“水肥一體化+ 有機替減無機”模式對河西灌區制種玉米產量及耕地基礎地力的影響

趙 蕊 毛 濤 付忠衛 師偉杰 毛森煜 王占海 王勤禮

（1.張掖市耕地質量建設管理站 甘肅張掖734000；2.張掖市甘州區農業技術推廣中心 甘肅張掖734000；3.臨澤縣農業技術推廣中心 甘肅臨澤734200；4.高臺縣農業技術推廣中心 甘肅高臺734300；5.河西學院 甘肅張掖734000）

張掖市地處甘肅省河西走廊中部，憑借得天獨厚的自然條件和區位優勢已成為我國最大的雜交玉米種子生產基地。隨著制種產業的發展，生產基地多年重茬耕地連作障礙凸顯，制種玉米產量、質量與效益持續增長乏力，一定程度上制約了當地農民增收和農村經濟的快速健康發展。為有效緩解基地掠奪式生產經營和耕地負荷過重的問題，合力破解河西灌區玉米制種產業質量與效益增收瓶頸，有力提升制種產業綜合生產能力和市場競爭力，2019 年在河西灌區制種玉米主要生產基地張掖市甘州區、臨澤縣和高臺縣三縣（區）開展了“水肥一體化+有機替減無機”模式試驗研究，通過分析增施商品有機肥,減少化肥用量對制種玉米產量的影響，科學確定有機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基地的張掖市甘州區黨寨鎮田家閘村（L1）、臨澤縣鴨暖鎮五泉村（L2）、高臺縣巷道鎮東聯村（L3）3 地進行。試驗地塊地勢平坦，水肥一體化設施配備齊全；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，土壤質地為壤質，肥力均勻中上水平（表1）。

1.2 試驗材料

試驗用的商品有機肥均符合農業行業標準“NY 525-2002”，有機質≥45%、總養分（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”標準，大量元素含量（N＋P2O5+K2O）≥50.0%。指示作物均為制種玉米。

表1 各試驗點耕層土壤（0～20 cm）養分情況

1.3 試驗設計

試驗設6 個處理，3 次重復，小區隨機排列。各處理設置（表 2）：處理 1 為施當地推薦配方肥（CK）；處理2 為施商品有機肥300 kg/畝+95%當地推薦配方肥；處理3 為施商品有機肥300 kg/畝+90%當地推薦配方肥；處理4 為施商品有機肥500 kg/畝+95%當地推薦配方肥；處理5 為施商品有機肥500 kg/畝+90%當地推薦配方肥；處理6 為施商品有機肥500 kg/畝+85%當地推薦配方肥。

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月中旬田間布設試驗小區，噴施除草劑，施基肥旋耕，覆膜鋪設滴灌帶；按照制種玉米生產要求錯期人工點播，母本株距22 cm；父本為滿天星，7月上旬去雜抽雄，9月底考種測產收獲。全生育期滴水10～12 次，各試驗小區通過文丘里施肥器進行滴施肥料，除施肥嚴格按照試驗設計執行外，其他農事操作均保持一致。

1.5 測定項目與方法

制種玉米成熟后每小區隨機選取5 點，每點連取10 株，分別測定株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數等指標；稱量取樣的50 株制種玉米果穗質量，將果穗帶回室內，待風干后測定千粒重；將50 株制種玉米果穗質量折算成制種玉米畝產量（鮮果穗），并進行方差分析和LSR 多重比較；土壤養分遵照《土壤分析技術規范》進行檢測。

2 結果與分析

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，每個試驗點的各個處理間制種玉米生育期表現基本一致，無明顯差異；而3 個試驗點因制種玉米品種和試驗地點不同，生育期表現有所差異。

2.2 不同處理對制種玉米主要經濟性狀的影響

從田間測產結果（表 4）可知，L1、L2、L3在 3 個試驗點株高分別為處理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，穗行數分別為處理 2、處理4、處理 4（處理 5）最多，行粒數分別為處理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。各試驗點的各個處理對制種玉米主要經濟性狀指標值的影響表現不一致，但是處理4 提高制種玉米經濟指標的表現最為突出，處理2 和處理5 次之。

表2 各試驗點制種玉米推薦施肥配方

表3 各試驗點制種玉米生育期記載

表4 各試驗小區制種玉米主要經濟性狀指標測定值

2.3 不同處理對制種玉米產量的影響

從各小區產量結果（表5）可知，各試驗點均為處理4畝產量（鮮穗）最高，其中L1點畝產量達1 100.0 kg，較CK 增產 67.8 kg，畝增產 6.57%；L2點畝產量達1 021.9 kg，較 CK 增加 62.3 kg，畝增產 6.50%；L3點畝產量達 971.7 kg，較 CK 增加 70.8 kg，畝增產7.86%。各試驗點畝產量比較L1點處理4＞處理2＞處理 5＞處理 1＞處理 3＞處理 6；L2點處理 4＞處理 5＞處理 2＞處理 3＞處理 1＞處理 6；L3點處理 4＞處理 5＞處理 3＞處理 2＞處理 6＞處理 1。

2.3.1 各試驗點不同處理制種玉米產量結果分析經過對各個試驗點的各處理小區產量進行方差分析和多重比較得出 （表 5），L1、L2和 L33 個試驗點上各個處理的重復間差異均不顯著，L1和L2兩個試驗點上各個處理間差異達極顯著水平，L3各處理間差異達顯著水平。其中，L1點處理 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 各處理多點試驗制種玉米產量結果分析 通過分析各處理在L1、L2和L33 個試驗點上制種玉米小區產量 （表 6） 可知，處理 4 平均產量最高，達1 031.1 kg/畝，較 CK 增產 6.94%；處理 5 和處理 2 畝產量相當，分別較CK 增產4.05%和4.00%。經聯合方差分析（表7）和多重比較可知，處理間差異達到極顯著水平，其中處理4 與CK、處理3 間差異達極顯著水平，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 個試驗點上制種玉米平均產量較CK 增產效果極顯著，處理6 平均產量相較CK 顯著減少，處理1 與處理3 之間產量差異不顯著。

表5 各試驗小區制種玉米產量結果

表6 各處理多點試驗制種玉米平均產量結果

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

綜上可知，處理4、處理5、處理2 制種玉米產量較高，與處理1 呈極顯著差異，且回歸系數大于1，說明處理4、處理5、處理2 為高產穩產型處理；處理3與CK 產量差異不顯著，且回歸系數較小，說明處理3在不利的試驗條件下不會高產，且產量低于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量；處理6 產量最低，與對照呈顯著差異，且回歸系數最小，說明處理6 為低產不穩產型處理。

表7 各處理多點試驗產量方差分析

表8 各處理對制種玉米增產穩定性的分析

2.4 不同處理對制種玉米經濟效益的影響

從各試驗點不同處理制種玉米經濟效益分析結果（表9）可知，處理2～處理6 雖然較CK 均有不同程度的增產增收效果，但是由于增施的商品有機肥料投入遠遠高于減施化肥的成本，致使畝效益和產投比均低于CK。

2.5 各處理對耕地基礎地力變化的影響

2.5.1 對pH 的影響 通過制種玉米成熟采收后小區耕地（0～20 cm）土壤基礎養分測定（表 10）可知，各試驗點土壤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。說明增施商品有機肥可適度降低土壤酸堿性。

表9 各處理小區制種玉米經濟效益分析

2.5.2 對有機質的影響 由表10 可知，各試驗點土壤有機質含量以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。說明增施商品有機肥可以明顯提高耕層土壤有機質含量，且土壤有機質的含量隨著商品有機肥料施用量的增加而增加。

2.5.3 對速效養分的影響 由表10 可知，各試驗點處理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。說明增施商品有機肥可明顯提高耕地基礎養分，同時在增施商品有機肥的基礎上適度減少化肥用量不會降低耕層土壤的基礎地力。

表10 各試驗點不同處理耕地基礎地力情況

3 小結與討論

試驗中“商品有機肥500 kg/畝+95%當地推薦配方肥”“商品有機肥500 kg/畝+90%當地推薦配方肥”和 “商品有機肥300 kg/畝+95%當地推薦配方肥”較對照有顯著的增產效果，分別平均增產6.94%、4.05%和4.00%，且這3 個處理屬于高產穩產型；“商品有機肥300 kg/畝+90%當地推薦配方肥”處理的產量與對照差異不明顯，但在農業生產條件較好的區域也可獲得較好的產量；“商品有機肥500 kg/畝+85%當地推薦配方肥”處理產量和效益遠低于對照。“畝增施商品有機肥300～500 kg 且減少化肥用量5%～15%”可不同幅度的提高耕地基礎養分，提高耕地地力水平。

從作物產量效益和耕地質量等方面綜合考慮，在制種玉米水肥一體化種植模式下，畝增施300～500 kg 商品有機肥可替減5%～10%的當地推薦化肥使用量。因此，建議在河西制種玉米生產區大力推廣“水肥一體化+有機替減無機”模式，且以每畝施300～500 kg 商品有機肥替減5%～10%化肥為宜。通過有機替代、無機減量，推進耕地質量保護與提升，降低化肥對環境生態的隱形污染，促進河西走廊制種玉米產業綠色轉型高質量發展。