“水肥一體化+ 有機(jī)替減無機(jī)”模式對河西灌區(qū)制種玉米產(chǎn)量及耕地基礎(chǔ)地力的影響

趙 蕊 毛 濤 付忠衛(wèi) 師偉杰 毛森煜 王占海 王勤禮

（1.張掖市耕地質(zhì)量建設(shè)管理站 甘肅張掖734000；2.張掖市甘州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 甘肅張掖734000；3.臨澤縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 甘肅臨澤734200；4.高臺縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 甘肅高臺734300；5.河西學(xué)院 甘肅張掖734000）

張掖市地處甘肅省河西走廊中部，憑借得天獨(dú)厚的自然條件和區(qū)位優(yōu)勢已成為我國最大的雜交玉米種子生產(chǎn)基地。隨著制種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)基地多年重茬耕地連作障礙凸顯，制種玉米產(chǎn)量、質(zhì)量與效益持續(xù)增長乏力，一定程度上制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展。為有效緩解基地掠奪式生產(chǎn)經(jīng)營和耕地負(fù)荷過重的問題，合力破解河西灌區(qū)玉米制種產(chǎn)業(yè)質(zhì)量與效益增收瓶頸，有力提升制種產(chǎn)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和市場競爭力，2019 年在河西灌區(qū)制種玉米主要生產(chǎn)基地張掖市甘州區(qū)、臨澤縣和高臺縣三縣（區(qū)）開展了“水肥一體化+有機(jī)替減無機(jī)”模式試驗研究，通過分析增施商品有機(jī)肥,減少化肥用量對制種玉米產(chǎn)量的影響，科學(xué)確定有機(jī)肥替減化肥的適宜比例，為化肥減量行動和耕地地力提升提供理論與實踐支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019 年4～10月在河西走廊國家級玉米制種生產(chǎn)基地的張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)田家閘村（L1）、臨澤縣鴨暖鎮(zhèn)五泉村（L2）、高臺縣巷道鎮(zhèn)東聯(lián)村（L3）3 地進(jìn)行。試驗地塊地勢平坦，水肥一體化設(shè)施配備齊全；前茬作物為制種玉米，秋收后旋耕滅茬、灌冬水蓄墑。供試土壤均為河西綠洲典型的灌漠土，土壤質(zhì)地為壤質(zhì)，肥力均勻中上水平（表1）。

1.2 試驗材料

試驗用的商品有機(jī)肥均符合農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“NY 525-2002”，有機(jī)質(zhì)≥45%、總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥5%、水分≤30%、pH 5.5～8.5，褐色顆粒狀；施用的大量元素水溶肥均符合“NY 1107-2010”標(biāo)準(zhǔn)，大量元素含量（N＋P2O5+K2O）≥50.0%。指示作物均為制種玉米。

表1 各試驗點(diǎn)耕層土壤（0～20 cm）養(yǎng)分情況

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)6 個處理，3 次重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)排列。各處理設(shè)置（表 2）：處理 1 為施當(dāng)?shù)赝扑]配方肥（CK）；處理2 為施商品有機(jī)肥300 kg/畝+95%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥；處理3 為施商品有機(jī)肥300 kg/畝+90%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥；處理4 為施商品有機(jī)肥500 kg/畝+95%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥；處理5 為施商品有機(jī)肥500 kg/畝+90%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥；處理6 為施商品有機(jī)肥500 kg/畝+85%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥。

1.4 田間管理

試驗地均采用寬窄行膜上兩行種植，行距100 cm。于4月初旋耕整地；4月中旬田間布設(shè)試驗小區(qū)，噴施除草劑，施基肥旋耕，覆膜鋪設(shè)滴灌帶；按照制種玉米生產(chǎn)要求錯期人工點(diǎn)播，母本株距22 cm；父本為滿天星，7月上旬去雜抽雄，9月底考種測產(chǎn)收獲。全生育期滴水10～12 次，各試驗小區(qū)通過文丘里施肥器進(jìn)行滴施肥料，除施肥嚴(yán)格按照試驗設(shè)計執(zhí)行外，其他農(nóng)事操作均保持一致。

1.5 測定項目與方法

制種玉米成熟后每小區(qū)隨機(jī)選取5 點(diǎn)，每點(diǎn)連取10 株，分別測定株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)等指標(biāo)；稱量取樣的50 株制種玉米果穗質(zhì)量，將果穗帶回室內(nèi)，待風(fēng)干后測定千粒重；將50 株制種玉米果穗質(zhì)量折算成制種玉米畝產(chǎn)量（鮮果穗），并進(jìn)行方差分析和LSR 多重比較；土壤養(yǎng)分遵照《土壤分析技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對制種玉米生育時期的影響

通過田間觀察可知，每個試驗點(diǎn)的各個處理間制種玉米生育期表現(xiàn)基本一致，無明顯差異；而3 個試驗點(diǎn)因制種玉米品種和試驗地點(diǎn)不同，生育期表現(xiàn)有所差異。

2.2 不同處理對制種玉米主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從田間測產(chǎn)結(jié)果（表 4）可知，L1、L2、L3在 3 個試驗點(diǎn)株高分別為處理2、處理4、處理4 最高，莖粗分別為處理1、處理 4、處理 5 最粗，穗位高分別為處理 4、處理 4、處理 1 最高，穗長為處理 4 最長，穗粗分別為處理4（處理 5）、處理 2、處理4 最高，禿尖長分別為處理4、處理4、處理6 最短，穗行數(shù)分別為處理 2、處理4、處理 4（處理 5）最多，行粒數(shù)分別為處理5、處 理4（處理 1）、處理4 最多，千粒重分別為處理4、處理2、處理6 最大。各試驗點(diǎn)的各個處理對制種玉米主要經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)值的影響表現(xiàn)不一致，但是處理4 提高制種玉米經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的表現(xiàn)最為突出，處理2 和處理5 次之。

表2 各試驗點(diǎn)制種玉米推薦施肥配方

表3 各試驗點(diǎn)制種玉米生育期記載

表4 各試驗小區(qū)制種玉米主要經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)測定值

2.3 不同處理對制種玉米產(chǎn)量的影響

從各小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果（表5）可知，各試驗點(diǎn)均為處理4畝產(chǎn)量（鮮穗）最高，其中L1點(diǎn)畝產(chǎn)量達(dá)1 100.0 kg，較CK 增產(chǎn) 67.8 kg，畝增產(chǎn) 6.57%；L2點(diǎn)畝產(chǎn)量達(dá)1 021.9 kg，較 CK 增加 62.3 kg，畝增產(chǎn) 6.50%；L3點(diǎn)畝產(chǎn)量達(dá) 971.7 kg，較 CK 增加 70.8 kg，畝增產(chǎn)7.86%。各試驗點(diǎn)畝產(chǎn)量比較L1點(diǎn)處理4＞處理2＞處理 5＞處理 1＞處理 3＞處理 6；L2點(diǎn)處理 4＞處理 5＞處理 2＞處理 3＞處理 1＞處理 6；L3點(diǎn)處理 4＞處理 5＞處理 3＞處理 2＞處理 6＞處理 1。

2.3.1 各試驗點(diǎn)不同處理制種玉米產(chǎn)量結(jié)果分析經(jīng)過對各個試驗點(diǎn)的各處理小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析和多重比較得出 （表 5），L1、L2和 L33 個試驗點(diǎn)上各個處理的重復(fù)間差異均不顯著，L1和L2兩個試驗點(diǎn)上各個處理間差異達(dá)極顯著水平，L3各處理間差異達(dá)顯著水平。其中，L1點(diǎn)處理 4 與處理 1、處理 3、處理6 間呈極顯著差異水平，處理6 與其他各處理間呈極顯著差異水平，處理2、處理5、處理1、處理3 間差異不顯著；L2點(diǎn)處理4 與處理3、處理6 間呈極顯著差異水平，與處理1 間呈顯著差異水平，其他各處理間差異不顯著；L3點(diǎn)處理4 與處理3、處理6、處理1 間呈顯著差異水平，其他各處理間差異不顯著。

2.3.2 各處理多點(diǎn)試驗制種玉米產(chǎn)量結(jié)果分析 通過分析各處理在L1、L2和L33 個試驗點(diǎn)上制種玉米小區(qū)產(chǎn)量 （表 6） 可知，處理 4 平均產(chǎn)量最高，達(dá)1 031.1 kg/畝，較 CK 增產(chǎn) 6.94%；處理 5 和處理 2 畝產(chǎn)量相當(dāng)，分別較CK 增產(chǎn)4.05%和4.00%。經(jīng)聯(lián)合方差分析（表7）和多重比較可知，處理間差異達(dá)到極顯著水平，其中處理4 與CK、處理3 間差異達(dá)極顯著水平，與處理5、處理2 間差異不顯著；處理6 與其他處理間差異達(dá)顯著水平。說明處理4、處理5 和處理2這3 個處理在L1、L2和L33 個試驗點(diǎn)上制種玉米平均產(chǎn)量較CK 增產(chǎn)效果極顯著，處理6 平均產(chǎn)量相較CK 顯著減少，處理1 與處理3 之間產(chǎn)量差異不顯著。

表5 各試驗小區(qū)制種玉米產(chǎn)量結(jié)果

表6 各處理多點(diǎn)試驗制種玉米平均產(chǎn)量結(jié)果

聯(lián)合方差分析處理×試驗點(diǎn)互作亦達(dá)到顯著，說明不同處理在不同試驗條件下的表現(xiàn)存在差異，通過各試驗點(diǎn)每個處理平均產(chǎn)量（y）與各處理多點(diǎn)的平均產(chǎn)量（x）線性回歸分析（表 8）可知，處理 1、處理 2、處理 4 和處理 5 為穩(wěn)產(chǎn)型處理；處理 3 和處理4 產(chǎn)量隨著試驗條件不同而產(chǎn)量差異變化較大，在試驗條件有利的情況下具有較大的增產(chǎn)潛力。

綜上可知，處理4、處理5、處理2 制種玉米產(chǎn)量較高，與處理1 呈極顯著差異，且回歸系數(shù)大于1，說明處理4、處理5、處理2 為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型處理；處理3與CK 產(chǎn)量差異不顯著，且回歸系數(shù)較小，說明處理3在不利的試驗條件下不會高產(chǎn)，且產(chǎn)量低于CK 的可能性較大，在有利的試驗條件下也不會獲得過高的產(chǎn)量；處理6 產(chǎn)量最低，與對照呈顯著差異，且回歸系數(shù)最小，說明處理6 為低產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)型處理。

表7 各處理多點(diǎn)試驗產(chǎn)量方差分析

表8 各處理對制種玉米增產(chǎn)穩(wěn)定性的分析

2.4 不同處理對制種玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

從各試驗點(diǎn)不同處理制種玉米經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果（表9）可知，處理2～處理6 雖然較CK 均有不同程度的增產(chǎn)增收效果，但是由于增施的商品有機(jī)肥料投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于減施化肥的成本，致使畝效益和產(chǎn)投比均低于CK。

2.5 各處理對耕地基礎(chǔ)地力變化的影響

2.5.1 對pH 的影響 通過制種玉米成熟采收后小區(qū)耕地（0～20 cm）土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分測定（表 10）可知，各試驗點(diǎn)土壤pH 以CK 最高，處理 6 最低，處理 5 略高于處理 6，各處理較 CK 降低 0.04～0.24 個單位。說明增施商品有機(jī)肥可適度降低土壤酸堿性。

表9 各處理小區(qū)制種玉米經(jīng)濟(jì)效益分析

2.5.2 對有機(jī)質(zhì)的影響 由表10 可知，各試驗點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量以CK 最低，各處理較CK 提高2.09%～6.29%，處理3、處理4、處理5 這3 個處理的提高幅度大于處理2 和處理3。說明增施商品有機(jī)肥可以明顯提高耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量，且土壤有機(jī)質(zhì)的含量隨著商品有機(jī)肥料施用量的增加而增加。

2.5.3 對速效養(yǎng)分的影響 由表10 可知，各試驗點(diǎn)處理2～處理6 5 個處理的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀較CK 均有提高，其中3 個試驗點(diǎn)堿解氮分別提高了 5.48%～9.34%、3.92%～9.09%和 1.79%～4.51%；有效磷分別提高了7.44%～10.70%、1.30%～2.40%和0.58%～2.33%；速效鉀分別提高了-0.56%～2.22%、1.22%～3.07%和1.40%～3.52%，速效養(yǎng)分提高的平均幅度堿解氮＞有效磷＞速效鉀。說明增施商品有機(jī)肥可明顯提高耕地基礎(chǔ)養(yǎng)分，同時在增施商品有機(jī)肥的基礎(chǔ)上適度減少化肥用量不會降低耕層土壤的基礎(chǔ)地力。

表10 各試驗點(diǎn)不同處理耕地基礎(chǔ)地力情況

3 小結(jié)與討論

試驗中“商品有機(jī)肥500 kg/畝+95%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥”“商品有機(jī)肥500 kg/畝+90%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥”和 “商品有機(jī)肥300 kg/畝+95%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥”較對照有顯著的增產(chǎn)效果，分別平均增產(chǎn)6.94%、4.05%和4.00%，且這3 個處理屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型；“商品有機(jī)肥300 kg/畝+90%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥”處理的產(chǎn)量與對照差異不明顯，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較好的區(qū)域也可獲得較好的產(chǎn)量；“商品有機(jī)肥500 kg/畝+85%當(dāng)?shù)赝扑]配方肥”處理產(chǎn)量和效益遠(yuǎn)低于對照?！爱€增施商品有機(jī)肥300～500 kg 且減少化肥用量5%～15%”可不同幅度的提高耕地基礎(chǔ)養(yǎng)分，提高耕地地力水平。

從作物產(chǎn)量效益和耕地質(zhì)量等方面綜合考慮，在制種玉米水肥一體化種植模式下，畝增施300～500 kg 商品有機(jī)肥可替減5%～10%的當(dāng)?shù)赝扑]化肥使用量。因此，建議在河西制種玉米生產(chǎn)區(qū)大力推廣“水肥一體化+有機(jī)替減無機(jī)”模式，且以每畝施300～500 kg 商品有機(jī)肥替減5%～10%化肥為宜。通過有機(jī)替代、無機(jī)減量，推進(jìn)耕地質(zhì)量保護(hù)與提升，降低化肥對環(huán)境生態(tài)的隱形污染，促進(jìn)河西走廊制種玉米產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展。