王朝辉-西北旱区小麦高产高效优质的栽培施肥研究

王朝辉,西北农林科技大学,2011年5月26日,西北旱区小麦高产高效优质的栽培施肥研究,一、西北旱地作物产量提高的主要限制因素,1）水分：降水少、季节分布不均、蒸发量大；,图1西北黄土高原中南部降水年内分布（长武，2007-2009）,降水（mm）,年均降水总量：504mm7-9月降水：287mm7-9月占：57%,月份,07年,08年,09年,冬小麦生长期,冬小麦生长期,平均含量1.075%.67%的农田土壤有机质小于1.0%,土壤有机质,2）土壤：土壤有机质含量低，供肥(氮)能力差,渭北旱塬土壤速效养分(mg/kg),关中灌区土壤速效养分(mg/kg),调研区县：长武、耀州、澄城、白水、大荔、陈仓、武功、户县、临渭,很低偏低适中偏高很高,很低偏低适中偏高很高,施肥不匀，出现“花斑田”,3）施肥：氮多、磷少，有机肥没有或很少；中微量元素凭经验，施肥质量差。,小麦施肥调查-氮肥,小麦施肥调查-磷肥,土壤深度（厘米）,土壤水分（%）,播量过高,正常,正常田块,播量过高田块,播量过高、播期过早、冬前苗势过旺，会大量、无效消耗土壤水分。严格控制播期、播量，调控冬前水分利用是争取旱地小麦高产应特别重视的一个问题。,播期过早、播量过高，冬前旺苗、无效耗水,4）栽培：小麦播量过高、播期偏早、形成冬旺、无效耗水；玉米播种质量差、缺苗断垄、密度低，整齐度差。,水分生产潜力,养分管理,栽培模式（保水）,养分种类、数量、时期,品种、播期、播量,适宜的群体,高产高效,关键：蓄墒保水、优化施肥与栽培、挖掘增产潜力,二、西北旱地小麦高产高效施肥栽培技术,陕西长武,陕西长武,甘肃定西,山西襄汾,对照,农户,顶凌追肥,减氮垄覆1,施氮量,0,162,138,162,138,104+34,104+58,104+34,KgN/ha,籽粒产量(kg/ha),减氮追肥1,减氮追肥2,138,104+34,3.8,4.7,14%,41%,3.4,1）旱地冬小麦周年保水、“垄覆沟播”栽培施肥技术,对照,农户,顶凌追肥,减氮+垄覆2,施氮量,0,162,138,162,138,104+34,104+58,104+34,KgN/ha,籽粒产量(kg/ha),减氮+追肥1,减氮+垄覆1,138,104+34,4564,24%,3683,播量,150,150,150,150,150,Kg/ha,225,图1周年保水的“垄覆沟播”栽培与施肥技术2010年小麦产量,“垄覆沟播”栽培施肥小麦的水肥效率与经济环境效益,土层浓度(cm),土层硝态氮(mg/kg),农户,减氮1,顶凌追肥,垄覆沟播,提效益减残留,甘肃省2010）,图7试验田冬小麦产量及生物量（kg/hm2，山西，2010年）,山西,甘肃,与播前相比，小麦收获后0-300cm土壤水分变化(mm),休闲期，0-300cm土壤贮水增加量和休闲效率,不同施肥与栽培模式收获期冬小麦吸氮量,不同施肥与栽培模式收获期冬小麦含氮量(g/kg),覆膜,不覆膜,覆膜,不覆膜,覆膜,不覆膜,1）提出渭北旱地小麦土壤硝态氮安全残留量为收后55/播前110kg/ha,2）总结提出了渭北旱地麦田影响氮肥用量其他参数,氨挥发、硝化与反硝化为25kgN/ha；小麦生长季节1米土层的氮素表观矿化量为50kgN/ha；小麦生长季节环境氮素投入量为20kgN/ha；秸秆带入氮素量由秸秆还田量（kg）秸秆含氮量（以平均0.4%计）计算；种子带入氮素量由播种量（kg）籽粒含氮量（以平均2.0%计）,3）根据输入与输出土壤植物系统的氮素数量应相平衡，来确定氮肥用量,施氮量=输出-土壤氮素表观矿化量-环境养分投入氮量-秸秆还田带入氮量-种子带入氮量-播前1米土层硝态氮,输出包括：作物目标产量需氮量、收获后土壤硝态氮残留安全量、土壤氮素损失,2）1米土层硝态氮监控、“总量控制、追肥调控”旱地小麦氮肥管理技术,参数确定：Y=0.0028X2-0.1723X+2.7198注：y表示施肥参数，x表示速效磷含量,磷肥根据播前土壤0-40cm速效磷，磷养分丰缺指标，衡量监控。,钾肥根据播前土壤0-40cm速效钾，钾养分丰缺指标，衡量监控,参数确定：Y=6E-05X20.0278X3.2067注：y表示施肥参数，x表示速效钾含量,施氮量（kgN/ha)=目标产量作物吸氮量+（土壤硝态氮安全残留量-1米土层硝态氮）注：土壤硝态氮安全残留量为收后55/播前110kg/ha,2009-2010年永寿推荐施肥量平均值,优化施氮对冬小麦籽粒产量、生物量、收获指数的影响,10年6月收获期,10年9月播前,硝态氮残留(kg/ha),硝态氮残留(kg/ha),有效减少土壤残留硝态氮,土层浓度(cm),三、中微量元素与人体健康,没有锌就没有生命,心脏的保护神,Mg,人类膳食中最易缺乏7种矿质元素（PhilipandBroadley,2009）。,微量元素充对人体的营养作用,如何改善人体微量元素营养？,药物防治饮食多样化食品防御工程生物防治工程需长期服用经济技术节约费用有副作用风俗习惯经济持久性安全性,我国小麦：锌含量13.9-52.1mgkg-1，63.2的样本低于30.6mgkg-1；硒含量0-0.821mgkg-1，80%左右的样本低于0.139mgkg-1；,小麦,水稻,图1.世界各国小麦（a）和水稻（b）中的硒含量比较,40%,40%,35%,锌,陕西土壤锌含量由北向南递增。有效锌含量小于小于0.5ppm的占61%。大部分缺锌土壤分布于陕西中北部。,铁,陕西地区有效铁含量总的分布：北低南高。缺和丰富的面积约各占一半。按土壤面积统计有效铁含量平均值为7.77ppm。,陕西土壤90%低于0.3ppm，60%低于0.1ppm，属低硒水平。,硒,(gpot-1),四、施肥提高作物矿质营养品质,不施肥,土施,叶喷,土施+叶喷,氮磷钾,铁锌硒土培试验,籽粒铁量（mg/kg）,不施肥,土施,叶喷,土施+叶喷,氮磷钾,图1硒锌铁碘对玉米籽粒中铁、锌、硒含量的影响（2008）,不施肥,土施,叶喷,土施+叶喷,氮磷钾,不施肥,土施,叶喷,土施+叶喷,氮磷钾,籽粒铁量（mg/kg）,铁,锌,硒,铁,锌,硒,铁,锌,图2营养元素过量对小麦籽粒产量的影响,肥料处理,籽粒产量（g/盆）,图3营养元素过量对小麦生物量的影响,肥料处理,地上部生物量（g/盆）,过量铁（左）、正常（右）,图4营养元素过量对每盆穗数的影响,肥料处理,总穗数（个/盆）,图5营养元素过量对小麦穗粒数的影响,肥料处理,穗粒数（个/穗）,图6营养元素过量对小麦千粒重的影响,肥料处理,千粒重（g/1000粒）,陕西永寿、长武田间试验,表1施用不同锌肥对小麦的增产效果,表2施用不同锌肥对小麦籽粒锌含量的影响,表3施用不同锌肥对玉米的增产效果,表4施用不同锌肥对玉米籽粒锌含量的影响,籽粒产量（kg/ha）,施硒量（g/ha）,施硒对小麦产量的影响陕西永寿2010年,土施,抽穗期叶喷,灌浆期叶喷,籽粒产量（kg/ha）,施锌量（kg/ha）,施锌对小麦产量的影响陕西永寿2010年,土施,抽穗期叶喷,灌浆期叶喷,表5施锌方式对玉米产量的影响（2010年）,土施：ZnSO47H2O50kg/ha；叶喷：0.3%,表6与豆科作物轮作对小麦籽粒微量营养元素含量的影响(mg/kg),表7与豆科作物轮作对小麦籽粒微量元素的影响(mg/kg),2009年,2010年,2009年,2010年,表8与豆科作物轮作对小麦籽粒大中量元素的影响(g/kg),2009年,2010年,2009年,2010年,1.施肥与培肥土壤,RelayCroppingYields，MerrickCounty-2006,WheatN(kg/ha)Yield(Mg/ha)Prec.(mm)OM(%)UNLNRec:784.66102-3%UNLNRec-40:344.9UNLNRec+40:1234.4,小麦一年一熟，陕西长武-2009,WheatN(kg/ha)Yield(Mg/ha)Prec.(mm)OM(%)农户:1623.45801%测土推荐:1384.7,2.合理确定肥料用量,施肥中的几个重要参数？,施肥量=,其中有关参数：,目标产量养分需求量：目标产量，百公斤产量养分需求量,土壤养分供应量：多深土层、土壤有效养分含量，有效系数,肥料利用率：养分用量、作物品种、水分、土壤肥力水平,确定施肥量的方法有：养分平衡法、养分丰缺指标法、肥料效应函数法等。,肥料效应函数法：,3.施肥技术的物化与机械化,覆膜小麦播种机（左，只能种两行、右，可种6行）,“功能单一”：最多只能覆膜、播种，不能施肥。“效率低下”：一次只能播好两行，多了难以保证质量。,土壤深度（cm）,种植方式,硝态氮（kgNha-1）,不同种植方式收获期0-20表层土壤的硝态氮残留,4.土壤营养元素丰缺指标,表8中国土壤中有效态微量元素含量分级（mg/kg）,刘铮.微量元素的农业化学,1991年,表10陕西土壤微量元素有效含量的分级标准（mg/kg）,分级标准来自于陕西土壤,1993年,表9陕西省土壤微量元素的含量缺乏临界值（mg/kg）,余存祖等，1984年,5.有效施肥的土壤条件,1、营养元素之间的平衡（种类与数量）,2、其他限制因子（水分）,表11陕西土壤小麦、玉米、谷物施用锰肥的增产效果,(郭兆元,1992),(gpot-1),（农业环境背景值研究编写组1993）,表13小麦锰肥不同施肥方法的增产效果,6.施肥的方法,1、施肥的形态、数量（硫酸锌1-2公斤/亩）,2、施肥的方式（基施、拌种、浸种、叶喷）,3、施肥时间（播前、苗期、抽穗、灌浆？）,4、时间间隔（每季施、隔季/年施）,7.施肥的食品安全问题,表14不同价态硒处理对小麦籽粒产量和硒含量的影响,其他农艺措施？,8.栽培与施肥