多年冬綠肥翻壓對玉米產量性狀的影響研究

代雪賓，田秀平，趙 秋

（1.天津農學院 農學與資源環境學院，天津 300384；2.天津市農業資源與環境研究所，天津 300192）

玉米是中國廣泛種植的作物之一，在中國糧食生產中占有重要地位，玉米產量的高低受很多因素影響，其中施肥是非常關鍵的影響因素。進入20世紀90年代后，隨著玉米生產中化肥施用量的逐年增加以及施肥方法的不合理，不但造成環境污染和土壤退化，也影響了玉米產量和品質的提高。隨著中國化肥使用量“零增長”計劃的實施，使用有機物料替代化肥得到很多學者的認可。綠肥是新鮮植物體作為肥料就地翻壓還田或異地施用的肥料，翻壓還田后可為下茬作物生長提供必需的營養元素，其在培肥地力、改善作物生長環境、改善下茬作物品質及提高產量等方面起到積極的作用[1-2]。研究表明，華北地區翻壓冬綠肥二月蘭，可以增加玉米產量，改善土壤肥力[3]，因此，本研究連續7年種植二月蘭、毛葉苕子、黑麥草、黑麥等進行冬綠肥翻壓還田，探討不同冬綠肥翻壓對下茬玉米產量性狀的影響，為示范推廣玉米冬綠肥的輪作模式提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

冬綠肥：二月蘭（EYL）、毛葉苕子（MSZ）、黑麥草（HMC）、黑麥（HM）。

玉米品種：“鑫1303”。

化肥：尿素（含N 46%）、磷酸二銨（含N 18%、P2O546%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

1.2 試驗設計

試驗設置對照空閑田（CK）、二月蘭（EYL）、毛葉苕子（MSZ）、黑麥草（HMC）、黑麥（HM）、毛葉苕子+二月蘭混播（MSZ+EYL）、毛葉苕子+黑麥草混播（MSZ+HMC）7個種植處理，隨機排列，3次重復，小區面積18 m2。

1.3 試驗概況

試驗在天津市武清區現代農業科技創新基地進行。供試土壤為潮土，土壤養分含量：有機質 18.47 g·kg-1、全氮 1.15 g·kg-1、全磷0.83 g·kg-1、全鉀 19.47 g·kg-1、堿解氮 66.78 mg·kg-1、有效磷21.05 mg·kg-1、速效鉀241.5 mg·kg-1、pH 8.01 和 EC222.0 μs·cm-1。

2012—2020年，在每年9月中下旬玉米收獲后播種冬綠肥，6個綠肥處理的播種量分別為二月蘭（EYL）45.0、毛葉苕子（MSZ）60.0、黑麥草（HMC）60.0、黑麥（HM）45.0、毛葉苕子+二月蘭混播（MSZ+EYL）30.0+22.5、毛葉苕子+黑麥草混播（MSZ+HMC）30.0+30.0 kg·hm-2。次年5月中下旬測定冬綠肥地上部生物產量，之后將冬綠肥收割，切碎成長度為2～3 cm的小段，翻壓到深10～15 cm的土壤中，下茬播種玉米。玉米施肥量為K2O 225.0 kg·hm-2、N 225.0 kg·hm-2、P2O545.0 kg·hm-2，1/3 氮肥和全部磷、鉀肥全部基施，在玉米小喇叭口期追施其余2/3的氮肥，每年玉米收獲期進行測產。本文根據2020年玉米測產數據進行分析。

1.4 數據分析

采用Excel 2010與SPSS 25.0軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 多年冬綠肥翻壓對下茬玉米果穗禿尖長度的影響

不同冬綠肥連續7年翻壓還田后，對下茬玉米果穗禿尖長度的影響不同（圖1）。其中對照（CK）處理的玉米果穗禿尖最長，顯著高于各冬綠肥翻壓處理，分別比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM增加18.13%、21.98%、16.48%、31.86%、35.71%、15.38%。在各冬綠肥翻壓處理中，HM和EYL+MSZ處理的玉米果穗禿尖長度顯著低于其他處理，其中EYL+MSZ處理的玉米果穗禿尖長度最短，分別比EYL、MSZ、HMC、HM和MSZ+HM處理的玉米果穗禿尖長度縮短21.48%、17.61%、23.03%、5.65%、24.02%。方差分析顯示，HM與EYL+MSZ處理之間差異不顯著，EYL、MSZ、HMC與MSZ+HM處理之間差異不顯著。

圖1 不同冬綠肥翻壓處理對下茬玉米果穗禿尖長度的影響

2.2 多年冬綠肥翻壓對下茬玉米穗粒質量的影響

不同冬綠肥連續7年翻壓還田后，對下茬玉米穗粒質量的影響不同（圖2）。EYL翻壓還田后，下茬玉米穗粒質量顯著提高，分別比對照（CK）、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM處理的穗粒質量提高了13.98%、4.36%、8.45%、10.23%、11.05%，顯著高于對照（CK）、EYL+MSZ和MSZ+HM處理，但與MSZ、HMC和HM處理之間差異不顯著。對照（CK）處理的穗粒質量最低，顯著低于其他處理，比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和 MSZ+HM 處 理的穗粒質量分別降低了13.98%、10.07%、6.04%、9.17%、4.18%、3.29%，其次為EYL+MSZ和MSZ+HM處理，后兩者之間差異不顯著。

圖2 不同冬綠肥翻壓處理對下茬玉米穗粒質量的影響

2.3 多年冬綠肥翻壓對下茬玉米百粒質量的影響

不同冬綠肥連續7年翻壓還田后，對下茬玉米百粒質量影響較大（圖3）。對照（CK）處理的玉米百粒質量最低，顯著低于各冬綠肥翻壓處理，分別比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM處理的百粒質量降低了11.33%、7.95%、5.68%、3.79%、4.54%、4.92%；EYL處理可顯著增加下茬玉米的百粒質量，除了與MSZ處理之間差異不顯著外，顯著高于其他處理；EYL+MSZ、MSZ+HM、HMC及HM處理之間差異不顯著。這說明冬綠肥翻壓還田后均可增加玉米的百粒質量。

圖3 不同冬綠肥翻壓處理對下茬玉米百粒質量的影響

2.4 多年冬綠肥翻壓對下茬玉米產量的影響

與對照（CK）處理相比，各冬綠肥翻壓處理均可顯著提高玉米產量（圖4），各處理玉米產量的高低順序為 EYL＞MSZ＞HM＞ HMC＞EYL+MSZ＞MSZ+HM＞CK，其中EYL處理的玉米產量最高，與其他處理差異顯著；其次是MSZ處理，玉米產量也與其他處理達到差異顯著水平；再次是HM處理，玉米產量顯著高于HMC、EYL+MSZ、MSZ+HM和對照（CK）處理；HMC處理的玉米產量也顯著高于EYL+MSZ、MSZ+HM和對照（CK）處理；對照（CK）處理的玉米產量顯著低于所有冬綠肥翻壓處理，分別比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM處理的玉米產量降低了17.05%、11.86%、6.68%、10.31%、4.59%、4.03%。

圖4 不同冬綠肥翻壓處理對下茬玉米產量的影響

3 結論與討論

試驗結果表明，與對照（CK）相比，不同冬綠肥連續7年翻壓還田后，均顯著縮短下茬玉米的果穗禿尖長度，增加玉米穗粒質量和百粒質量，提高玉米產量，以種植翻壓二月蘭（EYL）效果最為顯著，其次是毛葉苕子（MSZ）。研究結果表明，華北地區冬綠肥翻壓不僅可以使冬前土地閑置資源得到充分利用，還可以改善土壤環境、保護耕地、防止土壤風蝕、為下茬作物生長提供更豐富的營養物質，進而提高作物產量。

近年來，由于華北地區冬小麥種植面積減少，導致該地區冬閑耕地逐漸增加。華北地區冬季干旱少雪、空氣干燥，致使農田土壤風蝕加劇，造成土壤肥力下降，解決華北地區農田冬季裸露問題已是當務之急。綠肥在中國已有幾千年的種植歷史，且種植地區主要集中在南方，隨著中國化肥使用量“零增長”計劃的實施，種植綠肥越來越受到人們的重視，近幾年已快速向華北和東北地區推進。為促進綠肥的高效生產和合理翻壓，中國出臺了相關的綠肥種植補貼政策[4]。大量研究表明，種植綠肥不但能提供作物生長所需的養分，還能提高作物的株高和產量等[5]。在華北地區采用玉米冬綠肥輪作，冬綠肥不僅能解決冬季農田裸露的風蝕問題，第二年翻壓還田后還可改善土壤理化性狀，為下茬作物生長提供養分，促進作物生長，實現土壤休耕輪作、用地養地相結合，具有良好的發展前景。