小麥玉米輪作體系玉米氮磷調(diào)控技術(shù)研究

劉環(huán)環(huán) 劉 強(qiáng) 范戰(zhàn)勝 張彥聰 王彥霞 王瑞文

（1.石家莊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 河北石家莊 050051；2.新樂市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 河北新樂 050700）

冀中南山前平原區(qū)光照充足、土壤肥沃，適宜農(nóng)作物生產(chǎn)， 小麥/玉米輪作是這一區(qū)域重要的種植模式[1-3]，其中玉米施肥方式主要為將氮磷鉀作為基肥施入，或者在整地時施入土壤，但多項研究表明山前平原區(qū)有效磷平均含量豐富（圖1），小麥/玉米輪作體系中, 土壤有效磷常呈盈余狀態(tài)，過量施用磷肥導(dǎo)致玉米生長受阻、肥料利用率下降，并加重水體富營養(yǎng)化，適當(dāng)減施有利于改善作物生長狀況、降低生產(chǎn)成本和保護(hù)生態(tài)環(huán)境[4-7]。

圖1 冀中南地區(qū)土壤有效磷含量分布

此外，玉米種植中氮肥一次性底施較為普遍，這不但容易引起“燒苗”現(xiàn)象, 而且玉米生長后期可能出現(xiàn)脫肥，嚴(yán)重影響玉米的生長發(fā)育[8-10]。前期過多的氮素不利于幼苗健壯， 而后期氮素供應(yīng)不足又影響玉米的生長， 不能實現(xiàn)高產(chǎn)， 還會造成氮素?fù)p失風(fēng)險， 而分次追施氮肥能讓肥料的供應(yīng)與植株養(yǎng)分需求相匹配，滿足玉米生長的需求，促進(jìn)光合面積的構(gòu)建，增加粒重，在提高產(chǎn)量的同時降低損失，達(dá)到減肥增效的目的[11-13]。 基于此，本試驗通過探究冀中南山前平原區(qū)小麥/玉米輪作種植模式中， 磷肥減施及氮肥后移對玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響， 比較不同氮磷調(diào)控措施的效果， 以達(dá)到增加玉米產(chǎn)量和提高經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的目的,最終為本區(qū)域玉米合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021 年在新樂市農(nóng)業(yè)服務(wù)專業(yè)合作社承包管理區(qū)開展，土壤類型為沙壤質(zhì)潮褐土。 土壤養(yǎng)分狀況見表1。

表1 土壤養(yǎng)分狀況

1.2 供試材料

供試玉米品種為先玉335。供試肥料分別為尿素（4.5 元/kg）、重過磷酸鈣（即三料磷肥，3.0 元/kg）、硫酸鉀（2.2 元/kg）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)9 個處理（表2），玉米播種采用大小行栽培模式，種植密度4 219 株/畝，種肥同播，底肥一次性施入，追肥在抽雄吐絲期施用。

表2 玉米施肥量和施肥方式（單位：kg/畝）

1.4 測定內(nèi)容

玉米收獲期在各小區(qū)分別采集10 株具有代表性的植株進(jìn)行室內(nèi)考種，測定玉米籽粒含水量、玉米株高、穗長、穗粒數(shù)、禿尖長和千粒重等指標(biāo)，各小區(qū)按實收株數(shù)計產(chǎn)， 根據(jù)生產(chǎn)成本和玉米售價計算經(jīng)濟(jì)效益。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方式對玉米生物學(xué)性狀的影響

不同施肥方式對玉米的穗長無顯著影響， 但顯著影響玉米的株高和禿尖長度（表3）。NP1、NP3、NP6的株高和禿尖長度顯著低于其他處理， 說明在常規(guī)施肥下減少氮肥用量不利于玉米的生長發(fā)育；NP2、NP4、NP6、NP7、NP8 的株高無顯著性差異，NP1、NP6的禿尖長度顯著低于其他處理， 可見減少磷肥用量對株高無明顯影響， 氮肥分次施用有利于促進(jìn)玉米發(fā)育，減少禿尖的發(fā)生。 綜上可知，小麥玉米輪作體系中， 前茬小麥殘余的磷肥可部分滿足后茬玉米的需要， 在常規(guī)施肥用量基礎(chǔ)上氮肥后移可有效促進(jìn)玉米的生長。

表3 不同施肥方式對玉米生物學(xué)性狀的影響

2.2 不同施肥方式對玉米產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

不同的施肥方式對玉米的穗粒數(shù)、 千粒重和產(chǎn)量影響各不相同。由表4 可知，NP1、NP6 的穗粒數(shù)和千粒重顯著低于其他處理，兩者之間無顯著性差異，NP4、NP5 的穗粒數(shù)和千粒重顯著高于其他處理，兩者之間無顯著性差異，NP4、NP5 較對照分別增產(chǎn)19.35%和17.53%，NP4 較NP7 增產(chǎn)19.75%。 綜上可知，減少氮肥用量會顯著降低穗粒數(shù)和千粒重，進(jìn)而降低產(chǎn)量；施氮總量相同時，分次施肥更有利于穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量的增加，在常規(guī)用量基礎(chǔ)上，增加氮肥用量和減施磷肥均對產(chǎn)量無顯著影響，NP4、NP5的施肥方式更有利于玉米增產(chǎn)。

表4 不同施肥方式對玉米產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

2.3 不同施肥方式對玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表5可知，NP4經(jīng)濟(jì)效益最高，為1 190.37元/畝，其次為NP5，兩者間差異不顯著，但顯著高于其他處理；NP1、NP3、NP6 的經(jīng)濟(jì)效益顯著低于其他處理，可見減少氮肥用量，雖降低了生產(chǎn)成本，但產(chǎn)量降低，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益減少；與NP7 相比，NP4 的經(jīng)濟(jì)效益提高了22.28%，NP7 較CK、NP8 較NP2 經(jīng)濟(jì)效益分別增加0.24%和0.62%，說明在氮肥總量相同時，分次施肥和適當(dāng)減施磷肥有利于經(jīng)濟(jì)效益的提高。 綜合各處理經(jīng)濟(jì)效益及肥料用量，NP4 表現(xiàn)較佳。

表5 不同施肥方式對玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

小麥玉米輪作是本區(qū)域重要的種植模式， 調(diào)查結(jié)果表明，這一體系中存在過量施入磷肥的問題，土壤中磷素大量累積降低了磷肥利用率。 在土壤磷水平相對較高條件下，大量施用磷肥無明顯增產(chǎn)效果，不僅增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，還會加速水體的富營養(yǎng)化。 本次研究結(jié)果也表明， 前茬小麥?zhǔn)┯玫牧追食矢患厔?，玉米種植需要減少施用，這與劉克桐等的冀中南山前平原區(qū)有效磷平均含量豐富，磷素已不是主要限制因素，應(yīng)合理控制磷肥用量的研究結(jié)果一致[1]。

在相同施氮量條件下， 氮肥后移兼顧苗肥和穗肥，有利于玉米生長與雌穗分化，延長葉片功能期，促進(jìn)光合作用，還可以提高花后干物質(zhì)積累、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對籽粒的貢獻(xiàn)率[4]，以及減少氮素的淋失和氨揮發(fā)損失，提高肥料利用率[5-6]。 本試驗結(jié)果也表明，分次施肥顯著提高了玉米的千粒重和產(chǎn)量， 且降低了肥料用量和生產(chǎn)成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。

減肥增效是提高我國玉米競爭力、 保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重大需求， 也是各國政府和肥料企業(yè)重點關(guān)注的領(lǐng)域，包含養(yǎng)分高產(chǎn)高效品種、4R 施肥技術(shù)、根層土壤調(diào)控技術(shù)等多種操作途徑[14]，生產(chǎn)中還要考慮到農(nóng)民經(jīng)濟(jì)效益和田間實際可操作性， 與玉米耕作模式相結(jié)合，建立高效、便捷、實用的施肥方式，推動玉米產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。

3.2 結(jié)論

綜合各處理玉米生長狀況、 產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益表明， 小麥/玉米輪作種植模式下減施磷肥、 氮肥分次施用的氮磷調(diào)控技術(shù)能促進(jìn)玉米的生長， 顯著提高玉米的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)、 生態(tài)效益。 本試驗初步得出底施純N、 P2O5、 K2O 分別為10.0 kg/畝、4.0 kg/畝、10.0 kg/畝， 并在抽雄吐絲期追施純氮10.0 kg/畝是當(dāng)前生產(chǎn)條件下的最佳施肥方式，但還需結(jié)合玉米品種、土壤條件、氣候等的變化實施多年定位試驗， 逐步建立區(qū)域化的高效施肥方式，并不斷完善。