控釋肥一次性基施對黑豆谷子帶狀復(fù)合種植產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

摘要 為選擇帶狀復(fù)合種植中高效施肥模式，通過3年田間定位試驗研究不同施肥模式對帶狀復(fù)合種植中黑豆和谷子產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響。黑豆谷子各設(shè)置4個施肥模式，分別為不施氮肥設(shè)對照（CK），農(nóng)戶施肥習(xí)慣設(shè)常規(guī)施肥，控釋肥設(shè)追肥處理，控釋肥一次性基施，黑豆選用低氮控釋肥，谷子選用高氮控釋肥。結(jié)果表明，施用控釋肥追肥及控釋肥基施處理顯著增加了帶狀復(fù)合種植中黑豆谷子產(chǎn)量及其構(gòu)成因素，較常規(guī)施肥產(chǎn)量增加了11.77%～19.39%、9.77%～12.63%，控釋氮肥一次性基施的效果與控釋肥追肥處理無顯著差異?？蒯尫室淮涡曰┊a(chǎn)投比最高為1.86，黑豆谷子帶狀復(fù)合種植中宜推廣省工高效的控釋肥一次性基施。

關(guān)鍵詞 谷子；黑豆；帶狀復(fù)合種植；控釋肥；產(chǎn)量

中圖分類號 F323.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）15-0160-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.035

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effect of One-time Basal Application of Controlled-release Fertilizer on Yield and Economic Benefit in Strip Compound Cropping System of Black Soybean and Millet

LIANG Ji-bao，WANG Rong， LI Rui et al

（Shenmu City Agricultural Technology and Promotion Center， Shenmu， Shaanxi 719300）

Abstract In order to select the high-efficiency fertilization mode in the belt compound planting， the effects of different fertilization modes on the yield and benefits of black bean and millet in the belt compound planting were studied through a 3-year field experiment. In this study， four fertilization models were set up for black soybean millet， respectively， No-N control （CK）， conventional fertilization for farmers， topdressing for controlled-release fertilizer， one-time basal application of controlled-release fertilizer and low-N controlled-release fertilizer for black soybean， high nitrogen controlled release fertilizer was used for millet. The results showed that yield and its components of black soybean millet were increased by 11.77%-19.39%， 9.77%-12.63% compared with the conventional fertilization， there was no significant difference between the effect of one-time basal application of controlled release nitrogen fertilizer and that of controlled release nitrogen fertilizer topdressing treatment. The highest yield-to-input ratio of controlled release fertilizer was 1.86 for single basal application. The one-time basal application of controlled-release fertilizer should be popularized in strip compound cropping system of black soybean and millet.

Key words Millet;Black soybean;Srip compound cropping system;Controlled release fertilizer;Yield

糧豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)是針對我國旱地間套多熟種植習(xí)慣，采用禾谷類和豆類帶狀間作套種方式，具有光合利用率高、氮素利用率高等優(yōu)點，集高效輪作、綠色增收、提質(zhì)增效三位一體，已成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的焦點。榆林是特色糧豆作物種植的主要區(qū)域，榆林市谷物常年種植面積在9.33萬hm2左右，豆類種植面積在10萬hm2左右，但由于榆林特色糧豆作物的生產(chǎn)技術(shù)研究基礎(chǔ)薄弱，生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求不配套，加之種植區(qū)域干旱嚴(yán)重，耕作管理粗放、栽培技術(shù)落后，嚴(yán)重制約了特色糧豆作物生產(chǎn)的發(fā)展和效益的發(fā)揮。谷子黑豆帶狀復(fù)合種植能夠?qū)崿F(xiàn)谷子、黑豆帶間輪作種植，解決了傳統(tǒng)種植中黑豆谷子凈作大小年的難題，大大降低了糧食產(chǎn)量與價格的波動。在實現(xiàn)谷子基本不減產(chǎn)，增加一季黑豆產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，解決了倒茬難題。

施肥作為田間管理方式中重要一環(huán)，能有效提高生產(chǎn)效率。其中控釋肥養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物需肥規(guī)律一致，采用控釋肥一次性施肥［1］，延緩了養(yǎng)分的釋放，肥效時間長損失少［2］，利用率更高［3］，能夠更好地滿足作物對養(yǎng)分的需求［4］。研究表明，施用緩控釋肥可以顯著改善作物農(nóng)藝性狀，提高千粒重和產(chǎn)量［5-7］。谷豆帶狀復(fù)合種植中作物需肥規(guī)律不一致、田間管理難度大，故研究其施肥種類及方式在當(dāng)前帶狀復(fù)合種植推廣中顯得尤為重要。當(dāng)前關(guān)于谷豆帶狀復(fù)合種植中肥料方面的研究鮮有報道，筆者通過設(shè)立不施氮肥、常規(guī)施肥、控釋肥一次性基施、控釋肥+追肥進(jìn)行3年對比試驗，分析其農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量，提出適于該地區(qū)谷豆帶狀復(fù)合種植高效施肥模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年開始在神木市旱作農(nóng)業(yè)試驗研究基地（110°30′56″E，38°45′19″N）進(jìn)行。此地為谷物豆類主栽區(qū)，土質(zhì)為黃綿土，土層深厚，質(zhì)地優(yōu)良。年平均日照2 876 h，平均氣溫8.5 ℃，全年≥10 ℃積溫3 345 ℃，年降雨量440.8 mm，無霜期169 d以上。試驗田海拔1 070 m，耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量6.11 g/kg，速效氮含量3.47 mg/kg，速效磷含量39.8 mg/kg，速效鉀含量221.1 mg/kg，pH 8.3，土壤保水能力弱。大田作物為一年一季，試驗地前茬為馬鈴薯。

1.2 試驗設(shè)計

采用大區(qū)定位試驗，谷子黑豆采用4∶4模式種植，其中谷子、黑豆行間距為40 cm，穴距均為20 cm，帶間距為60 cm，一個完整帶型寬幅為3.6 m。第二年進(jìn)行茬口輪換，即在上年谷子帶茬口上種植黑豆，黑豆茬口上種植谷子，實現(xiàn)谷子、黑豆帶間輪作種植。

谷子設(shè)置4種施肥模式：以不施氮肥為對照（CK），農(nóng)戶施肥習(xí)慣設(shè)常規(guī)施肥（CF，基施二銨450 kg/hm2，抽穗期追肥尿素150 kg/hm2），高氮控釋肥設(shè)追肥處理（GN+，2/3高氮控釋肥基施，追施1/3普通尿素）；高氮控釋肥一次性基施處理（GN，控釋肥一次性基施，不追肥），所有處理的磷肥和鉀肥用量相同，均作基肥一次性施入；黑豆設(shè)置4種施肥模式：不施氮肥為對照（CK），農(nóng)戶施肥習(xí)慣設(shè)常規(guī)施肥（CF，基施二銨300 kg/hm2），低氮控釋肥設(shè)追肥處理（DN+，2/3低氮控釋肥基施，鼓粒期追施1/3普通尿素）；低氮控釋肥一次性基施處理（DN，控釋肥一次性基施，不追肥），除CK外，所有處理磷肥和鉀肥用量相同，均作基肥一次性施入。

供試黑豆品種為神木雞腰白，保苗密度75 000株/hm2；谷子品種為晉谷21號，保苗密度均為180 000株/hm2。高氮控釋肥料采用龍蟒控釋肥（N∶P∶K=28∶6∶6），低氮控釋肥料采用龍蟒控釋肥（N∶P∶K=12∶18∶15）、陜復(fù)磷酸二銨（含P2O5 46%、含N 18%）、府谷尿素（含N 46%）和氯化鉀（含K2O 60%）5種肥料。采用種肥一體機(jī)進(jìn)行播種，人工除草間定苗。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。

收獲前在種植區(qū)內(nèi)按對角線中心點及等距延長點進(jìn)行5點取樣。黑豆在種植帶中間行隨機(jī)連續(xù)取5株，邊行取5株，共計取10株樣本測量株高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重等性狀；谷子取樣方法同上，測量穗長、穗粗、千粒重等性狀。小區(qū)實收計產(chǎn)量。用水分測定儀（PM-8188 NEW）測定籽粒含水量，黑豆、谷子均按13%含水量折算產(chǎn)量。

1.3.2 效益計算。

效益=產(chǎn)值-生產(chǎn)投入，產(chǎn)值為銷售收益，生產(chǎn)投入包括種子、肥料、微噴設(shè)施及水電費(fèi)、機(jī)械作業(yè)費(fèi)和田間管理投入等。每種模式產(chǎn)量、產(chǎn)值效益取各自輪作年限均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003整理數(shù)據(jù)，SPSS 19.0軟件方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 控釋肥料一次性基施對黑豆產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

黑豆干物質(zhì)的合成、積累、運(yùn)轉(zhuǎn)與分配直接影響后期產(chǎn)量的形成。由表1可知，施肥顯著提高了黑豆的株高、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重及產(chǎn)量?？蒯?追肥處理的黑豆產(chǎn)量3年中最高達(dá)1 359.80 kg/hm2，控釋處理為1 315.50 kg/hm2，較同年CK產(chǎn)量增加38.59%、34.07%，而同年常規(guī)施肥處理黑豆產(chǎn)量為1 138.95 kg/hm2，較不施氮肥處理增加16.08%。控釋+追肥處理與控釋處理較常規(guī)施肥顯著增加黑豆產(chǎn)量。從黑豆的產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量來看，控釋肥處理具有較好的增產(chǎn)效果，增產(chǎn)的原因是單株莢數(shù)、單株粒數(shù)及百粒重的增加?？蒯?追肥處理及控釋處理最高產(chǎn)較同年常規(guī)施肥分別增產(chǎn)19.39%、15.50%，說明帶狀復(fù)合種植需肥量較常規(guī)種植增加，增加施肥量增產(chǎn)幅度明顯。控釋+追肥處理與控釋處理增產(chǎn)差異不顯著，說明同等施肥量條件下，控釋肥一次性施用可滿足黑豆整個生育期所需。

2.2 控釋肥一次性基施對谷子產(chǎn)量的影響

不同施肥處理谷子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素差異顯著（表2），各施肥處理的穗粗、單穗重、穗長均顯著大于不施氮肥（CK）處理。各控釋氮肥處理的谷子產(chǎn)量顯著大于CK，提高幅度分別為21.04%～24.18%，其中控釋+追肥及控釋處理產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施肥處理，分別較常規(guī)處理增產(chǎn)12.40%～12.63%、9.77%～11.41%?？蒯?追肥處理與控釋肥處理的谷子產(chǎn)量差異不顯著。說明控釋肥一次性施用可滿足谷子生育期所需。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益評價

2.3.1 生產(chǎn)成本投入。

輪作系統(tǒng)中的生產(chǎn)成本包括肥料、作業(yè)費(fèi)（整地、收獲等）、其他投入（種子、農(nóng)藥、田間管理用工等）。2020—2022年黑豆和谷子生產(chǎn)成本因肥料價格、勞務(wù)費(fèi)等上漲而增加較快（表3）。

2.3.2 效益分析。

由表4可知，控釋+追肥處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值和生產(chǎn)投入均高于其他處理，但效益低于控釋肥一次性基施處理。產(chǎn)投比控釋肥一次性基施處理最高為1.86，控釋+追肥處理、CF、CK分別為1.78、1.58、1.61。綜合比較，控釋肥一次性基施處理優(yōu)于其他處理。

3 討論

施肥顯著改善作物農(nóng)藝性狀，增加產(chǎn)量，谷子、豆類常規(guī)施肥中以施用二銨、尿素為主，易溶解釋放，見效快，苗期作物吸收能力不足，用量小，肥料容易受反硝化、地表徑流、淋溶、揮發(fā)等損失［8-9］，后期如不追肥易造成作物缺肥，生長及產(chǎn)量受限。該試驗中，控釋肥一次性基施及控釋追肥處理黑豆谷子產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀較其他處理顯著增加，較對照增產(chǎn)幅度分別為23.75%～38.59%、21.04%～24.18%，較常規(guī)施肥產(chǎn)量增加了11.77%～19.39%、9.77%～12.63%，控釋加追肥處理效果略高于控釋肥一次性基施處理。呂嬌等［10-14］研究表明，控釋氮肥施用在大豆上的試驗結(jié)果與普通氮肥相比，具有明顯的增產(chǎn)效果，平均比對照提高21.69%～49.22%。關(guān)瑞［15］研究表明，控釋氮肥一次性基施處理谷子產(chǎn)量提高 5.8%～6.5%，谷子穗粗增加 7.8%～11.1%，經(jīng)濟(jì)效益提高 17.1%～19.9%。但控釋氮肥一次性基施比控釋氮肥基肥的追肥處理產(chǎn)量增加了2.8%～7.5%，經(jīng)濟(jì)效益高11.2%～14.0%，這與該研究結(jié)果不同。這可能是因為控釋肥一次性基施與控釋加追肥處理二者之間產(chǎn)量差距小，該研究3年數(shù)據(jù)均表現(xiàn)為控釋加追肥處理高于控釋肥一次性基施處理。

綜合產(chǎn)量、勞力及投入等因素，通過一次性基施控釋氮肥可以減少施肥次數(shù)和施肥量，達(dá)到節(jié)約成本投入的目的，同時又減少了肥料流失及造成的農(nóng)業(yè)面源污染。

4 結(jié)論

施用控釋肥可以顯著增加帶狀套種中黑豆谷子的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素，與常規(guī)施肥方式相比，施用控釋肥及控釋肥追肥處理的黑豆谷子產(chǎn)量增加了11.77%～19.39%、9.77%～12.63%，控釋氮肥一次性基施的效果與控釋肥追肥處理無顯著差異。產(chǎn)投比中控釋肥一次性基施最高為1.86，黑豆谷子帶狀復(fù)合種植中宜推廣省工高效的控釋肥一次性基施。

參考文獻(xiàn)

［1］ 張民，陳寶成，李成亮，等.控釋肥養(yǎng)分釋放與作物養(yǎng)分吸收同步性研究［C］//第二十二屆全國磷復(fù)肥行業(yè)年會論文集.成都：中國磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會，2015.

［2］ 張珍明，林紹霞，張清海，等.不同土地利用方式下草海高原濕地土壤碳、氮、磷分布特征［J］.水土保持學(xué)報，2013，27（6）：199-204.

［3］ 廖育林，魯艷紅，謝堅，等.紫云英配施控釋氮肥對早稻產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響［J］.水土保持學(xué)報，2015，29（3）：190-195，201.

［4］ 韓曉日.新型緩/控釋肥料研究現(xiàn)狀與展望［J］.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，37（1）：3-8.

［5］ 許海濤，王成業(yè)，劉峰，等.緩控釋肥對夏玉米創(chuàng)玉198主要生產(chǎn)性狀及耕層土壤性狀的影響［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，16（10）：66-70.

［6］ GUO L W，NING T Y，NIE L P，et al.Interaction of deep placed controlled-release urea and water retention agent on nitrogen and water use and maize yield［J］.European journal of agronomy，2016，75：118-129.

［7］ 朱寶國.控釋氮肥對土壤硝態(tài)氮和玉米植株全氮含量及產(chǎn)量的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2014，30（6）：220-223.

［8］ 王輝，王全九，邵明安.降水條件下黃土坡地氮素淋溶特征的研究［J］.水土保持學(xué)報，2005，19（5）：61-64，93.

［9］ 紀(jì)玉剛，孫靜文，周衛(wèi)，等.東北黑土玉米單作體系氨揮發(fā)特征研究［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2009，15（5）：1044-1050.

［10］ 呂嬌.包膜控釋尿素對玉米、大豆氮素吸收和產(chǎn)量的影響［D］.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

［11］ 焦曉光，羅盛國，劉元英.施用控釋尿素對大豆吸氮量及產(chǎn)量的影響研究［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2004，12（3）：100-103.

［12］ 倪麗，章建新，金加偉，等.氮肥施用對高產(chǎn)大豆根系、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響［J］.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，27（2）：36-39.

［13］ 代小冬，常世豪，楊育峰，等.不同氮肥組合和施肥方式對谷子生長和產(chǎn)量的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，43（11）：13-16.

［14］ 趙禹凱，王顯瑞，張立媛，等.谷子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報，2013，19（22）：21-23.

［15］ 關(guān)瑞.夏播谷子氮磷鉀配比及控釋氮肥一次性基施效應(yīng)研究［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.