肥料增效剂NAM对小麦产量及氮肥农学利用率的影响_郜峰.pdf

小麦是我国第二大粮食作物，其种植面积和产量均次于水稻，在我国乃至世界粮食安全中具有十分重要的战略地位1。小麦产量既受品种遗传特性的影响，摘要：研究肥料增效剂 NAM 对小麦产量及氮肥农学利用率的影响，可为小麦高产高效栽培技术的制订以及氮肥的高效利用提供参考。试验设等氮量施肥条件下 NAM 添加比例（占氮肥总用量的比例）0（不添加，作为添加 NAM 处理的对照，CK1）、4、6和 8，以及不施氮肥（CK2，仅用于氮肥农学利用率的计算）计 5 个处理，通过大田小区试验，研究了不同添加比例的 NAM 处理对小麦群体数量、株高、穗长、产量构成因素、产量和氮肥农学利用率的影响。结果表明：添加 NAM 能够提高小麦产量和氮肥农学利用率，但不同添加比例的影响效果不同，其中，添加总施氮量 6的 NAM 效果最好，小麦产量、氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均达到最高，分别为 6 317.3 kg/hm2、42.1 kg/kg 和 7.9 kg/kg，依次较不添加NAM 处理提高 10.9%、10.8%和 107.9%，且差异均达到了极显著水平。在安阳地区小麦生产时，按照总施氮量 6的比例添加肥料增效剂 NAM，可同时实现小麦高产和氮肥的高效利用。关键词：NAM；小麦；产量；氮肥农学利用率中图分类号：S512.11文献标识码：A文章编号：1008-1631（2023）01-0076-05收稿日期：2022-05-03基金项目：国家现代农业产业技术体系资助项目（CARS-03）作者简介：郜峰（1985-），男，河南安阳人，助理研究员，硕士，主要 从 事 小 麦 遗 传 育 种 及 栽 培 研 究。E-mail：。通讯作者：杨春玲（1966-），女，河南安阳人，研究员，主要从事小麦遗传育种及栽培研究。E-mail：。Effects of Fertilizer Synergist NAM on Wheat Yield and Agronomic Utilization Efficiency of NitrogenFertilizerGAO Feng，DONG Jun-hong，ZHOU Qi-jun，YANG Chun-ling*（Anyang Academy of Agricultural Sciences，Anyang 455000，China）Abstract：The study of the effects of fertilizer synergist NAM on wheat yield and nitrogen fertilizer utilizationefficiency can provide reference for the formulation of high yield and high efficiency cultivation technology ofwheat and the efficient use of nitrogen fertilizer.The five treatments were set up including NAM addition ratio（proportion of total nitrogen fertilizer use）0（no addition，as the control of adding NAM treatment，CK1），4，6 and 8，and no nitrogen fertilizer application（CK2，only used for the calculation of nitrogen fertilizer agronomic utilization rate）under the condition of equal nitrogen fertilizer application.Through field and smallarea experiments，the effects of different NAM addition ratios on wheat population number，plant height，earlength，yield components，yield and nitrogen fertilizer agronomic utilization rate were studied.The resultsshowed that adding NAM could improve the wheat yield and the agronomic utilization efficiency of nitrogen fertilizer，but the effects of different adding ratios were different.Among them，the effect of adding 6 of total nitrogen fertilizer was the best，and the wheat yield，nitrogen fertilizer partial productivity and agronomic utilization efficiency of nitrogen fertilizer reached the highest，which were 6 317.3 kg/hm2，42.1 kg/kg and 7.9 kg/kg，respectively，which were 10.9%，10.8%and 107.9%higher than those without adding NAM，and the differencereached a very significant level.During wheat production in Anyang area，adding fertilizer synergist NAM according to the proportion of 6 of total nitrogen application can achieve high yield of wheat and efficient useof nitrogen fertilizer at the same time.Key words：NAM；Wheat；Yield；Agronomic utilization efficiency of nitrogen fertilizer郜峰，董军红，周其军，杨春玲*（安阳市农业科学院，河南安阳455000）肥料增效剂 NAM 对小麦产量及氮肥农学利用率的影响DOI：10.12148/hbnykx.20230014河北农业科学，2023，27（1）：76-80Journal of Hebei Agricultural Sciences编辑杜晓东第 1 期又受气候、土壤等环境条件，以及施肥、灌水等管理措施的影响2。近年来，随着农业生产的不断发展，作物产量水平不断提高，化肥用量也随之逐年增加，尤其是氮肥，目前，我国氮肥施用量占世界氮肥总施用量的 30%，已成为世界氮肥最大的消费国，而氮肥平均利用率仅为 30%35%，远低于世界平均水平3。因此，选用合适的肥料增效剂，对肥料的养分释放特性进行改善，从而提高肥料的养分利用率，是获得小麦高产的关键4。NAM 是中国科学院沈阳应用生态研究所开发的新型肥料增效剂，主要成分包括硝化抑制剂、脲酶抑制剂和磷活化剂，可有效控制氮素转化，提高土壤氮素的有效性5，6。国艳春等5和孙显旻等7分别在玉米和棉花上进行了研究，结果均表明，在常规施肥中添加NAM，可显著提高氮肥农学利用效率；古慧娟等8和孙艳等9在水稻上的研究结果也表明，NAM 可促进植株对全氮、全磷和全钾养分的吸收，从而提高氮肥利用率。前期的 NAM 研究主要集中于玉米、水稻、棉花和蔬菜的应用效果上，截至目前，有关 NAM 在小麦上的应用效果研究尚未见报道。以河南省审定小麦品种安麦 1350 为试验材料，在常规施肥的基础上添加不同比例的 NAM，研究 NAM 添加比例对安麦 1350 产量以及产量构成因素和氮肥农学利用率的影响，旨为安麦 1350 高产、高效栽培技术提供数据支持，为氮肥的高效利用提供理论参考。1材料与方法1.1试验地简况试验在安阳市北关区柏庄镇安阳市农业科学院试验基地进行。试验地位于东经 11421、北纬 3612，属暖温带大陆性季风气候，年平均气温 13.6，年平均降雨量 650.0 mm，灌溉条件良好，干旱时采用地下水灌溉；土壤类型为壤土，020 cm 耕层土壤基础养分含量为全氮 0.97 g/kg、速效磷 16.4 mg/kg、速效钾189.6 mg/kg、有机质 15.9 g/kg，pH 值 7.1。1.2试验材料小麦试材为 2020 年通过河南省品种审定委员会审定的半冬性中熟品种安麦 1350（审定编号：豫审麦20200057）。小麦所施肥料均为化肥，其中，氮肥用普通尿素（N 含量 46.4%），磷肥用过磷酸钙（P2O5含量 16%），钾肥用氯化钾（K2O 含量 60%）。肥料增效剂为 NAM，主要成分包括硝化抑制剂、脲酶抑制剂和磷活化剂，由中国科学院沈阳应用生态研究所开发并提供。1.3试验方法1.3.1试验设计试验 NAM 添加比例（占氮肥总用量的比例）设 0（不添加，作为添加 NAM 处理的对照，CK1）、4、6和 8计 4 个处理；以不施氮肥作为 CK2（表 2），仅用于氮肥农学利用率的计算。小区面积 30 m2，3 次重复，按照单因素随机区组设计进处理常规施肥（CK1）常规施肥4NAM常规施肥6NAM常规施肥8NAM不施氮肥（CK2)N1501501501500施肥量（kg/hm2）P2O5105105105105105K2O4545454545NAM 添加比例（）04680表 1不同处理的施肥量和 NAM 添加比例Table 1Fertilizer application and NAM addition ratio of different treatments行排列。所有肥料均作为基肥在小麦播前整地时一次性施入，后期不再进行追肥。小麦 2020 年 10 月 6 日播种，播量 195 kg/hm2；2021 年 6 月 8 日收获；其他田间管理措施同大田常规。1.3.2测定项目与方法1.3.2.1小麦田间群体数量和株高10。小麦出苗后，每小区均选定 1 m 双行样段，分别在苗期、拔节期和收获前期调查田间群体数量，计算成穗率。小麦开花后至成熟期，每小区均随机选择 20 个主茎，测量株高 地面至穗顶端（不连芒）的长度。1.3.2.2小麦产量性状11。小麦成熟时，测定小麦的穗长、穗粒数、单穗重和千粒重；小区单独收获，测产。1.3.2.3氮肥偏生产力和氮肥农学利用率。根据指标公式12计算得到：氮肥偏生产力（kg/kg）施氮处理产量/总施氮量氮肥农学利用率（kg/kg）（施氮处理产量-不施氮处理产量）/总施氮量1.3.3数据统计分析利用 DPS 软件和 Excel 软件进行数据处理和方差分析13。郜峰等：肥料增效剂 NAM 对小麦产量及氮肥农学利用率的影响77河北农业科学2023 年2结果与分析2.1不同添加比例 NAM 处理对小麦主要生育期群体数量的影响等氮量施肥条件下，添加 NAM 处理的小麦基本苗数量为 265.0 万273.3 万株/hm2，均CK1，不同添加比例处理之间及其与 CK1之间差异均不显著（表 2）。表明是否添加 NAM 对小麦基本苗数量影响不大。等氮量施肥条件下，添加 NAM 处理的小麦冬后群体数量为 1 015.1 万1 058.1 万株/hm2、有效穗数为488.4 万512.0 万个/hm2、成穗率为 48.148.4，均CK1，指标值均随 NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的变化，其中，添加 6处理的指标值均为最高，较 CK1分别增加 5.6、7.1和 0.7 百分点，除成穗率外其他 2 个指标与 CK1差异均达到了显著水平；其他 2 个添加比例处理的指标值与 CK1差异均不显著。NAM 添加比例不同，小麦冬后群体数量、有效穗数和成穗率均差异不大。可以看出，添加 NAM 处理可促进小麦冬后群体数量和有效穗数增多，提高小麦成穗率，其中添加比例为 6时效果显著。2.2不同添加比例 NAM 处理对小麦株高、穗长和单穗重的影响等氮量施肥条件下，添加 NAM 处理的小麦株高为 70.873.7 cm、穗长为 7.68.1 cm、单穗重为 1.301.43 g，均CK1，指标值均随 NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的变化，其中，添加 6处理的指标值均为最高且显著CK1，较 CK1分别增加 7.9、12.5和 14.49%（表 3）。NAM 添加比例不同，小麦株高差异不大；穗长和单穗重差异显著，其中添加 4处理的穗长和添加 8处理的单穗重显著添加 6处理，但添加 4与 8处理的指标值差异均不显著。可以看出，添加 NAM 处理可促进小麦株高和麦穗生长，提高单穗重，其中添加比例为 6时效果显著。2.3不同添加比例 NAM 处理对小麦产量及其构成因素的影响等氮量施肥条件下，添加 NAM 处理的小麦有效穗数为 488.4 万512.0 万个/hm2、穗粒数为 34.135.9粒、千粒重为 38.039.8 g、产量为 5 846.56 317.3 kg/hm2，均CK1，指标值均随 NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的变化，其中，添加 6处理的指标值均为最高，有效穗数和穗粒数显著CK1，千粒重和产量极显著 CK1，较 CK1分 别 增 加 7.1、8.5、5.6 和10.9%；添加 4处理的指标值次之，产量构成三因素虽然均略CK1，但产量极显著CK1，增产率为 5.5；而添加 8处理的所有指标值与 CK1差异均不显著（表 4）。NAM 添加比例不同，小麦有效穗数和穗粒数差异不大；千粒重和产量差异极显著，其中添加 6处理除千粒重与添加 4处理差异不显著外，其他指标与其他 2 个添加比例处理差异均达到了极显著水平，而添加 4与 8处理的指标值差异均不显著。可以看出，添加 NAM 处理可提高产量构成三因素水平，进而提高小麦产量，其中添加比例为 46增产效果极其显著，以添加 6处理效果最好，该处理下可同时明显提高产量及其构成三因素。进一步对添加比例 6处理极显著增产的原因进行分析，发现该处理下有效穗数和穗粒数显著CK1，处理常规施肥（CK1）常规施肥4NAM常规施肥6NAM常规施肥8NAM不施氮肥（CK2）基本苗数量（万株/hm2）274.2 a273.3 a265.0 a266.7 a268.3 a冬后群体数量（万株/hm2）1 002.1 bcAB1 041.1 abA1 058.1 aA1 015.1 abAB956.0 cB有效穗数（万个/hm2）478.0 bcAB502.0 abAB512.0 aA488.4 abAB456.5 cB成穗率（%）47.7 aA48.2 aA48.4 aA48.1 aA47.8 aA表 2不同添加比例 NAM 处理对小麦主要生育期群体数量的影响Table 2Effects of NAM treatments with different addition proportions onpopulation number at main growth stage of wheat*同列数据后大、小写英文字母不同，分别表示处理间在 1、5%水平上差异显著；反之，则差异不显著。下表同。处理常规施肥（CK1）常规施肥+4NAM常规施肥+6NAM常规施肥+8NAM不施氮肥处理（CK2)株高（cm）68.3 bcAB71.5 abAB73.7 aA70.8 abAB66.7 cB穗长（cm）7.2 cdB7.6 bcAB8.1 aA7.7 abAB7.1 dB单穗重（g）1.25 bcAB1.33 abAB1.43 aA1.30 bcAB1.16 cB表 3不同添加比例 NAM 处理对小麦株高、穗长和单穗重的影响Table 3Effects of NAM treatments withdifferent proportions on plant height,ear lengthand ear weight of wheat78第 1 期处理常规施肥（CK1）常规施肥4NAM常规施肥6NAM常规施肥8NAM不施氮肥（CK2）氮肥偏生产力（kg/kg）38.0 cB40.1 bAB42.1 aA39.0 bcB氮肥农学利用率（kg/kg）3.8 cB5.9 bAB7.9 aA4.8 bcB表 5不同添加比例 NAM 处理对小麦氮肥偏生产力和氮肥农学利用率的影响Table 5Effects of NAM treatments with differentproportions on partial productivity of nitrogen fertilizerand agronomic utilization of nitrogen fertilizer of wheat千粒重和产量极显著CK1。说明千粒重的提高是促进小麦增产的最主要原因，其次是有效穗数和穗粒数的增多。2.4不同添加比例 NAM 处理对小麦氮肥偏生产力和氮肥农学利用率的影响等氮量施肥条件下，添加 NAM 处理的小麦氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均CK1，且指标值均随NAM 添加比例的增大呈先升高后降低的变化，其中，添加 6处理的小麦氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均为最高，分别达到 42.1 和 7.9 kg/kg，均极显著CK1，较 CK1分别提高 10.8%和 107.9%；其次是添加4处理，2 个指标值均显著CK1，较 CK1分别提高 5.5%和55.3%；而添加 8处理的2 个指标值与CK1差异均不显著（表 5）。NAM 添加比例不同，小麦氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均差异较大，其中添加 6处理的 2 个指标值均显著较高，而添加 4与 8处理的指标值差异均不显著。可以看出，添加NAM 处理可提高氮肥偏生产力和氮肥农学利用率，其中添加比例为 46时效果显著，以添加 6处理效果最好。3结论与讨论3.1讨论随着世界人口的增加，人们对农产品的需求量越来越大，化肥已成为提高作物产量的最有效措施，尤其是氮肥，作为农业生产中主要的限制营养因子，在作物增产中发挥着重要作用，在保障我国粮食安全中具有十分重要的意义14，15。本研究结果表明，在等氮量施肥条件下，添加 NAM 可提高小麦产量及其构成因子。NAM 对小麦增产的影响有 2 个方面：一方面是通过增加小麦冬后群体数和有效穗数，进而提高了小麦成穗率，为夺取小麦高产奠定了良好基础；另一方面是通过提高小麦穗长、穗粒数和千粒重，从而提高单穗重来实现增产，这与桂召贵等16的研究结果一致。NAM 可提高土壤氮素的有效性，从而提高氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率。国艳春等5和孙显旻等7分别在玉米和棉花的研究结果表明，在常规施肥中添加 NAM，可使氮肥农学利用效率分别提高 34.38%和19.3%；古慧娟等8和孙艳等9在水稻上的研究表明，NAM 可促进植株对全氮、全磷和全钾养分的吸收，提高氮肥利用率至 40.58%。本研究结果表明，与常规施肥相比，常规施肥添加 NAM 处理均能提高氮素的有效性，从而提高氮肥偏生产力和氮肥农学利用率，减少氮肥损失，降低氮肥对环境造成的危害。这与国艳春等的研究结果一致。说明 NAM 对提高小麦产量、保障粮食安全具有十分重要的意义。3.2结论在施用氮肥时，添加肥料增效剂 NAM 能够提高小麦产量和氮肥农学利用率，但不同添加比例的影响效果不同，从综合表现来看，常规施肥6NAM 处理效果最好，小麦产量最高，达到 6 317.3 kg/hm2，较常规施肥增产 10.8%，差异达到了极显著水平；氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均达到最大值，分别为42.1 kg/kg 和 7.9 kg/kg，较常规施肥分别提高 10.8%和107.9%。在安阳地区小麦生产时，按照总施氮量 6的比例添加肥料增效剂 NAM，可同时实现小麦高产和氮肥的高效利用。参考文献：1 彭居俐，何中虎.近期国际和国内小麦形势分析 J.麦处理常规施肥（CK1）常规施肥+4NAM常规施肥+6NAM常规施肥+8NAM不施氮肥（CK2）有效穗数（万个/hm2）478.0 bcAB502.0 abAB512.0 aA488.4 abAB456.5 cB穗粒数（粒）33.1 bcAB34.3 abAB35.9 aA34.1 abAB31.3 cB千粒重（g）37.7 bcB38.9 abAB39.8 aA38.0 bcB37.1 cB产量（kg/hm2）5 695.6 cC6 009.1 bB6 317.3 aA5 846.5 bcBC5 128.5 dD表 4不同添加比例 NAM 处理对小麦产量及其构成因素的影响Table 4Effects of NAM treatments with different proportions on yield and its components of wheat郜峰等：肥料增效剂 NAM 对小麦产量及氮肥农学利用率的影响79河北农业科学2023 年学报，2019，41（6）：670-675.10 肖辉，王立艳，程文娟，赵杰，潘洁，陆文龙.不同调控材料对滨海盐土快速脱盐效果研究 J.华北农学报，2016，31（3）：121-126.11 马妍，尹建道，张建唐，刘立民.酸性残渣对天津滨海盐碱土的改良效果 J.江苏农业科学，2017，45（23）：251-253.12 余桂红，朱孔志，张 鹏，卢俊，马鸿翔.醋渣覆盖对盐渍土麦田土壤和小麦幼苗生长的影响 J.江苏农业科学，2019，47（14）：87-90.（上接第 75 页）类作物学报，2009，29（1）：179-182.2 郜峰，周其军，杨春玲，董军红，宋志均，薛志伟.不同形态氮肥对安麦 1241 小麦产量及产量构成因素的影响 J.现代农业科技，2019（7）：1-27.3 彭少兵，黄见良，钟旭华，杨建昌，王光火，邹应斌，张福锁，朱庆森，Roland Buresh，Christian Witt.提高中国稻田氮肥利用率的研究策略 J.中国农业科学，2002（9）：1095-1103.4 郜峰，董军红，杨春玲，周其军，薛志伟，韩勇.聚天冬氨酸（PASP）对小麦幼苗生长的影响 J.农业科技通讯，2018（8）：97-99.5 国艳春，孙显旻，曾路生，李旭霖，宋祥云，柳新伟，崔德杰.抑制剂 NAM 对盐渍土壤玉米产量和氮肥农学利用效率的影响 J.中国农学通报，2021，37（5）：43-48.6 丁芳，曾路生，石元亮，王玲莉，房娜娜.抑制剂 NAM对盐渍土壤酶活性、微生物量和蔬菜品质的影响 J.华北农学报，2017，32（S1）：296-301.7 国艳春，孙显旻，曾路生，李旭霖，柳新伟，宋祥云，崔德杰.添加剂 NAM 对盐碱地棉花产量和氮肥农学利用效率的影响 J.中国棉花，2020，47（5）：27-3143.8 古慧娟，王玲莉，谭庆艳，王婷婷，石元亮.NAM 添加剂对水稻减氮施肥的影响效果研究 J.土壤通报，2012，43（2）：439-443.9 孙艳，张士荣，丁效东，曾路生，丁芳，王玲莉，石元亮.肥料添加剂 NAM 对盐渍土壤理化性质及水稻氮肥农学利用效率的影响 J.山东农业科学，2020，52（4）：86-91.10 薛志伟，杨春玲，宋志均，关立，侯军红，郜峰.不同密度对安麦 8 号和安麦 9 号产量和产量构成因素的影响 J.中国种业，2018（4）：49-52.11 郜峰，刘国涛，韩勇，董军红，周其军，薛志伟，杨春玲.不同氮肥运筹对小麦群体、产量及氮肥利用率的影响 J.安徽农业科学，2018，46（24）：23-2427.12 孙传范.小麦氮素利用效率的生理生态与氮肥调控研究 D.南京：南京农业大学，2002.13 唐启义，冯明光.实用统计分析及其计算机处理平台 M.北京：中国农业出版社，1997.14 孙志广，王宝祥，杨波，徐波，邢运高，刘艳，BelloBabatunde Kazeem，徐大勇.施氮量对不同水稻品种氮肥利用率和农艺性状的影响 J.江西农业学报，2019，31（12）：23-28.15 Rebeca de Andrade Porto，Marcio Koetz，Edna MariaBonfim-Silva，AnalyCastilhoPolizel，TonnyJosArajo da Silva.Effects of water replacement levels andnitrogen fertilization on growth and production of gladiolusin a greenhouse J.Agricultural Water Management，2014，131：50-56.16 桂召贵，雷金福，王明秀，鲁平东，李慧，徐林林，刘枫.氮肥增效剂在小麦上的应用效果探索研究 J.中国农学通报，2015，31（17）：169-173.80