小麦高产土壤肥料管理技术要点分析

摘要：在全球粮食安全形势日益严峻的背景下，我国小麦单产水平的持续提升面临资源环境约束。当前生产实践中普遍存在的肥料施用粗放问题，不仅造成资源浪费，更引发土壤酸化、次生盐渍化等生态风险。如何在保障产量的同时实现土壤健康保育，已成为现代农业科技攻关的焦点。本研究立足于破解这一矛盾关系，试图构建既能维持土壤生产力又可降低环境风险的综合管理方案。

关键词：小麦高产；土壤培肥；养分协同；精准施肥

作为全球最大的小麦生产国，我国年播种面积稳定在2300万公顷以上，但耕地质量退化问题已对粮食安全构成潜在威胁。农业农村部监测数据显示，全国小麦主产区土壤有机质平均含量较上世纪80年代下降12.7%，速效磷累积量却激增2.3倍。这种养分失衡状态导致肥料报酬递减效应显著，近十年间化肥投入增幅与产量增长率的比值已扩大至4.6：1。传统施肥模式在追求高产目标时，往往忽视土壤微生物活性、团聚体结构等生态指标的动态变化，难以实现真正的可持续生产。现有的测土配方技术虽在局部地区取得成效，但在操作层面仍存在指标体系不完善、农艺措施不配套等现实瓶颈。因此，建立基于土壤系统健康的精准调控技术体系，已成为突破产量瓶颈的必然选择。

一、小麦高产土壤肥料管理的必要性

（一）保障国家粮食安全的战略需求

小麦作为我国三大主粮作物之一，其产量稳定性直接关系14亿人口的口粮安全。近十年全国小麦播种面积以年均0.8%的速率缩减，而单产提升幅度由"十二五"期间的2.1%降至"十三五"末的1.4%。耕地质量监测报告显示，华北平原小麦主产区土壤容重均值突破1.45 g/cm³，犁底层厚度超过20 cm的田块占比达63%，物理结构的恶化导致根系下扎深度减少40%以上。土壤肥料管理技术的革新已从单纯的农艺措施升级为保障粮食安全的系统工程，需建立覆盖土壤改良、养分运筹、机械配套的全链条技术体系，破解耕地数量刚性约束下的增产困局。

（二）应对土壤生态功能退化的必然选择

长期连作制度下，小麦田土壤生物活性呈现系统性衰减。典型潮土区微生物量碳含量从2000年的325 mg/kg降至2020年的187 mg/kg，过量化肥投入导致土壤pH值年均下降0.03个单位，次生盐渍化面积在黄淮海平原已扩展至380万公顷。土壤酶活性检测表明，脲酶和磷酸酶活性较二十年前分别降低34%与28%，养分转化能力衰退直接影响肥料利用效率。传统旋耕作业造成的团聚体破坏使水稳性团聚体数量减少42%，孔隙度降低引发涝渍灾害频发[1]。

（三）提升农业资源利用效率的核心路径

当前小麦生产体系中氮肥偏生产力仅为35.6 kg/kg，较国际先进水平存在12-15个百分点的差距。地下水硝酸盐超标区与小麦高产带的空间重叠率达71%，氮素淋失造成的面源污染问题日益突出。肥料田间试验数据显示，现行"一炮轰"施肥模式使拔节期至灌浆期的氮素吸收贡献率不足40%，关键生育期养分供应脱节导致穗粒数减少18%-22%。农机农艺融合度不足导致深施肥技术到位率低于30%，地表撒施造成的氨挥发损失占比高达27%。通过建立基于土壤墒情监测的变量施肥系统，配合缓释肥料与种肥同播技术的集成应用，可在维持当前产量水平下减少25%以上的化肥投入，这对实现农业"双碳"目标具有显著促进作用。

（四）破解农业面源污染治理难题的关键突破

农业农村污染源普查数据显示，小麦种植区单位面积氮磷排放负荷分别是全国农田平均值的1.8倍和2.3倍。肥料流失形成的面源污染具有隐蔽性强、管控难度大的特点，传统末端治理模式难以奏效。土壤剖面监测发现，0-100 cm土层硝态氮累积量超过200 kg/hm²的田块占调查样本的58%，深层养分蓄积构成地下水污染潜在风险。

二、小麦高产土壤肥料管理技术要点与应用

（一）土壤理化性状综合改良技术体系构建

深耕深松作业深度需达到30-40厘米，打破犁底层的同时需配合秸秆粉碎还田装置同步作业，残茬覆盖量控制在3000-4500 kg/hm²区间。针对砂质潮土区实施膨润土改良剂撒施，每亩用量80-120 kg并与耕作层充分混匀，黏重土壤则采用生物炭基调理剂进行孔隙度修复，碳氮比调节至25：1至30：1。冬前整地时引入振动式深松机具，作业速度控制在4.5-5.5 km/h，确保土壤团粒结构破坏率低于15%。盐碱化地块推行暗管排盐技术，管网埋深1.2-1.5米，间距8-12米，配套淋洗水量根据土壤电导率动态调整为600-900 m³/hm²。建立基于近地传感的土壤墒情监测网络，布设电容式水分传感器节点密度为每10亩1个，数据采集频率设定为每6小时1次。

（二）基于根层养分动态的精准调控技术

构建0-60 cm土层养分立体监测体系，采用分层取样器每20 cm间隔采集土样，速效氮磷钾检测周期缩短至15天。开发多参数融合的追肥决策模型，整合土壤硝态氮含量、植株SPAD值及气象预报数据，设定拔节期追施阈值范围为120-150 kg N/hm²。研发气力式变量施肥播种复式机具，实现种肥垂直分施距离8-10 cm，施肥量控制精度误差不超过±5%。推广基肥深施技术，采用液压驱动式深施肥器将复合肥施入地表下12-15 cm处，作业速度匹配拖拉机PTO转速540-720 r/min。建立基于无人机多光谱影像的穗分化期氮素诊断系统，特征波段选择710-730 nm与760-900 nm区间，生成处方图网格精度提升至2×2米。

（三）有机无机协同增效施肥模式创新

构建秸秆腐解调控技术体系，选用复合菌剂（含木霉菌、放线菌）接种量2.5-3.0 L/t，堆沤时碳氮比调节至25-30：1，翻堆频率保持5-7天/次。研发有机无机复合颗粒肥造粒工艺，控制粘结剂添加量在3%-5%，粒径分布集中度达到85%以上。推行种肥同播技术规范，要求种带与肥带水平间距≥5 cm，垂直高差≥3 cm，播种深度误差控制在±1 cm内。开发缓控释肥与速效肥梯度配比方案，基肥中控释氮占比40%-50%，释放周期设定为80-100天。建立沼液精准施用标准，通过三级过滤系统将悬浮物含量降至0.8%以下，每次灌施量不超过30 m³/hm²，施用间隔期≥15天[2]。

（四）农机农艺融合的精准施肥装备研发

研制电驱式精量深施装置，采用伺服电机控制排肥器转速，流量调节范围覆盖50-200 kg/hm²。开发基于北斗定位的施肥处方图执行系统，横向控制精度达到±2.5 cm，响应延迟时间缩短至0.3秒以内。优化气送式施肥管道流体力学设计，弯头曲率半径增至6倍管径，风速维持18-22 m/s区间以降低颗粒破碎率。创制多自由度仿形施肥机构，液压随动系统压力设定为2.0-2.5 MPa，触土部件磨损寿命延长至300作业小时以上。集成近红外光谱实时检测模块，在施肥机具行进过程中实现肥料成分在线分析，光谱采集频率提升至10次/秒，特征波长校准精度达到±1 nm。

总结

综上所述，当前小麦高产土壤肥料管理技术已从单一养分调控转向土壤-作物系统综合管理，通过深耕深松、根层养分监测、有机无机协同及智能装备研发等技术集成，初步构建了兼顾产量提升与生态保育的技术框架，在今后的研究中，应研发环境响应型智能肥料，通过分子结构设计精准调控养分释放曲线，建立基于生态补偿的推广机制，通过碳汇交易、绿色补贴等经济杠杆激发技术应用活力。同时，应加强不同生态区土壤本底数据库建设，构建分区分类的精准管理模式，最终形成可复制、易推广的标准化技术规程，为全球小麦可持续生产提供中国方案。

参考文献

[1]冷玉霞. 小麦高产栽培及土壤肥料管理技术 [J]. 新农民， 2024， （27）： 85-87.

[2]韩伟. 小麦高产土壤肥料管理技术 [J]. 现代化农业， 2024， （01）： 21-23.