貴州黃壤區(qū)連續(xù)翻壓綠肥配合化肥減量對(duì)玉米生長(zhǎng)、養(yǎng)分積累和產(chǎn)量的影響

廖恒 況勝劍 張欽 張愛(ài)華 秦松 姚單君 崔宏浩

摘要： 通過(guò)連續(xù)翻壓綠肥配合化肥減量開(kāi)展大田試驗(yàn)，探究其對(duì)玉米養(yǎng)分積累、生長(zhǎng)狀況、玉米產(chǎn)量的影響，以期為實(shí)現(xiàn)綠肥綜合利用技術(shù)在貴州黃壤上的高效利用提供理論依據(jù)。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：不翻壓綠肥、不施化肥（A1）；100%化肥（A2）；綠肥+100%化肥（A3）；綠肥+85%化肥（A4）；綠肥+70%化肥（A5）；綠肥+55%化肥（A6）。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。結(jié)果表明，貴州黃壤區(qū)化肥減施配合翻壓綠肥在玉米生產(chǎn)中有效可促進(jìn)玉米生長(zhǎng)發(fā)育，提高玉米產(chǎn)量，改善玉米籽粒的養(yǎng)分狀況。其中，第1年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1處理相比，拔節(jié)期玉米葉、莖鉀素含量分別提高46.68%～115.04%、153.11%～298.19%，抽穗期玉米葉、莖鉀素含量分別提高53.36%～86.89%、24.49%～47.56%，成熟期玉米葉、莖鉀素含量分別提高116.70%～206.13%、47.41%～130.01%；翻壓綠肥配合化肥減量處理A2～A6可顯著提高玉米單株莖葉干質(zhì)量、單株玉米棒干質(zhì)量以及玉米籽粒產(chǎn)量。第1年，與對(duì)照處理A1相比，A2～A6處理玉米單株莖葉干質(zhì)量，A3、A5處理單株玉米棒干質(zhì)量差異顯著（P<0.05），分別提高32.71%～66.58%、17.88%～21.05%；第1年，與對(duì)照處理A1相比，A3處理玉米籽粒氮含量，A3～A5處理玉米籽粒鉀含量，A3～A6玉米籽粒蛋白質(zhì)含量差異顯著（P<0.05），分別提高27.59%、13.79%～17.24%、28.41%～33.91%?？傮w看來(lái)A4（綠肥翻壓+85%化肥）處理整體表現(xiàn)最好，為試驗(yàn)最優(yōu)處理。

關(guān)鍵詞： 貴州；黃壤；玉米；綠肥；化肥減量；養(yǎng)分；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S513.06 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）02-0098-06

貴州省接近1/2的土壤類(lèi)型為黃壤［1］，土壤肥力偏低，保肥能力差，很容易造成養(yǎng)分流失等現(xiàn)象的發(fā)生，最終導(dǎo)致肥料利用率偏低［2］。施綠肥作為我國(guó)傳統(tǒng)培肥地力的措施，通過(guò)種植翻壓可有效提高土壤有機(jī)投入，調(diào)節(jié)土壤碳氮比，改善土壤微生物環(huán)境［3-6］；激活土壤速效養(yǎng)分，促進(jìn)有機(jī)無(wú)機(jī)協(xié)同，提高肥料利用率，提高土壤養(yǎng)分［7-10］?；蕼p量、有機(jī)提升是我國(guó)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措，對(duì)綠色低碳化的農(nóng)業(yè)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要推動(dòng)作用。糧食安全是“國(guó)之大者”，事關(guān)國(guó)家根基。積極推動(dòng)糧油作物的高效生產(chǎn)，離不開(kāi)科學(xué)高效的生產(chǎn)技術(shù)。利用綠肥生態(tài)、高效、輕簡(jiǎn)化的生產(chǎn)特點(diǎn)，針對(duì)貴州黃壤區(qū)土壤養(yǎng)分特點(diǎn)，因地制宜開(kāi)發(fā)玉米綠肥高效利用技術(shù)，對(duì)推動(dòng)糧食安全具有重要影響。研究表明，翻壓綠肥可有效促進(jìn)玉米養(yǎng)分吸收與積累［11-13］，促進(jìn)玉米生長(zhǎng)發(fā)育［14-16］，提高玉米產(chǎn)量［17-20］，但針對(duì)貴州喀斯特黃壤地區(qū)相關(guān)研究較少。為推動(dòng)貴州特殊環(huán)境下玉米綠肥高效利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用，推動(dòng)貴州糧食作物安全、高效生產(chǎn)，本研究通過(guò)開(kāi)展大田試驗(yàn)，研究連續(xù)2年化肥減施量配合綠肥翻壓對(duì)玉米養(yǎng)分積累、生長(zhǎng)狀況、玉米產(chǎn)量的影響，在保證玉米增產(chǎn)、農(nóng)民增收的前提下，篩選出適宜貴州黃壤區(qū)種植玉米綠肥高效利用方案，以期為實(shí)現(xiàn)綠肥綜合利用技術(shù)在貴州黃壤上的高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

玉米定位試驗(yàn)于2018年5月至2019年10月在貴州省畢節(jié)地區(qū)織金縣茶店鄉(xiāng)大營(yíng)村進(jìn)行， 連續(xù)2年玉米開(kāi)展綠肥翻壓配合化肥減量試驗(yàn)。試驗(yàn)地位于茶店鄉(xiāng)西北面，海拔1 263.47 m，105.742 609°E， 26.895 468°N，年均氣溫13.91 ℃，降水量 1 194 mm；隔六沖河與大方縣、黔西縣相望，緊鄰貴州第一人工淡水湖——吱嘎阿魯湖，耕地面積 125.47 hm2。供試土壤為黃壤，土壤耕層基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試玉米品種為安單4號(hào)，屬于中熟平展型品種，春播、夏播均可；

供試綠肥品種為光葉苕子；

供試肥料：普通尿素（N含量為46.7%）、過(guò)磷酸鈣（P2O5含量為12%）和氯化鉀（K2O含量為60%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：不翻壓綠肥、不施化肥（A1）；100%化肥（A2）；綠肥+100%化肥（A3）；綠肥+85%化肥（A4）；綠肥+70%化肥（A5）；綠肥+55%化肥（A6）。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，綠肥用量：1 500 kg/hm2。肥料用量：N 180 kg/hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2。每年9月中旬進(jìn)行光葉苕子撒播，播種量45 kg/hm2。來(lái)年4月上旬進(jìn)行綠肥翻壓、整地、劃分小區(qū)、施用基肥、播種玉米，種植密度按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣，為50 025株/hm2。玉米大喇叭口期追施氮肥，抽穗期追施氮肥，具體施肥量由表2所示。小區(qū)面積10.5 m2（1.5 m×7.0 m），每個(gè)處理重復(fù)3次，各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，行株距分別為75、40 cm。開(kāi)展2年的連續(xù)定位試驗(yàn)，田間管理措施統(tǒng)一按農(nóng)戶常規(guī)管理方式進(jìn)行。

1.2 樣品采集與測(cè)定方法

玉米播種前采集0～20 cm土壤樣品，采用常規(guī)方法測(cè)定測(cè)定基礎(chǔ)理化性質(zhì)［19］。

玉米收獲時(shí)對(duì)各小區(qū)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，并選擇小區(qū)代表性6株玉米，取其地上部分，測(cè)定株高（cm）、莖粗（mm）、葉片數(shù)（片）、株高（cm），并將植株和玉米籽粒分別粉碎測(cè)定氮、磷、鉀含量，植株各部位養(yǎng)分含量測(cè)定：經(jīng)硫酸-高氯酸消煮法消煮后，全氮采用凱氏定氮法測(cè)定，全磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀采用火焰光度計(jì)法測(cè)定。玉米收獲后用5點(diǎn)取樣法取土樣，風(fēng)干處理過(guò)篩待測(cè)。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel 2010軟件計(jì)算處理，Origin 2021軟件作圖，利用SPSS 20軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 貴州黃壤區(qū)連續(xù)翻壓綠肥配合化肥減量對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，翻壓綠肥配合化肥減量，可有效促進(jìn)玉米各時(shí)期的生長(zhǎng)。對(duì)玉米各生育期株高進(jìn)行比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）對(duì)玉米株高有明顯促進(jìn)作用。苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期，與A1處理相比，第1年株高可分別提高8.63%～20.71%、15.51%～21.37%、1.20%～6.21%、5.40%～10.45%，第2年株高可分別提高17.07%～38.57%、40.03%～54.36%、14.30%～20.84%、6.81%～10.34%，A4處理整體長(zhǎng)勢(shì)較好。對(duì)玉米各生育期莖粗進(jìn)行比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）對(duì)玉米莖粗也有明顯提高，第1年苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期莖粗可分別提高20.41%～57.14%、8.88%～18.06%、7.15%～17.39%、4.23%～9.31%，第2年苗期、拔節(jié)期、抽 穗期、成熟期分別提高18.18%～33.46%、45.27%～ 60.78%、15.36%～24.98%、6.81%～10.34%，成熟期無(wú)明顯提高。翻壓綠肥配合化肥減量處理對(duì)玉米葉片數(shù)亦有一定程度的影響，第1年苗期A2處理、抽穗期A2、A6葉片數(shù)與對(duì)照處理A1相比，差異明顯，第2年拔節(jié)期A2、A3、A6處理，成熟期A4、A6與對(duì)照處理A1相比，也差異明顯。

2.2 貴州黃壤區(qū)連續(xù)翻壓綠肥配合化肥減量對(duì)玉米養(yǎng)分積累的影響

由圖2可知，翻壓綠肥配合化肥減量，可有效提高植株氮、磷、鉀元素的積累量。根據(jù)玉米各生育期不同部位氮素積累量比較，第1年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）對(duì)玉米氮素養(yǎng)分積累表現(xiàn)在拔節(jié)期、抽穗期。其中，A6處理拔節(jié)期玉米莖氮含量最高，與不施化肥、不翻壓綠肥處理A1差異顯著（P<0.05），氮含量提高23.11%；A4處理抽穗期玉米葉氮含量最高與不翻壓綠肥處理A1差異顯著（P<0.05），氮含量提高31.03%。翻壓綠肥配合化肥減量第2年，氮素養(yǎng)分積累表現(xiàn)在拔節(jié)期、抽穗期玉米莖稈。其中，A5、A6 處理拔節(jié)期玉米莖氮含量與 不翻壓綠肥處理A1 差異顯著（P<0.05），氮含量 提高18.08%～ 27.32%；A4、A5處理成熟期玉米莖 氮含量與不翻壓綠肥處理（A1）差異顯著（P<0.05）， 氮含量提高48.37%～53.26%。處理間氮素養(yǎng)分積累大多呈現(xiàn)出先升后降趨勢(shì)。

根據(jù)玉米各生育期不同部位磷素積累量比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1相比，拔節(jié)期、抽穗期對(duì)玉米莖葉磷素積累無(wú)顯著差異，主要影響表現(xiàn)在成熟期玉米莖稈磷素的積累。其中，第1年A2處理玉米莖磷含量與A1處理相比，差異顯著（P<0.05），含量提高39.39%。第1年A6處理玉米莖磷含量與A1處理相比，差異顯著（P<0.05），含量提高18.37%?？傮w看來(lái)翻壓綠肥處理對(duì)玉米磷素養(yǎng)分積累影響較小。

根據(jù)玉米各生育期不同部位鉀素積累量比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）可顯著提高各時(shí)期玉米莖、葉鉀素含量。第1年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1處理相比，拔節(jié)期玉米葉、莖鉀素含量分別提高46.68%～115.04%、153.11%～298.19%，抽穗期玉米葉、莖鉀素含量分別提高53.36%～86.89%、24.49%～47.56%，成熟期玉米葉、莖鉀素含量分別提高116.70%～206.13%、47.41%～130.01%。第2年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1處理相比，拔節(jié)期玉米葉、莖鉀素含量分別提高110.63%～178.86%、106.98%～363.00%，抽穗期玉米葉、莖鉀素含量分別提高20.13%～46.30%、20.37%～62.20%，成熟期玉米葉、莖鉀素含量分別提高124.32%～203.98%、58.60%～61.94%。翻壓綠肥可顯著提高玉米莖、葉鉀素含量，鉀素養(yǎng)分積累大多呈現(xiàn)出先升后降趨勢(shì)。

2.3 貴州黃壤區(qū)連續(xù)翻壓綠肥配合化肥減量對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

由表3可知，翻壓綠肥配合化肥減量處理A2～A6可顯著提高玉米單株莖葉干質(zhì)量、單株玉米棒干質(zhì)量以及玉米籽粒產(chǎn)量。第1年，與對(duì)照處理A1相比，A2～A6處理玉米單株莖葉干質(zhì)量，A3、A5處理單株玉米棒干質(zhì)量差異顯著（P<0.05），分別提高32.71%～66.58%、17.88%～21.05%；A2～A6玉米籽粒產(chǎn)量略有提升，但無(wú)顯著差異（P>0.05）。第2年，與對(duì)照處理A1相比，A3～A6處理玉米單株莖葉干質(zhì)量，A5處理單株玉米棒干質(zhì)量，A2～A6玉米籽粒產(chǎn)量差異顯著（P<0.05），分別提高8.75%～14.36%、31.93%、49.59%～56.20%?？傮w看來(lái)A4、A5處理最大程度影響玉米單株莖葉干質(zhì)量、單株玉米棒干質(zhì)量以及玉米籽粒產(chǎn)量，為試驗(yàn)最優(yōu)處理。

2.4 貴州黃壤區(qū)連續(xù)翻壓綠肥配合化肥減量對(duì)玉米籽粒養(yǎng)分的影響

由表4可知，翻壓綠肥配合化肥減量可改善玉米籽粒養(yǎng)分狀況。第1年，與對(duì)照處理A1相比，A3處理玉米籽粒氮含量，A3～A5處理玉米籽粒鉀含量，A3～A6玉米籽粒蛋白質(zhì)含量差異顯著（P<0.05），分別提高27.59%、13.79%～17.24%、28.41%～33.91%，玉米籽粒磷含量無(wú)顯著差異。第2年，與對(duì)照處理A1相比，A4、A5處理玉米籽粒氮含量，A2～A5處理玉米籽粒鉀含量，A4～A6玉米籽粒蛋白質(zhì)含量差異顯著（P<0.05），分別提高13.04%、10.34%～13.79%、7.96%～10.45%，玉米籽粒磷含量無(wú)顯著差異?？傮w看來(lái)A4、A5處理提升玉米籽粒的氮、磷、鉀、蛋白質(zhì)等養(yǎng)分含量。

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，翻壓綠肥配合化肥減量可以顯著提高玉米部分生育期莖葉及籽粒養(yǎng)分積累量，這與申田田等的研究結(jié)果［20-22］相似。化肥減施配合翻壓綠肥對(duì)玉米植株氮素養(yǎng)分積累的影響，第1年主要體現(xiàn)玉米生長(zhǎng)的前中期（拔節(jié)期、抽穗期），第2年則體現(xiàn)在成熟期。說(shuō)明綠肥翻壓土壤有機(jī)養(yǎng)分比例增加，改善玉米植株氮素養(yǎng)分的吸收與積累，隨著翻壓時(shí)間延長(zhǎng)，影響逐漸增大，養(yǎng)效后移。整體看來(lái)A4處理（綠肥翻壓+85%化肥）玉米氮素養(yǎng)分積累最高；化肥減施配合翻壓綠肥對(duì)玉米磷素養(yǎng)分積累僅在成熟期莖稈第1年A2（翻壓綠肥+100%化肥）處理、 ?第2年A6（翻壓綠肥+55%化肥） ??有顯著差異，無(wú)明顯規(guī)律，這可能與黃壤地區(qū)土壤磷特性有關(guān)；化肥減施配合翻壓綠肥對(duì)玉米鉀養(yǎng)分吸收與積累的影響最為明顯，對(duì)各生育期玉米莖、葉均有顯著影響，整體看來(lái)整體看來(lái)A4處理（綠肥翻壓+85%化肥）玉米鉀素養(yǎng)分積累量最高，第2年鉀素積累較第1年相比，有一定程度的提高，說(shuō)明隨綠肥翻壓年限增加，對(duì)玉米鉀素吸收與積累有促進(jìn)作用。

本研究中化肥減施配合翻壓綠肥對(duì)各時(shí)期玉米株高、莖粗、葉片數(shù)，以及玉米生長(zhǎng)狀況有不同程度的促進(jìn)作用，這與楊爽等的研究結(jié)果［23-25］相似。整體看來(lái)，無(wú)明顯規(guī)律性變化，可能與連續(xù)翻壓時(shí)間較短有關(guān)，通過(guò)處理間比較發(fā)現(xiàn)，A2處理（翻壓綠肥+100%化肥）對(duì)玉米植株生長(zhǎng)發(fā)育有較好促進(jìn)作用。本次試驗(yàn)中，化肥減施配合翻壓綠肥處理可有效提高玉米產(chǎn)量、籽粒養(yǎng)分，總體看來(lái)A4（綠肥翻壓+85%化肥）處理整體表現(xiàn)最好，為試驗(yàn)最優(yōu)處理。說(shuō)明化肥減施配合翻壓綠肥在貴州黃壤區(qū)玉米生產(chǎn)中有效可促進(jìn)玉米生長(zhǎng)發(fā)育、提高玉米產(chǎn)量、改善玉米籽粒的養(yǎng)分狀況。

貴州黃壤區(qū)化肥減施配合翻壓綠肥在玉米生產(chǎn)中可有效促進(jìn)玉米生長(zhǎng)發(fā)育，提高玉米產(chǎn)量，改善玉米籽粒的養(yǎng)分狀況。其中，就玉米生長(zhǎng)發(fā)育來(lái)看，A2處理（翻壓綠肥+100%化肥）效果最好；就玉米植株養(yǎng)分積累、籽粒養(yǎng)分含量、產(chǎn)量效果來(lái)說(shuō)，A4處理（翻壓綠肥+85%化肥）效果最好最佳；與第1年相比，第2年植株氮、素積累量、籽粒產(chǎn)量有一定程度的提高，說(shuō)明隨綠肥翻壓年限增加，對(duì)玉米部分養(yǎng)分吸收與積累有促進(jìn)作用。綜合來(lái)看，A4（翻壓綠肥+85%化肥）處理可考慮在貴州黃壤實(shí)際中生產(chǎn)利用。

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收 稿日期：2023-03-07

項(xiàng)目來(lái)源：貴州省科技支撐計(jì)劃（編號(hào)：黔科合支撐［2020］4Y100號(hào)）；貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院學(xué)術(shù)新苗培養(yǎng)及創(chuàng)新探索專項(xiàng)項(xiàng)目培育計(jì)劃（編號(hào)：黔科合平臺(tái)人才［2018］5768-06）；國(guó)家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（編號(hào)：CARS-22）。

作者簡(jiǎn)介： 廖 恒（1993—），男，貴州印江人，碩士，助理研究員，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究。E-mail：897379905@qq.com。

通信作者：姚單君，碩士，助理研究員，主要從事土壤肥料與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究。E-mail：y_danjun@163.com。