減量化施肥對大豆和玉米產(chǎn)量及效益影響

陸欣春，韓曉增，鄒文秀，臧靜淑，王麗娟，楊 勇，王艷冰，倪鳳君

(1.中國科學(xué)院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所， 黑龍江 哈爾濱 150081；2.黑河遜克農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站，黑龍江 黑河 164400; 3.黑河市愛輝區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站， 黑龍江 黑河 164300; 4.北安農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站， 黑龍江 北安 164000; 5.海倫市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站， 黑龍江 海倫 152300；6.巴彥縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站，黑龍江 巴彥 151800)

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減量化施肥對大豆和玉米產(chǎn)量及效益影響

陸欣春1，韓曉增1，鄒文秀1，臧靜淑2，王麗娟3，楊 勇4，王艷冰5，倪鳳君6

(1.中國科學(xué)院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所， 黑龍江 哈爾濱 150081；2.黑河遜克農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站，黑龍江 黑河 164400; 3.黑河市愛輝區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站， 黑龍江 黑河 164300; 4.北安農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站， 黑龍江 北安 164000; 5.海倫市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站， 黑龍江 海倫 152300；6.巴彥縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站，黑龍江 巴彥 151800)

為明確黑土耕地生產(chǎn)力、施肥情況及肥料利用率狀況，本研究在遜克、愛輝、北安、海倫和巴彥進(jìn)行大豆、玉米減量化施肥試驗(yàn)，結(jié)果表明，不施肥大豆產(chǎn)量為1 370 kg·hm-2～3 586 kg·hm-2，變異系數(shù)達(dá)35%，2014年施肥大豆增產(chǎn)2%～45%，僅愛輝達(dá)到顯著增產(chǎn)，大豆氮磷鉀肥利用率偏低，分別為13.7%～20.9%、5.1%～10.5%、8.0%～20.4%，2015年愛輝、遜克、北安施肥處理(NPK、N2PK和N2P2K)均比對照顯著增加了大豆產(chǎn)量，然而除愛輝外，與NPK相比增施肥料處理(N2PK和N2P2K)對大豆產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益增加不顯著，單一肥料經(jīng)濟(jì)效益氮肥高于鉀肥和磷肥，其中磷肥為負(fù)效益，大豆N2PK(N 61.5 kg·hm-2，P2O569 kg·hm-2，K2O 46 kg·hm-2)處理獲得經(jīng)濟(jì)效益最高。施肥后玉米增產(chǎn)幅度更高，可達(dá)32%～148%，但不同施肥處理間玉米產(chǎn)量差異不顯著，增施肥料未能繼續(xù)增加玉米產(chǎn)量，玉米施磷肥經(jīng)濟(jì)效益高于氮肥和鉀肥。總之黑土區(qū)北部大豆施肥量可減少25%，主要降低磷肥和鉀肥施用量，建議為N 60 kg·hm-2，P2O570 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2，玉米施肥可減少30%，主要降低氮肥和鉀肥施用量，建議為N 150 kg·hm-2，P2O560 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2。表9，參24。

減量化施肥；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益；肥料利用率

0 引 言

2015年4月14日農(nóng)業(yè)部副部長張?zhí)伊衷趪鴦?wù)院新聞辦舉行的新聞發(fā)布會上表示，目前我國農(nóng)業(yè)資源環(huán)境受到外源性污染和內(nèi)源性污染雙重壓力，已日益成為影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部，由于化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品長期不合理過量使用，以及畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈和農(nóng)田殘膜等農(nóng)業(yè)廢棄物不合理處置等，使得農(nóng)業(yè)面源污染問題日益嚴(yán)重。這些都加劇了土壤和水體污染，增加了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險，為此要有針對性地推進(jìn)“一控兩減三基本”，即控制農(nóng)業(yè)用水總量和農(nóng)業(yè)水環(huán)境污染，減少化肥、農(nóng)藥使用，畜禽糞污、農(nóng)膜和農(nóng)作物秸稈基本得到資源化、綜合循環(huán)再利用和無害化處理。

我國東北黑土是世界上比較肥沃的土壤之一，但生產(chǎn)上仍需每年向土壤中投入一定量的肥料來保證作物高產(chǎn)。關(guān)于施肥與作物產(chǎn)量間關(guān)系的研究較多，研究者提出了測土配方施肥、專家系統(tǒng)與施肥模型、營養(yǎng)診斷等施肥方法指導(dǎo)生產(chǎn)[1-7]。也有利用二次方程進(jìn)行擬合計算出最佳經(jīng)濟(jì)施肥量[8-10]。根據(jù)調(diào)查，東北地區(qū)春玉米平均施肥量為207 kgN·hm-2、100 kg P2O5·hm-2、65 kg K2O·hm-2[11]。據(jù)資料報道全國大豆施肥量296 kg·hm-2(189 kgN·hm-2、 P2O563 kg·hm-2、K2O 44 kg·hm-2)，東北地區(qū)大豆施肥量156 kg·hm-2(110 kgN·hm-2、 P2O524 kg·hm-2、K2O 22 kg·hm-2)[12]，相對低于全國施肥水平。大豆能共生固氮，土壤氮肥施用量達(dá)到一定程度時便開始影響大豆共生固氮。大豆施鉀肥能夠顯著緩解大豆連作對大豆產(chǎn)量的限制[13]。大豆-玉米輪作試驗(yàn)結(jié)果表明，施肥對大豆沒有增產(chǎn)效果[14-15]，在2013年南非國際大豆會議上，與會專家認(rèn)為恰當(dāng)?shù)脑耘啻胧┖秃侠淼姆柿鲜┯檬欠€(wěn)定和提高大豆產(chǎn)量與品質(zhì)的重要因素，研究者不僅關(guān)注大豆施肥技術(shù)研究，在大豆參與下的輪作對土壤環(huán)境、大豆產(chǎn)量、玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響也得到了廣泛關(guān)注[16]，而良好的耕作措施是減量化施肥的關(guān)鍵。

黑土質(zhì)地粘重，在長期不合理的耕作中，特別是小功率拖拉機(jī)耕地淺，多次進(jìn)地碾壓土壤，形成犁底層使作物根系生長受阻[17]，是大豆產(chǎn)量提高的主要限制因子，采用一般施肥措施或增加施肥量不能改善其限制，為此韓曉增等提出了肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)[18-19]，通過向20 cm～35 cm土層施用秸稈和有機(jī)肥，降低土壤容重增加總孔隙度和飽和導(dǎo)水率，改善土壤的通氣透水性，提高大氣降水的入滲能力，從而提高土壤肥力，增加大豆產(chǎn)量，該技術(shù)在保證大豆產(chǎn)量的同時可降低施肥量。為明確典型黑土區(qū)主要作物可能的減肥量和種類，我們在巴彥、海倫、北安、黑河愛輝和黑河遜克進(jìn)行減量化施肥試驗(yàn)，以了解這些地區(qū)土壤地力及大豆、玉米對施肥反應(yīng)情況，旨在為實(shí)現(xiàn)化肥用量零增長或負(fù)增長，提高化肥利用率提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

2014年-2015年兩年在海倫、北安、黑河愛輝和黑河遜克進(jìn)行大豆減量化施肥試驗(yàn)，2015年在巴彥和黑河遜克(設(shè)車陸和高灘兩個試驗(yàn)點(diǎn))進(jìn)行玉米減量化施肥試驗(yàn)。試驗(yàn)依托當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站，在各個試驗(yàn)點(diǎn)選擇有一定代表性耕地進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)5個處理，2015年對試驗(yàn)處理進(jìn)行了調(diào)整，各處理施肥量見表1。大豆施肥方式：氮磷鉀肥均為基肥一次性施入。玉米施肥方式為：尿素1/2作追肥，其余氮肥和磷鉀肥一起作基肥一次性施入。試驗(yàn)每個處理小區(qū)面積不低于150 m2(每個處理播種8 壟，壟長不少于30 m)，大豆、玉米品種選擇當(dāng)?shù)刂髟云贩N，采用機(jī)播，田間管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理進(jìn)行。

表1 大豆、玉米試驗(yàn)處理施肥量(kg·hm-2)

至大豆、玉米成熟期進(jìn)行收獲，采植株樣品測產(chǎn)。2014年植株樣品測定N、P、K含量，大豆在9月11日葉片開始脫落時每個處理采集2株，將其分為根、莖、葉、葉柄和莢計算植株各部分所占重量比例，大豆成熟后，采集2株大豆，分為粒、莢皮和莖計算各部分所占重量比例，綜合兩次采用計算大豆植株根、莖、葉、葉柄、莢皮和粒重量比例。分別測定各部位N、P、K含量，測定方法采用H2SO4-H2O2法[20]，計算大豆N、P、K肥利用率。

1.2 統(tǒng)計分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013軟件進(jìn)行處理，用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分含量

各試驗(yàn)點(diǎn)供試土壤偏酸，pH值為5.75～6.09；土壤有效磷含量按我國土壤有效磷分級標(biāo)準(zhǔn)，僅黑河遜克試驗(yàn)點(diǎn)屬于3級(20～10)，其余試驗(yàn)點(diǎn)屬于1級(>40)，綜合來看各試驗(yàn)點(diǎn)土壤有效磷含量均較高；對于速效鉀評判，根據(jù)我國農(nóng)業(yè)部在第二次土壤普查時劃分標(biāo)準(zhǔn)，各試驗(yàn)點(diǎn)土壤速效鉀含量亦達(dá)到中等及高水平；對于土壤有機(jī)質(zhì)和全N含量，以我國土壤分級標(biāo)準(zhǔn)評判，各試驗(yàn)點(diǎn)含量均處于高水平，各試驗(yàn)點(diǎn)土壤堿解N含量均高于100 mg·kg-1，見表2。綜上由土壤各項(xiàng)指標(biāo)評定，各試驗(yàn)點(diǎn)土壤肥力均較高。

表2 各試驗(yàn)點(diǎn)基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分狀況

2.2 不同施肥對大豆、玉米產(chǎn)量的影響

2014年大豆產(chǎn)量結(jié)果表明，與不施肥相比，施肥對大豆有一定增產(chǎn)效果，增產(chǎn)幅度為2%～45%，盡管施肥對大豆增產(chǎn)，僅在黑河愛輝區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)和海倫的施氮鉀肥處理增產(chǎn)20%，達(dá)顯著水平，其余各點(diǎn)中增產(chǎn)均未達(dá)到顯著水平，見表3。就單一肥料而言，在均施磷鉀肥條件下，施氮肥(NPK)比不施氮肥(PK)影響大豆增產(chǎn)的幅度為2.7%～6.2%；均施氮鉀肥條件下，各試驗(yàn)點(diǎn)中僅黑河愛輝施磷肥(NPK)比不施磷肥(NK)增加了大豆產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度達(dá)4.24%，其余各試驗(yàn)點(diǎn)施磷肥反而出現(xiàn)減產(chǎn)；在均施氮磷肥條件下，黑河愛輝和遜克試驗(yàn)點(diǎn)施鉀肥有一定增產(chǎn)效果，但增產(chǎn)幅度僅為2.85%～4.57%，在北安和海倫施鉀肥反而減產(chǎn)。

表3 不同施肥對大豆產(chǎn)量影響(kg·hm-2)

注：不同小寫字母表示在同一組內(nèi)5%水平上顯著差異，下同。

Note：Different letters mean significant differences at 5% level in the same group.The same as below.

2015年大豆產(chǎn)量結(jié)果顯示，在北安和黑河遜克試驗(yàn)地，施肥均顯著增加了大豆產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度分別達(dá)到了36%～134%、26%～51%，在海倫施肥對大豆產(chǎn)量影響較小，在黑河愛輝，NP、NPK處理均未達(dá)到增產(chǎn)效果，施高量的氮肥(N2PK)和磷肥(N2P2K)處理可顯著增加大豆產(chǎn)量。不同施肥處理間比較，在愛輝區(qū)，增施氮、磷、鉀肥均顯著增加了大豆產(chǎn)量；在其他地區(qū)增施氮、磷、鉀肥對大豆產(chǎn)量增加不顯著。

2015年玉米試驗(yàn)結(jié)果表明，施化肥均比不施肥對照顯著增加了玉米產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度可達(dá)32%～148%，而不同施肥處理間玉米產(chǎn)量有一定差異，但未達(dá)顯著水平，即在幾個試驗(yàn)點(diǎn)施肥均可顯著增加玉米產(chǎn)量，但施高量氮磷鉀肥不能繼續(xù)顯著提高玉米產(chǎn)量，見表4。

表4 不同施肥對玉米產(chǎn)量的影響

Tab.4 The impact of fertilization on maize yield

巴彥Bayan遜克車陸Xunkechelu遜克高灘Xunkegaotan產(chǎn)量(kg·hm-2)Yield比無肥(%)Comparedtonofertilizer產(chǎn)量(kg·hm-2)Yield比無肥(%)Comparedtonofertilizer產(chǎn)量(kg·hm-2)Yield比無肥(%)ComparedtonofertilizerCK7800b04362b06419b0NP10800a389867a1269337a45NPK10300a328996a10611095a73N2PK11200a4410030a1309669a51N2P2K11900a5210813a14810550a64

2.2 不同施肥處理增加大豆、玉米經(jīng)濟(jì)效益分析

與對照相比，施肥增收經(jīng)濟(jì)效益分析，在北安和遜克試驗(yàn)點(diǎn)兩年施肥處理大豆均為正效益，北安施肥處理比不施肥可增收655元·hm-2～5 692元·hm-2；遜克可增收78元·hm-2～4 130元·hm-2；而海倫兩年施肥處理均出現(xiàn)負(fù)效益，僅2014年NP和NPK處理獲得528元·hm-2和1 982元·hm-2，見表5。在愛輝試驗(yàn)點(diǎn)，2014年，施肥可獲得收益1 609元·hm-2～1 850元·hm-2，2015年NP、NPK處理均為負(fù)效益，N2PK、N2P2K可獲得568元·hm-2、999元·hm-2。而對于玉米，所有施肥均獲得正經(jīng)濟(jì)效益，比不施肥對照可增收2 086元·hm-2～7 631元·hm-2。幾個試驗(yàn)點(diǎn)平均比較，玉米經(jīng)濟(jì)效益高于大豆，而大豆N2PK處理經(jīng)濟(jì)效益最高。

表5 不同施肥對大豆、玉米經(jīng)濟(jì)效益影響(元·hm-2)

注：肥料價格：尿素2.0 元·kg-1；二銨3.6 元·kg-1；過磷酸鈣0.6 元·kg-1；硫酸鉀4.3 元·kg-1；大豆價格3.8元·kg-1；玉米1.5 元·kg-1。

Note:Fertilizer prices:Urea，2.0 RMB Yuan·kg-1;Diamine，3.6 RMB Yuan·kg-1;Superphosphate，0.6 RMB Yuan·kg-1;Potassium sulfate，4.3 RMB Yuan·kg-1;Soybean，3.8 RMB Yuan·kg-1;Maize，1.5 RMB Yuan·kg-1.

2.2.1 大豆施氮肥利用率及其經(jīng)濟(jì)效益分析。大豆氮肥利用率為13.7%～20.9%，均較低，計算大豆施氮肥經(jīng)濟(jì)效益，在施磷鉀肥條件下，每多施1 kg氮肥可增收2.0 kg～20.2 kg大豆，可增收7.6元～76.8元，而在2014年NPK處理比PK處理增收為負(fù)值，主要是因?yàn)镻K處理中投入的過磷酸鈣肥料價格比二銨便宜，2015年，增施一定量氮肥，平均每公頃仍可獲得1 250元收益，見表6。

表6 大豆施氮肥肥料利用率及經(jīng)濟(jì)效益分析

注：(a)2014年為NPK與PK處理比增產(chǎn)量，2015年為N2PK與NPK處理比增產(chǎn)量；(b)每增加1 kg純量化肥所增加的產(chǎn)量；(c)按照大豆市場綜合商品價格計算，每增加1 kg純量化肥所增加的收入；(d)每hm2增加的收入。

Note:(a)Increased yield of NPK compared with PK in 2014,and increased yield of N2PK compared with NPK in 2015;(b)Yield increases with pure fertilizer increased by per kg;(c)Income increases with pure fertilizer increased by per 1 kg based on market soybean price;(d)Income increases with planting area increased by per hm2.

2.2.2 大豆施磷肥利用率及其經(jīng)濟(jì)效益分析。大豆磷肥利用率為5.1%～10.5%，與施氮鉀化肥(2014年)或氮鉀加低量磷肥(2015年)條件下，兩年各試驗(yàn)點(diǎn)施磷肥總體對產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益影響較低，增產(chǎn)、增收幅度較低，僅愛輝兩年施磷肥獲得正效益，而遜克和海倫施磷肥兩年均為負(fù)效益，4個試驗(yàn)點(diǎn)平均每施1 kg磷肥反而損失7.3元～10.6元，見表7。

表7 大豆施磷肥經(jīng)濟(jì)效益分析

注：2014年為NPK處理與NK處理比，2015年為N2P2K與N2PK處理比。

Note:NPK compared with NK in 2014,and N2P2K compared with N2PK in 2015.

2.2.3 大豆施鉀肥利用率及其經(jīng)濟(jì)效益分析。大豆鉀肥利用率為8.0%～20.4%，在施氮磷肥條件下，大豆施鉀肥增產(chǎn)、增效幅度也較低，愛輝兩年施鉀肥獲得正效益，而北安、遜克、海倫兩年結(jié)果不一致，北安2015年施鉀肥獲得效益最高，每kg鉀肥可以獲得39.5元，4個試驗(yàn)點(diǎn)平均，每施1 kg鉀肥兩年分別獲得2.0和11.6元效益，見表8。

表8 大豆施鉀肥經(jīng)濟(jì)效益分析

注：兩年均為NPK與NP處理。

Note:Only NPK and NP in two years.

2.2.4 玉米施肥經(jīng)濟(jì)效益分析。分析玉米施氮磷鉀肥經(jīng)濟(jì)效益結(jié)果顯示，在3個試驗(yàn)點(diǎn)施磷肥經(jīng)濟(jì)效益均為正，平均增施1 kg磷肥可獲得34.2 元；在巴彥和車陸，施氮肥獲得正效益，每千克氮肥可獲得26.2元，而施鉀肥為負(fù)收益；而在高灘施氮肥為負(fù)效益，施鉀肥可獲得34.5 元·kg-1，見表9。

3 討 論

恰當(dāng)?shù)脑耘啻胧┖头柿鲜┯檬欠€(wěn)定和提高大豆產(chǎn)量與品質(zhì)的重要因素，而關(guān)于大豆推薦施肥量，不同研究者在不同試驗(yàn)點(diǎn)得出的結(jié)論差異也較大，劉雙全[21]推薦大豆配方施肥施用量為N 52.5 kg·hm-2，P2O575 kg·hm-2，K2O 60 kg·hm-2；楊麗君[22]在黑龍江省北部進(jìn)行試驗(yàn)，大豆高產(chǎn)高效最佳施肥量225 kg·hm-2～262.5 kg·hm-2，氮磷鉀比例為：崗坡1.0∶1.2∶(0.8～1.0)，平地1.0∶(1.4～1.5)∶1.0，王囡囡等[23]試驗(yàn)結(jié)果推薦施肥量為尿素60 kg·hm-2，磷酸二銨 135.5 kg·hm-2，氯化鉀54 kg·hm-2；宋春等[10]試驗(yàn)得出北部黑土區(qū)大豆最佳施肥量為N 60 kg·hm-2P2O5，75 kg·hm-2，K2O 48 kg·hm-2，總體上推薦施肥量均在200 kg·hm-2以上，據(jù)我們調(diào)查，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶播種大豆施肥量甚至高于此量。文中所設(shè)實(shí)驗(yàn)處理施肥量均低于200 kg ·hm-2，在4個試驗(yàn)點(diǎn)，施肥對大豆均有一定增產(chǎn)，2014年僅愛輝區(qū)增產(chǎn)幅度較高，其他試驗(yàn)點(diǎn)增產(chǎn)幅度較低，所獲得經(jīng)濟(jì)效益也不高，最高收益為1 981.9 元·hm-2，氮磷鉀肥的利用率均較低，氮肥利用率為13.7%～20.9%，磷肥利用率為5.13%～10.5%，鉀肥利用率為8.0%～20.4%。2015年由于不施肥處理產(chǎn)量降低，可能是由于第二年重茬大豆，引起了減產(chǎn)，施肥獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。但不同施肥處理間比較，增加施肥量不能繼續(xù)增加大豆產(chǎn)量，單獨(dú)分析氮磷鉀經(jīng)濟(jì)效益，氮肥經(jīng)濟(jì)效益，兩年分別為15.0元·kg-1、40.6元·kg-1，磷肥兩年經(jīng)濟(jì)效益均為負(fù)值，鉀肥兩年經(jīng)濟(jì)效益分別為2.0元·kg-1、11.6元·kg-1。綜上在黑土區(qū)施氮磷鉀肥對大豆有一定增產(chǎn)，但肥料利用率較低，并且單一肥料經(jīng)濟(jì)效益較低，尤其是磷鉀肥大部分表現(xiàn)為負(fù)經(jīng)濟(jì)效益，從而說明在黑土減量化施肥大豆經(jīng)濟(jì)效益降低不大，綜合幾個處理大豆以N2PK處理獲得經(jīng)濟(jì)效益最高，這與王鳳仙等[14]在海倫試驗(yàn)結(jié)果一致。從而我們推薦黑土區(qū)大豆施肥量為N 60 kg·hm-2，P2O570 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2，考慮施磷鉀肥表現(xiàn)為負(fù)經(jīng)濟(jì)效益，從而還可適當(dāng)降低磷鉀肥施用量。我們前期在海倫進(jìn)行的肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)實(shí)施中，大豆施肥量為N 60 kg·hm-2，P2O560 kg·hm-2，K2O 30 kg·hm-2，取得良好增產(chǎn)效果[18]，也證明適量降低磷鉀肥用量對大豆產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益影響不大。這與北部黑土區(qū)大豆一般施肥量相比總量降低了近25%，其中磷肥降低了20%，鉀肥降低了37.5%。施肥在玉米生產(chǎn)中的地位越來越重要，隨著玉米產(chǎn)量的不斷提高，肥料的投入也在增大，吉林省化肥施用量從1980年的19.3萬t到2005年的159.1萬t，增加了7.2倍[11]，但隨著施肥量的增加會出現(xiàn)報酬遞減、肥料利用率降低的情況。本研究中，與不施肥處理相比，施肥可顯著增加玉米產(chǎn)量，且獲得一定收益，但不同施肥處理間，玉米產(chǎn)量差異不大，所獲得的收益差異也較小，即增施肥料對玉米產(chǎn)量及收益增加不大，為此可減少30%玉米施肥量，主要氮肥可減少25%，鉀肥可減少40%。建議玉米施肥量為N 150 kg·hm-2，P2O560 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2。

王鳳仙等[14]前期在海倫進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明，大豆施肥獲得經(jīng)濟(jì)效益高于玉米，近年來由于玉米品種的引進(jìn)，玉米生育期縮短，產(chǎn)量不斷增高，本文中施肥可顯著增加玉米產(chǎn)量，但不同施肥量玉米產(chǎn)量差異不大，總體玉米施肥獲得效益高于大豆，再加上玉米實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化收割，導(dǎo)致我國黑土區(qū)玉米種植面積增加，大豆種植面積不斷減小，但長期玉米連作會有一定減產(chǎn)[24]。因此，合理的大豆-玉米輪作模式，配合精準(zhǔn)施肥方式，減少肥料施用量而不減產(chǎn)，對降低農(nóng)業(yè)資源環(huán)境污染，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

表9 玉米施氮磷鉀肥經(jīng)濟(jì)效益

4 結(jié) 論

東北北部黑土區(qū)與不施肥對照相比，施肥對大豆有一定增產(chǎn)效果，不同試驗(yàn)點(diǎn)增產(chǎn)幅度不一致，可獲得一定經(jīng)濟(jì)效益，綜合比較施肥處理N 61.5 kg·hm-2，P2O569 kg·hm-2，K2O 46 kg·hm-2經(jīng)濟(jì)效益最高。施肥可顯著增加玉米產(chǎn)量，不同施肥處理間玉米產(chǎn)量差異不顯著，施肥比不施肥玉米可獲得較高經(jīng)濟(jì)效益。就氮磷鉀單一肥料而言，大豆氮磷鉀利用率均較低，大豆施氮肥經(jīng)濟(jì)效益高于鉀肥和磷肥，玉米施磷肥經(jīng)濟(jì)效益高于氮肥和鉀肥?？傊诤谕羺^(qū)北部大豆、玉米施肥量過高，增施肥未能獲得更高經(jīng)濟(jì)效益，為此，大豆磷肥施用量可減少20%，鉀肥施用量可減少37.5%，推薦施肥量N 60 kg·hm-2，P2O570 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2。玉米施肥氮肥可減少25%，鉀肥可減少40%，推薦量為N 150 kg·hm-2，P2O560 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2。

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Effects of Reduced Fertilization on Yield and Economic Benefit in Soybean and Maize

LU Xinchun1,HAN Xiaozeng1,ZOU Wenxiu1,ZANG Jingshu2,WANG Lijuan3,YANG Yong4,WANG Yanbing5,NI Fengjun6

(1.NortheastInstituteofGeographyandAgroecology,CAS,Harbin150081; 2.XunkeAgriculturalTechnologyExtensionCenter，Heihe164400，China; 3.AihuiAgriculturalTechnologyExtensionCenter,Heihe164300,China; 4.BeianAgriculturalTechnologyExtensionCenter,Beian164000,China; 5.HailunAgriculturalTechnologyExtensionCenter,Hailun152300,China; 6.BayanAgriculturalTechnologyExtensionCenter,Bayan151800,China)

Reduced fertilization experiments of maize and soybean were conducted in Xunke,Aihui,beian,Hailun and Bayan in Heilongjiang Province in order to determine the productivity of arable black soil,fertilization status and fertilizer use efficiency.The result showed that soybean yield with no fertilizer treatments (CK) changed from 1 370 kg·hm-2～3 586 kg·hm-2with the coefficient of variation of 35% in all experimental sites with exception of Bayan in 2014 and 2015.Soybean yield in 2014 was increased by 2～45% in fertilizer application treatments compared with CK,significant increase in soybean yield was only observed in Aihui.In 2015,soybean yield in fertilization treatments (NPK,N2PK and N2P2K) was significantly increased in Aihui,Xunke and Beian compared with CK,but additional N and P fertilizer application (N2PK and N2P2K) also increased soybean yield and economic benefit compared with NPK (p>0.05).Fertilizer use efficiencies of soybean were a little bit low with 13.7%～20.9%,5.1%～10.5% and 8.0%～20.4% for N,P and K fertilizer use efficiency,respectively.Economic benefit of N fertilizer was more than that of P and K fertilizers,the highest economic benefit of soybean was found in N2PK treatment (N 61.5 kg·hm-2，P2O569 kg·hm-2，K2O 46 kg·hm-2).Maize yield in fertilization treatments was increased by 32%～148% compared with CK,there was no significant difference among different fertilization treatments,additional N and P fertilizer application treatments (N2PK and N2P2K) had no effects in increasing maize yield compared with NPK.The economic benefit of P fertilizer was more than that in N and K fertilizers for maize.Therefore,amount of fertilizer application of soybean and maize could be decreased by 25% and 30%,respectively,with reduction in P and K fertilizer for soybean,N and K fertilizer for maize.The recommended fertilizer application rate in the northern part of Mollisols region was N 60 kg·hm-2，P2O570 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2for soybean ,N 150 kg·hm-2，P2O560 kg·hm-2，K2O 40 kg·hm-2for maize.

reduced fertilization; yield; economic benefit; fertilizer use efficiency

10.11689/j.issn.2095-2961.2016.04.005

2095-2961(2016)04-0240-08

2016-03-16；

2016-07-15.

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201503120,201303126)；國家重點(diǎn)研發(fā)計劃(2016YFD0200309-6).

陸欣春(1982-)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，博士，助理研究員，主要從事土壤肥力與作物營養(yǎng)方面研究.

韓曉增(1957-)，男，遼寧瓦房店人，研究員，主要從事農(nóng)田生態(tài)研究.

S143

A