān)控,參數(shù)確定： Y=6E-05X2－0.0278X＋3.2067注：y表示施肥參數(shù)，x表示速效鉀含量,,施氮量（kgN/ha) = 目標(biāo)產(chǎn)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(duì)冬小麥籽粒產(chǎn)量、生物量、收獲指數(shù)的影響,10年6月收獲期,10年9月播前,硝態(tài)氮?dú)埩?kg/ha),硝態(tài)氮?dú)埩?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(méi)有鋅就沒(méi)有生命,心臟的保護(hù)神,Mg,人類膳食中最易缺乏7種礦質(zhì)

11、元素（Philip and Broadley, 2009）。,微量元素充對(duì)人體的營(yíng)養(yǎng)作用,如何改善人體微量元素營(yíng)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(zhǎng)期服用 經(jīng)濟(jì) 技術(shù) 節(jié)約費(fèi)用★有副作用 風(fēng)俗習(xí)慣 經(jīng)濟(jì) 持久性★安全性,我國(guó)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(guó)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(jì)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(zhì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),不施肥,土施,葉噴,土施+葉噴,氮磷鉀,鐵鋅硒土培試驗(yàn),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(duì)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(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量的影響,肥料處理,籽粒產(chǎn)量（g/盆）,,,,,,,圖3 營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量對(duì)小麥生物量的影響,肥料處理,地上部生物量（g/盆）,,過(guò)量鐵（左）、正常（右）,,,,,,圖4 營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量對(duì)每盆穗數(shù)的影響,肥料處理,總穗數(shù)（個(gè)/盆）,,,,,,,圖5 營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量對(duì)小麥穗粒數(shù)的影響,肥料處理,穗粒數(shù)（個(gè)/穗）,,,,,,,圖6 營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量對(duì)小麥千粒重的影響,肥料處理,千粒重

15、（g/1000粒）,,,,,,,陜西永壽、長(zhǎng)武田間試驗(yàn),表1 施用不同鋅肥對(duì)小麥的增產(chǎn)效果,,,,,,,,表2 施用不同鋅肥對(duì)小麥籽粒鋅含量的影響,表3 施用不同鋅肥對(duì)玉米的增產(chǎn)效果,,,,,,,表4 施用不同鋅肥對(duì)玉米籽粒鋅含量的影響,,,,籽粒產(chǎn)量（kg/ha）,施硒量（g/ha）,施硒對(duì)小麥產(chǎn)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(chǎn)量（kg/ha）,施鋅量（kg/ha）,施鋅對(duì)小麥產(chǎn)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(duì)玉米產(chǎn)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(duì)小麥籽粒微量營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響 (mg/kg),表7 與豆科作物輪作對(duì)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(duì)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(zhǎng)武 - 2009,Wheat N (kg/ha)Yield (Mg/ha) Prec.(mm) OM(%)農(nóng)戶: 162 3.4 580 1%測(cè)土推薦: 138 4.7,,,2. 合理確定肥料用量,施

19、肥中的幾個(gè)重要參數(shù)？？？,施肥量 =,其中有關(guān)參數(shù)：,目標(biāo)產(chǎn)量養(yǎng)分需求量：目標(biāo)產(chǎn)量，百公斤產(chǎn)量養(yǎng)分需求量,土壤養(yǎng)分供應(yīng)量：多深土層、土壤有效養(yǎng)分含量，有效系數(shù),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(biāo)法、肥料效應(yīng)函數(shù)法等。,肥料效應(yīng)函數(shù)法：,3. 施肥技術(shù)的物化與機(jī)械化,覆膜小麥播種機(jī)（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(zhì)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?dú)埩?4. 土壤營(yíng)養(yǎng)元素豐缺指標(biāo),表8 中國(guó)土壤中有效態(tài)微量元素含量分級(jí)（mg/kg）,——?jiǎng)㈠P.《微量元素的農(nóng)業(yè)化學(xué)》,1991年,表10 陜西土壤微量元素有效含量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（mg/kg）,——分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(yíng)養(yǎng)元素之間的平衡（種類與數(shù)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(chǎn)效果,(郭兆元,1992),(g pot-1),（農(nóng)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(chǎn)效果,6. 施肥的方法,1、施肥的形態(tài)、數(shù)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(shí)間（播前、苗期、抽穗、灌漿？）,4、時(shí)間間隔（

22、每季施、隔季/年施）,7. 施肥的食品安全問(wèn)題,表14 不同價(jià)態(tài)硒處理對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和硒含量的影響,其他農(nóng)藝措施？,8. 栽培與施肥目標(biāo),降水（mm）,礦質(zhì)氮（kgN.ha-1）,2060100140180,播種 6-15 6 -25 7 - 25 8 - 14 9 -