肥料运筹是影响小麦产量和品质的关键因素，其中氮素是小麦生长所必需的大量营养元素，氮素营养对小麦产量和品质形成具有非常重要的作用^[1-2]。适时适量地施用氮肥可促进小麦生长、提高产量以及调节籽粒品质^[3]。研究^[4]表明，氮肥主要通过影响小麦穗数和千粒重进而影响产量。过量施用氮肥可能造成无效分蘖增多、徒长倒伏和贪青晚熟等不良影响，同时也可能导致土壤元素配比失衡和地下水污染等问题^[5-6]。在大面积生产实践中，如何科学合理施用氮肥，以提升肥料利用效率、促进小麦增产增效，同时减轻化肥对环境的负面影响，是亟待解决的难题。

相比于普通肥料，缓释肥能够提高肥料利用效率、减轻农业生产中氮素污染，同时减少施肥次数，目前已在短生育期作物上取得了较好的减肥增效应用效果。研究^[7]表明，水稻缓释肥机插一次施肥在减少17.5%~23.7%氮肥用量的情况下，可增产7.71%~11.42%。大田玉米施用缓释肥料后，田间持续供肥能力强，无脱肥现象，氮素养分利用率高达63.22%^[8]。冬小麦具有生育期长和越冬期生长停滞等特性，合理配置缓释肥的施用量与施用时间仍需深入探讨。

提升土壤肥力是提高作物产量的重要措施。土壤修复剂的施用可以改善土壤物理结构、优化化学性质、加强微生物活动、增加微量元素含量和调节肥力^[9]。近年来已有部分研究将土壤修复剂应用于烤烟^[10]、马铃薯^[11]和大蒜^[12]等作物的生产中，结果表明施用土壤修复剂可以有效改善土壤理化性质，使其更加适宜农作物生长，从而提高作物产量。土壤修复剂在小麦生产上的应用及其对小麦产量与品质的影响有待进一步研究。

扬州市位于江苏中部，是我国重要的商品粮基地，属于淮南麦区，以一年两熟制稻茬小麦为主，种植的小麦多数为稻茬小麦。稻茬小麦秋播时存在水稻腾茬迟、土壤适耕性差、宜耕期短以及秸秆还田量大等不利因素的影响，实际生产中，部分农户受传统观念影响，往往重返青肥而轻拔节孕穗肥，其氮肥施用量虽大，但肥料利用效率较低。本研究设置8种不同的稻茬小麦肥料运筹模式，分析不同施肥模式对小麦产量结构及品质性状的影响，探究土壤修复剂施用及缓释肥的合理运筹方式，以期为稻茬小麦合理肥料运筹提供理论依据。

供试小麦品种为扬麦34（苏审麦20200027），株型较紧凑，抗倒性较好，高抗白粉病，中抗赤霉病，穗层整齐，熟相好，近年来在扬州地区种植面积迅速扩大。试验用土壤修复剂及肥料产品共5种，详见表1。缓释掺混肥料（26-12-12）根据作物需肥规律，由微晶硫包尿素（SCU）、生物炭能尿素、可降解树脂包膜尿素以及多种中微量元素科学配比混合而成，缓释氮养分量≥13%，缓释养分释放期为3个月，缓释养分28 d的累积养分释放率≤80%，缓释养分释放期的累积养分释放率≥80%。土壤修复剂以富营养矿石为原料，通过高能球磨技术，经定制设备高速分离而成，其中纳米材料占比达85%以上，富含有益元素硅和钛，且拥有11种中微量元素和17种稀土元素，能补充和均衡土壤营养成分，修复土壤。

于江苏省扬州市江都区宜陵镇大陈村进行试验，试验地前茬为常规粳稻，土壤地力中等，属于沿江高沙土。于2023年11月8日使用机械条播，每个处理种植面积为750.0 m²，种子播量187.5 kg/hm²，基本苗300.0万株/hm²。播后3 d进行封闭除草，2023年12月31日和2024年3月12日进行化学除草，2024年4月18日和4月24日进行一喷三防，按大田常规栽培措施进行管理。共设置8种不同施肥模式，以缓释肥一次性基施为对照（CK），全生育期总施氮量273.0 kg/hm²，具体试验设计见表2。

于越冬期、返青期和拔节期分别调查小麦茎蘖数。小麦成熟收获前，从各处理选取1 m²样方调查有效穗数，另随机取20株完整植株进行室内测定与考种，每处理选择1 m²测定产量，3次重复，收获后自然晾干并称重，按13%含水率计算千粒重和单产。采用HGT-1000型容重仪（上海东方衡器有限公司）测定籽粒容重；采用JYDB100X40硬度仪（浙江伯利恒仪器设备有限公司）测定籽粒硬度；采用D-28033粉质仪（Brabender，德国）磨粉并测定出粉率；采用JMC-IIB型面筋测定仪（杭州天成光电有限公司）测定湿面筋含量；采用近红外法测定蛋白质和淀粉含量；采用Zeleny法测定沉淀值。

采用Excel 2024进行数据整理及作图，采用Origin 2024b进行方差分析和相关性分析。

由不同施肥处理下的茎蘖动态（图1）可知，小麦越冬期单位面积茎蘖数在596.39×10⁴~ 851.68×10⁴/hm²，T5处理最低，T7处理最高。与CK相比，T5处理下的越冬期单位面积茎蘖数显著降低，其余施肥处理与CK处理相比无显著差异。小麦返青期单位面积茎蘖数在803.26×10⁴~ 1045.34×10⁴/hm²，T5处理显著低于CK处理，其余施肥处理与CK处理相比无显著差异。施用返青肥（T1、T2和T3）以及T5处理下小麦单位面积茎蘖数在返青期达到峰值。拔节期不同施肥处理下小麦单位面积茎蘖数在638.21×10⁴~1098.16×10⁴/hm²，T5处理显著低于CK处理，其余处理与CK相比无显著差异。CK、T4、T6和T7处理下小麦单位面积茎蘖数在拔节期达到峰值。

由表3可知，不同施肥处理下，小麦株高在64.13~76.78 cm，T4和T7处理显著高于CK处理，T3处理则显著降低，其余处理无显著影响。小麦植株第1节间长在2.56~5.18 cm，T2和T3处理下显著变短，T7处理则显著变长，其余处理与CK处理相比无显著差异。小麦植株第2节间长在4.90~8.03 cm，变化趋势与第1节间长变化趋势类似，T2和T3处理下显著缩短，T7处理下则显著增加。与CK处理相比，小麦植株第3节间长在不同施肥处理下均无显著差异。T7处理下的小麦植株第4节间长与CK处理相比显著增加，其他施肥处理无显著影响，T3处理长度最短。对于小麦第5节间长而言，施用拔节肥（T4、T6和T7）处理较CK显著增加，而未施用拔节肥（T1、T2和T3）和减氮15%施用拔节肥（T5）处理与CK处理相比均无显著差异。

由表4可知，不同施肥处理下，小麦单位面积有效穗数在366.79×10⁴~497.36×10⁴/hm²。与CK处理相比，T1和T3处理下小麦单位面积有效穗数显著降低，施用拔节孕穗肥（T4、T6和T7）处理则显著提升，T2和T4处理下无显著差异。在成穗率方面，不同施肥处理与CK处理相比无显著差异。施肥量正常且施用拔节孕穗肥处理下的小麦每穗粒数显著高于CK处理，其余处理与CK处理相比无显著差异。施用拔节孕穗肥（T4、T5、T6和T7）处理与CK处理相比均有效提升了小麦千粒重，未施用拔节孕穗肥（T1、T2和T3）处理则无显著差异。T1、T3和T5处理下的小麦产量显著低于CK处理，而T2、T4、T6和T7处理下的产量显著高于CK处理。不同处理小麦籽粒容重在777.00~804.50 g/L，与CK处理相比，T3处理显著降低，其余处理无显著差异。

不同施肥处理下，小麦籽粒硬度指数在52.65~ 59.95（表5），相较于CK处理，T1和T3处理显著下降，其余处理无显著差异。不同处理下的小麦籽粒出粉率在58.60%~65.78%，与CK处理相比，T6和T7处理显著提高，其余处理无显著差异。小麦籽粒蛋白质含量在10.50%~14.61%，T2、T4、T5、T6和T7处理均显著高于CK处理，T1和T3处理则显著低于CK处理。小麦籽粒淀粉含量在58.12%~62.28%，T1和T3处理与CK处理相比无显著差异，其余处理则显著低于CK处理。小麦粉湿面筋含量在23.07%~31.47%，T6和T7处理显著高于CK处理，其余处理与CK处理相比无显著差异。小麦粉沉淀值在21.40~35.15 mL，T6和T7处理显著高于CK处理，而T1和T3处理则显著降低。

不同施肥处理下株高与节间长的相关性分析结果如表6所示，小麦株高在不同施肥处理下与第1、第2、第4和第5节间长呈极显著正相关；第1节间长与第2、3、4节间长呈显著正相关；第2节间长与第4、5节间长呈显著正相关；第3与第4节间长呈显著正相关。由不同施肥处理下产量结构相关性分析结果（表7）可知，不同施肥处理下，小麦产量与单位面积有效穗数、每穗粒数呈显著正相关，与千粒重无显著相关性；单位面积有效穗数与每穗粒数呈显著正相关。由不同施肥处理下品质性状相关性分析结果（表8）可知，小麦籽粒硬度指数与蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值呈显著正相关，与淀粉含量呈显著负相关；蛋白质含量与湿面筋含量、沉淀值呈显著正相关，与淀粉含量呈显著负相关；淀粉含量与湿面筋含量、沉淀值呈显著负相关；湿面筋含量与沉淀值呈显著正相关。

由不同施肥处理下经济效益分析结果（表9）可知，不同施肥处理下单位面积产值及净效益变化较大，如肥料运筹方式不当，则经济效益下降。CK处理虽然能够节省人工和时间，但是后期可能脱力缺肥，导致植株早衰，影响产量。经核算，T7虽较T6处理增产4.5%，但由于肥料成本增加过多，总体经济效益不及T6处理，在大面积生产中需结合经济效益综合考量施肥方式。总体而言，在小麦生产中应当注重拔节孕穗肥的施用，T6处理在试验模式中可以取得最好的经济效益，如果采用一基一追的施肥模式，则采用T4处理能够取得较好的经济效益。

在传统小麦种植模式中，部分农户不分苗情状况抢在早春降水前后大量追施返青肥，往往导致麦苗低效无效生长、群体恶化，成穗率降低，传统重返青肥和轻拔节肥的施肥方式不利于小麦高产稳产，不当的施肥方式甚至会导致亏损。

土壤修复剂产品原理：（1）根源性提高肥料效率。该纳米材料比表面积大，可与自由基结合，帮助营养元素释放，同时可改变水分子排列方式和能态、增加水的溶解能力、提高水的细胞生物透性等，从而提高营养转化率。（2）系统性持续修复土壤。该纳米材料能改良土壤胶体结构和团粒结构，提高土壤透气性和透水性，改善土壤板结、沙化和盐碱化等现象。（3）结构性减少植物病虫害。该纳米微粒得益于其物理特性，可以进入真菌及害虫幼体，破坏真菌结构，抑制幼虫生长，从而提高植物的抗病虫害能力。目前对于土壤修复剂应用在小麦生产的研究较少，大多单一聚焦缓释肥或土壤修复，本研究结合土壤修复剂、缓释肥和常规肥料，基于8种不同施肥模式研究肥料运筹对小麦农艺性状、籽粒品质和经济效益的影响，探索小麦节本增效的轻简化栽培思路。试验结果表明，肥料运筹模式与土壤修复剂的施用对稻茬小麦的产量构成及籽粒品质有显著影响。在缓释肥与尿素分阶段施用（T2、T4、T6和T7）处理下，小麦产量显著高于CK处理，说明合理进行速效氮和缓释肥的联合应用可以有效调节小麦穗粒结构，对于提升小麦单产有益，这与前人^[13]关于分阶段供氮可协调群体结构增加小麦产量的研究结果一致。T6处理基肥施足、苗期施用适量尿素、拔节期追施氮钾复合肥，有助于分蘖成穗，提高单位面积有效穗数和每穗粒数；孕穗期再增施适量尿素作为穗肥，可有效促进小麦籽粒灌浆，同时避免早衰；在此基础上增施土壤修复剂可进一步提升小麦产量和籽粒蛋白质含量。T7处理下的小麦产量最高（9711.22 kg/hm²），表明土壤修复剂可能通过改善土壤理化性质，如增加微量元素和优化微生物活性^[14-15]，与常规肥协同作用，显著提升了每穗粒数和千粒重等产量结构性状，同时也有利于提高籽粒蛋白质和湿面筋含量等品质性状。这一试验结果与土壤修复剂在水稻^[16]和辣椒^[17]等作物上的应用效果类似，其机制可能与修复剂中硅和钛等微量元素促进植株根系养分吸收有关。

T1处理导致麦苗返青期旺长，茎蘖群体间竞争加剧，成穗率降低，无效分蘖增多，最终有效穗数减少，同时大量速效氮肥在返青期施用也不利于小麦籽粒灌浆和籽粒品质的形成，从而导致减产。这印证了传统施肥模式中重返青肥和轻拔节肥的弊端，且小麦起身期前追施氮肥易导致小麦早衰，产量降低^[18-19]。研究^[20]表明，增加氮肥用量可显著提高籽粒产量和蛋白质含量，并且增加中后期氮肥施用比例也有相同的效应。在本试验中，拔节孕穗肥的施用（T4、T6和T7）显著提高了每穗粒数与千粒重，同时对于提高籽粒蛋白质含量有正向作用，表明生育中后期氮素供应对穗部发育和籽粒灌浆以及籽粒蛋白质的积累具有关键作用。类似地，虽然减氮15%（T3和T5）处理的产量低于CK，但T5相较于T3处理取得了更好的千粒重和籽粒蛋白质含量。T6和T7处理有利于提升单位面积有效穗数、每穗粒数和千粒重等产量相关性状，从而取得较高的产量，同时拔节肥和孕穗肥的施用可以有效提高小麦出粉率和籽粒蛋白质含量，并取得更高的湿面筋含量和沉淀值。值得注意的是，T7处理使得小麦植株的株高显著增加，第1、2、4和5节间长均显著增加，对于易倒伏品种可能增加倒伏风险，应当注意在小麦拔节前适当化控，抑制小麦植株基部节间的伸长生长，避免后期倒伏。

总体而言，小麦大面积生产中应该根据目标产量、环境条件以及品质特性等综合考量，精确定量施肥在试验模式中能够取得最高的产量和经济效益，其肥料成本也较低，是小麦大面积种植较为适宜的生产方式。若侧重于减少施肥次数，则推荐缓控释肥与常规肥结合施用，采用T4处理作为拔节肥追施的模式，较T6处理可以减少2次施肥，相对减少人工、节约作业时间，并取得较好的经济效益。

合理施用拔节孕穗肥是小麦产量提升的关键，若采取一基一追的施肥模式，则拔节期追肥的方式相比于返青期追肥更好，T4处理能够取得更高的产量。在大面积生产中，推荐使用T6处理，能够以较低的成本取得较高的产量，经济效益较好。小麦产量与籽粒品质均受肥料运筹模式的影响，尤其以拔节孕穗肥施用对小麦产量和品质影响显著，生育中后期（拔节孕穗期）追施氮肥是调控小麦籽粒蛋白质含量、淀粉含量、湿面筋含量和沉淀值等品质性状的关键，在实际生产中应根据强筋小麦和弱筋小麦等不同品质目标调整肥料运筹模式，以满足相应的生产需求。