關(guān)鍵詞：小麥；玉米；水稻；糧食作物；氮肥利用率

中圖分類號：S143 文獻標識碼：A

肥料利用率指肥料施入土壤后當季作物所吸收的有效養(yǎng)分占所施肥料有效養(yǎng)分總量的比率，是用來衡量施用肥料合理性的重要指標，也是評價化肥減量增效的重要指標[1]。按照《全國農(nóng)技中心關(guān)于做好2021—2022年度三大糧食作物化肥利用率測算工作的通知》要求，在天津市10個農(nóng)業(yè)區(qū)開展小麥、玉米、水稻三大糧食作物氮肥利用率田間試驗，為評估天津市化肥減量增效工作成效提供依據(jù)。

我國化學肥料的施用是從氮肥開始，氮作為植物生長所必需的大量元素之一，對作物生長有顯著影響。然而，過量施用氮肥不僅會造成農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、土壤酸化，還增加了農(nóng)業(yè)面源污染的風險，因此合理施用氮肥，提高氮肥利用效率至關(guān)重要。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)綜合考慮作物生長需求和土壤的供應(yīng)情況，科學確定氮肥施用量。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試肥料：肥料均采用單質(zhì)化學肥料，氮肥為尿素（N含量46%），磷肥為普通過磷酸鈣（P₂O₅含量12%），鉀肥為農(nóng)用硫酸鉀（K₂O含量50%），新型肥料為硫包衣尿素（N含量40%）。肥料均符合相關(guān)標準。

供試作物：小麥、玉米、水稻，各作物品種均為當?shù)刂髟云贩N。

1.2試驗設(shè)計

試驗施肥類型分為農(nóng)民習慣施肥和科學施肥（包括測土配方施肥、新型肥料施用、機械深施肥、水肥一體化施肥）。每種作物的不同施肥類型均設(shè)無氮區(qū)（PK）、無磷區(qū)（NK）、無鉀區(qū)（NP）、氮磷鉀區(qū)（NPK）4個處理，3次重復，隨機區(qū)組排列。各試驗小區(qū)面積為30～60 m²，小區(qū)之間設(shè)隔離行，小區(qū)外設(shè)保護行。水稻試驗各小區(qū)之間用厚塑料膜隔離，各小區(qū)單排單灌，其他田間管理措施一致。

小麥、玉米、水稻三大糧食作物氮肥利用率試驗設(shè)計見表1。

1.3 試驗安排

2021—2022年度天津市共安排氮肥利用率試驗50個，分別在天津市薊州區(qū)、寶坻區(qū)、武清區(qū)、寧河區(qū)、靜海區(qū)、東麗區(qū)、津南區(qū)、西青區(qū)、北辰區(qū)、濱海新區(qū)10個農(nóng)業(yè)區(qū)實施。氮肥利用率試驗按照作物分布：玉米21個、水稻10個、小麥19個；按照施肥類型分布：農(nóng)民習慣施肥9個、測土配方施肥19個、新型肥料施用7個、機械深施肥10個、水肥一體化施肥5個；按照實施農(nóng)業(yè)區(qū)分布：薊州區(qū)6個、寶坻區(qū)8個、武清區(qū)7個、寧河區(qū)12個、靜海區(qū)5個、東麗區(qū)2個、津南區(qū)2個、西青區(qū)3個、北辰區(qū)2個、濱海新區(qū)3個。

1.4 田間管理

試驗冬小麥播種時間為2021年9月25日—11月9日，收獲時間為2022年6月13日—25日；春小麥播種時間為2022年2月28日—3月10日，收獲時間為2022年6月19日—21日；玉米播種時間為2022年5月—7月，收獲時間為2022年9月—11月；水稻插秧時間為2022年5月5日—20日，收獲時間為2022年10月5日—28日。各作物、各施肥類型田間管理措施同一般大田，試驗記錄和測產(chǎn)方法按照中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定的《測土配方施肥技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行。

1.5 測定項目

1.5.1檢測項目及取樣方法 主要進行土壤養(yǎng)分檢測與植株養(yǎng)分檢測。土壤養(yǎng)分檢測項目包括土壤pH、有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀5項養(yǎng)分指標；植株養(yǎng)分檢測項目分別為小麥、玉米、水稻的植株莖葉與籽粒的全氮、全磷、全鉀3項養(yǎng)分含量指標。

土壤樣品采集按照《測土配方施肥技術(shù)規(guī)程》（NY/T 2911）有關(guān)規(guī)定進行。采樣時間為前茬作物收獲后，后茬作物整地施基肥前進行。在每個試驗小區(qū)內(nèi)按照“梅花”形或“S”形選擇15～20個點位進行取樣，采集0～20cm的耕層土壤。

植株樣品采集按照《測土配方施肥技術(shù)規(guī)程》（NY/T 2911）有關(guān)規(guī)定進行。采樣分為植株莖葉部分和籽粒部分。采樣時間為各作物完熟期，與收獲同步進行。在每個試驗小區(qū)內(nèi)按照“梅花”形或“S”形設(shè)置10個采樣點，每個小麥采樣點周圍隨機采集植株10穗，每個玉米采樣點周圍隨機采集植株2株，每個水稻采樣點周圍隨機采集植株3穴。

1.5.2土壤養(yǎng)分檢測方法 土壤有機質(zhì)含量按照《土壤檢測第6部分：土壤有機質(zhì)的測定》（NY/T 1121.6）測定；土壤全氮含量按照《土壤檢測第24部分：土壤全氮的測定自動定氮儀法》（NY/T 1121.24）測定；土壤有效磷含量按照《土壤檢測第25部分：土壤有效磷的測定連續(xù)流動分析儀法》（NY/T 1121.25）測定；土壤速效鉀含量按照《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定》（NY/T 889）測定；土壤pH按照《土壤檢測第2部分：土壤pH的測定》（NY/T 1121.2）測定；土壤全鹽含量按照《土壤檢測第16部分：土壤水溶性鹽總量的測定》（NY/T 1121.16）測定。

1.5.3植株養(yǎng)分檢測方法 植株莖葉與籽粒全氮含量按照《植株全氮含量測定自動定氮儀法》（NY/T 2419）測定；植株莖葉與籽粒全磷含量按照《植株全磷含量測定鉬銻抗比色法》（NY/T 2421）或采用釩鉬黃比色法測定；植株莖葉與籽粒全鉀含量按照《植株全鉀含量測定火焰光度計法》（NY/T 2420）測定。

1.6 氮肥利用率計算

氮肥利用率按照下列公式計算得出。

2 結(jié)果與分析

2.1 天津市三大糧食作物不同施肥類型氮肥利用率

據(jù)統(tǒng)計，2021—2022年度天津市小麥、玉米、水稻三大糧食作物農(nóng)民習慣施肥播種面積為1.48萬hm²，測土配方施肥播種面積為7.30萬hm²，施用新型肥料播種面積為0.82萬hm²，采用機械深施肥播種面積為27.30萬hm²，水肥一體化施肥播種面積為0.31萬hm²（表2）。根據(jù)氮肥利用率計算公式，得出每種作物農(nóng)民習慣施肥、測土配方施肥、施用新型肥料、機械深施肥、水肥一體化施肥的氮肥利用率，再通過對天津市不同施肥類型的三大糧食作物播種面積的權(quán)重賦值，計算得出不同施肥類型的小麥、玉米、水稻三大糧食作物平均氮肥利用率（表2）。

試驗結(jié)果表明，采用科學施肥后，小麥、玉米、水稻三大糧食作物的平均氮肥利用率明顯高于農(nóng)民習慣施肥，三大糧食作物平均應(yīng)用測土配方施肥、新型肥料施用、機械深施肥、水肥一體化施肥與農(nóng)民習慣施肥相比，氮肥利用率分別提高3.94%、5.87%、9.88%、6.46%，以機械深施肥效果最為顯著。水肥一體化施肥在天津市糧食作物上的應(yīng)用剛剛起步，施肥技術(shù)還未完全成熟，試驗安排數(shù)量較少，試驗得出的氮肥利用率較機械深施肥略低。

2.2 天津市三大糧食作物不同實施農(nóng)業(yè)區(qū)氮肥利用率

2.2.1小麥氮肥利用率 根據(jù)天津市各實施農(nóng)業(yè)區(qū)小麥不同施肥類型氮肥利用率和不同施肥類型播種面積的權(quán)重賦值，得到各實施農(nóng)業(yè)區(qū)小麥氮肥利用率，再根據(jù)天津市各實施農(nóng)業(yè)區(qū)小麥播種面積的權(quán)重賦值，計算得出天津市小麥氮肥利用率（表3）。

由表3可知，除靜海區(qū)以外，其他實施農(nóng)業(yè)區(qū)小麥氮肥利用率均在40%以上，其中東麗區(qū)小麥氮肥利用率最高，為49.61%。分析原因可能是由于靜海區(qū)小麥種植面積較大，地力水平和種植水平較低，降水量不足，灌溉保證率偏低，從而影響作物對肥料養(yǎng)分的吸收；而東麗區(qū)小麥播種面積較小，種植管理水平相對較高，應(yīng)用科學施肥面積較大，所以小麥平均氮肥利用率較高。

2.2.2玉米氮肥利用率 根據(jù)天津市各實施農(nóng)業(yè)區(qū)玉米不同施肥類型氮肥利用率和不同施肥類型播種面積的權(quán)重賦值，得到各實施農(nóng)業(yè)區(qū)玉米氮肥利用率，再根據(jù)天津市各實施農(nóng)業(yè)區(qū)玉米播種面積的權(quán)重賦值，計算得出天津市玉米氮肥利用率（表4）。

由表4可知，除津南區(qū)、濱海新區(qū)外，其他實施農(nóng)業(yè)區(qū)玉米氮肥利用率均在40%以上，其中寧河區(qū)玉米氮肥利用率最高，為45.34%。分析原因主要是由于津南區(qū)、濱海新區(qū)土壤環(huán)境較鹽堿，不利于玉米生長，從而影響玉米對肥料養(yǎng)分的吸收及產(chǎn)量的提高；而寧河區(qū)土壤肥力相對較高，玉米種植面積較大，種植技術(shù)比較成熟，應(yīng)用科學施肥面積較大，因此玉米平均氮肥利用率較高。

2.2.3水稻氮肥利用率 根據(jù)天津市各實施農(nóng)業(yè)區(qū)水稻不同施肥類型氮肥利用率和不同施肥類型播種面積的權(quán)重賦值，得到各實施農(nóng)業(yè)區(qū)水稻氮肥利用率，再根據(jù)天津市各實施農(nóng)業(yè)區(qū)水稻播種面積的權(quán)重賦值，計算得出天津市水稻氮肥利用率（表5）。

表5顯示，除津南區(qū)、濱海新區(qū)外，其他實施農(nóng)業(yè)區(qū)水稻氮肥利用率均在40%以上，以寧河區(qū)水稻氮肥利用率最高，為50.89%。分析原因主要是由于津南區(qū)、濱海新區(qū)土壤較鹽堿，不利于水稻生長，從而影響水稻對肥料養(yǎng)分的吸收及產(chǎn)量的提高；而寧河區(qū)土壤肥力較高，水稻種植面積較大，種植技術(shù)比較成熟，應(yīng)用科學施肥技術(shù)面積較大，所以水稻平均氮肥利用率較高。

2.3天津市三大糧食作物化肥利用率

根據(jù)天津市小麥、玉米、水稻氮肥利用率和天津市小麥、玉米、水稻播種面積（播種面積為天津市統(tǒng)計局數(shù)據(jù)）的權(quán)重賦值（表3～表5），加權(quán)得出2021—2022年度天津市三大糧食作物平均氮肥利用率為41.56%（表6）。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，2021—2022年度天津市小麥、玉米、水稻三大糧食作物合計，不同施肥類型條件下，農(nóng)民習慣施肥的氮肥利用率為40.40%，測土配方施肥的氮肥利用率為41.99%，新型肥料施用的氮肥利用率為42.77%，機械深施肥的氮肥利用率為44.39%，水肥一體化施肥的氮肥利用率為43.01%。天津市各實施農(nóng)業(yè)區(qū)、各施肥類型匯總統(tǒng)計，天津市小麥平均氮肥利用率為40.93%，玉米平均氮肥利用率為41.36%，水稻平均氮肥利用率為43.59%，小麥、玉米、水稻三大糧食作物平均氮肥利用率為41.56%，較2020年天津市三大糧食作物氮肥平均利用率提高了1.5個百分點。2021—2022年度天津市三大糧食作物科學施肥應(yīng)用面積達到糧食作物總播種面積的96.04%，其中測土配方施肥面積占19.63%、新型肥料施用面積占2.19%、機械深施肥面積占73.38%、水肥一體化施肥面積占0.84%。從施肥方式上看，機械深施肥氮肥當季利用率最高，這也是近些年天津市推廣的主要施肥技術(shù)。

較低的化肥利用率使大量養(yǎng)分在土壤中殘留或以各種形式損失，對生態(tài)環(huán)境，尤其是土壤健康產(chǎn)生危害，導致農(nóng)戶種植成本增加，限制了農(nóng)戶的增產(chǎn)增收，因此實施化肥減量增效、提高肥料利用率意義重大[2]。堅持生產(chǎn)與生態(tài)統(tǒng)籌，增產(chǎn)與增效兼顧，創(chuàng)新科學施肥技術(shù)，強化科學施肥措施，推廣施肥新技術(shù)、施肥新方式和肥料新品種，制定糧食作物氮肥定額用量，指導農(nóng)戶科學選肥用肥，可持續(xù)穩(wěn)定天津市化肥施用總量，進一步提高氮肥利用率。