基于玉米種植中減肥增效技術的實踐研究

徐守軍

低成本的無機肥在我國農業領域中應用廣泛，但過量施加無機肥不僅無法確保玉米植株養分供給，還會對土壤理化性質造成嚴重影響[1-2]。因此，需減少無機肥施加量，將施加有機肥作為減少肥料施加量、提高玉米產量的重要途徑。

1 玉米全生命周期減肥增效技術

1.1 種植前施加底肥

研究表明，玉米種植前施加不超過600 kg/hm²底肥，能夠有效提高肥料利用率，確保玉米生長前期擁有足量養分。底肥應當優先選用玉米專用緩效性底肥。雖然緩效性底肥在土壤中揮發效率比速效性底肥低，但玉米生長期間的營養攝入量也是緩慢、逐漸增加的[3]，倘若施加速效肥，可能導致土壤富營養化現象發生。

1.2 苗稈期追肥

玉米進入苗稈期后，莖稈細胞分裂快速，對養分的需求增加。在玉米拔節期前施加600 kg/hm²氮肥，能夠有效提高玉米韌性。對于早熟玉米品種，施加壯稈肥可以避免玉米植株生長至一定高度后被吹倒。不同肥料對玉米植株的作用不同，氮肥促進玉米良好生長，鉀肥促進籽粒重提升，磷肥促進干物質積累。減肥增效策略下，需根據玉米生長不同時期的特點，選擇針對性施肥方式，提高肥料的利用率。

1.3 攻苞期追肥

玉米攻苞期需要施加675 kg/hm²速效氮肥，提高玉米單穗重，進而提高玉米產量。減肥增效策略下，需要根據土壤理化性質以及玉米生長情況綜合考量肥料施加量。土壤理化性質良好的種植區域，可適當減少速效氮肥施加量；土壤理化性質較差的地區，需適當追肥。若玉米長勢旺且土壤情況良好，則無需施加肥料[4]。肥料施加期間，需做好田間管理工作，如除草等，避免非農作物與玉米爭搶養分，導致無法發揮肥料的全部肥力。

2 有機肥和無機肥對夏玉米籽粒產量的影響

研究表明，農家肥以及秸稈還田生產有機肥投入玉米種植中，能夠促進產量提升近9％。若采取有機肥和無機肥配施策略，產量將進一步提升2.3％。研究人員在不同地區試驗發現，有機肥中的農家肥促進玉米產量提升效果最好，甚至高達49％。產生上述現象的主要原因在于有機肥料作用于土壤后會緩慢釋放氮素，而玉米生長期間對氮素吸收也是緩慢增加的，因此有機肥料的應用價值一定程度上可以媲美無機肥。

研究人員在相同種植條件下應用不同施肥策略試驗發現，利用有機肥處理玉米后，產量增幅明顯高于單獨施加無機肥[5]。少數試驗區域在玉米播種第65天和第90天出現長勢稍欠的現象，產生上述現象的主要原因在于玉米播種第65天和第90天對氮素需求大幅提高，而試驗中沒有進行追肥操作，無法滿足部分玉米植株對氮素的需求，致使生長受到抑制。有機肥是促進玉米產量提高的關鍵，結合玉米生長不同周期以及土壤理化性質落實有機肥和無機肥配施策略是實現減肥增效的關鍵。

2018年甘肅省會寧縣中川鎮玉米種植試驗中，當地農戶分別在2個試驗田采取2種不同的肥料施加策略，一種為240 kg/hm²，另一種為120 kg/hm²。收獲時發現，無論施加多少氮肥，玉米籽粒產量都能夠達到最高水平。對玉米營養/生殖器官氮素積累量進行數據監測發現，氮肥既不會對玉米氮素積累量產生影響，也不會影響干物質積累量。

2019年中川鎮農戶第2次種植試驗中，將施肥策略改為有機肥和無機肥配施、無機肥單施。有機肥和無機肥配施后，氮肥減施27.8％，肥料利用率整體提高21.2％，產量提升24.5％。上述現象說明，有機肥與土壤理化性質、玉米養分供應具有較大關聯；在玉米生長各個周期，采用有機肥和無機肥配施，能有效減少化肥施加量，充分發揮肥料效用，增加玉米產量。

3 有機肥和無機肥對土壤理化性質的影響

氮素是評判土壤肥力的重要指標，也是提升玉米產量的重要因素。從宏觀角度來看，我國南北方地區土壤氮素含量不同，通常北方地區氮素損耗情況相對較重，因此在北方種植農作物期間會大量投入無機肥作為提高玉米產量的關鍵途徑[6]。長期施加無機肥會導致土壤全氮含量下降，對土壤造成嚴重影響。

施加有機肥是提高土壤肥力、避免對土壤理化性質造成侵害的重要途徑。英國某實驗站在長達120年的連續定位試驗中發現，試驗田1不添加有機物，土壤中的總氮量僅上升0.02％；試驗田2每次在農作物種植期間施加有機肥，最終土壤總氮量得到有效改善。上述現象說明，長期單施無機肥會對土壤理化性質造成嚴重影響，而施加有機肥則會為土壤帶來豐富的碳元素、氮元素等營養成分[7-8]。

我國長期定位試驗也有類似數據結果證實這一現象。以我國甘肅省西北地區為例，研究人員試驗發現，采用有機肥與無機肥配施的方式能夠有效提高土壤中的有機碳含量以及總氮含量，提高土壤對氮素的固持能力，避免氮素短時間內大量流失[9]。

有機碳是影響土地種植質量的因素之一。相比于無機肥，有機肥能夠為土壤帶來大量的碳源，不僅能顯著提高土壤中微生物活性，還能夠確保土壤內碳素維持平衡。我國農業領域中，通過施加有機肥以及秸稈還田，能夠有效提高土壤有機碳庫容，為農作物生長提供養分的同時，減少溫室氣體的排放[10]。根據我國某地區18年定位試驗發現，相比于單獨施加無機肥，施加有機肥能夠提高種植區域土壤碳含量0.18 g/kg，且有機肥與無機肥配施效果更為明顯。

從土壤組織結構角度來看，團聚體是土壤的基本組成部分，團聚體的物理性質會影響有機碳的周轉速率。國外學者在小麥與玉米的輪作試驗中發現，施加有機肥能夠有效提高土壤大團聚體的含量，而大團聚體中有機碳含量相對較高，因此施加有機肥能夠有效提高土壤中有機碳含量[11]。

根據上述現象可以得出，有機肥在改善土壤理化性質、增加土壤中氮元素和碳元素等方面具有十分突出的應用價值。要想在玉米種植領域中實現減肥增效，需要重視有機肥的施加，還需根據玉米生長不同周期對營養元素的需求以及土壤理化性質進行有機肥和無機肥配施。采取上述方式可減少無機肥施加量，提高肥料利用效果，促進玉米產量顯著提高。

4 試驗設計

試驗田采用裂區設計原則，分別在3個試驗區種植相同玉米品種。施肥方式：試驗田A，有機肥和無機肥配施；試驗田B，單施有機肥；試驗田C，單施無機肥。其中，有機肥為試驗基地周邊農村地區提供的完全腐熟牛糞。種植密度為75 000株/hm²。2020年6月9日播種，9月24日收獲。

分別在玉米播種前以及玉米完熟期進行土壤取樣，土壤取樣深度為180 cm。將采樣得到的土壤樣品分成2份：1份自然風干，測定各微量元素含量；1份冷凍于-20 ℃環境下，測定硝態氨及銨態氮含量。在完熟期收獲一定數量的玉米并進行曬干處理，測量玉米穗粒數、千粒重等產量指標。

5 試驗結果

長期定位施肥條件下，有機肥和無機肥配施、單施有機肥、單施無機肥會對土壤物理性狀產生不同影響。本次試驗中，有機肥和無機肥配施、單施有機肥能夠降低0～40 cm土層的土壤容重，單施無機肥對土壤容重的改善程度無明顯差異。隨著土壤深度增加，有機肥和無機肥配施、單施有機肥的土壤容重改良效果并不明顯，單施無機肥的土壤容重改良效果較為明顯。

上述現象表明，單施無機肥不會對上層土壤物理性狀產生較大影響，但會對下層土壤產生嚴重影響。若農戶單施無機肥后認為沒有明顯改善土壤物理性狀便進行追肥，會對土壤造成嚴重侵害。有機肥在改良上層土壤的同時，不會對下層土壤造成侵害，能夠穩定土壤整體結構，營造良好的生長環境。

如表1所示，試驗田A、試驗田B碳元素主要分布在40 cm以內的土層，越接近上層土壤，碳元素含量越高，40～80 cm土層的有機碳含量并未出現明顯的變化趨勢。試驗田C碳元素分布趨勢與試驗田A、試驗田B相似，但碳元素含量相比試驗田A、試驗田B分別低55.11％、64.45％。上述現象表明，單施無機肥雖然能夠提高土壤中碳元素含量，但效果遠遠不如有機肥和無機肥配施、單施有機肥。減少無機肥施加量、提高有機肥施加量是顯著發揮肥料應用效果的重要途徑。

在對3個試驗區土壤剖面氮素分布的試驗中發現，試驗田A、試驗田B硝態氮含量最高的土層為0～10 cm以及10～20 cm，而試驗田C硝態氮含量在上述深度的土層中相對較小。當土壤深度不斷增加，試驗田C硝態氮含量相比于試驗田A、試驗田B顯著增加，如表2所示。

上述現象表明，單施無機肥會導致氮元素從土壤上層向土壤深層遷移，不僅難以滿足玉米植株正常的氮素需求，還可能對深層土壤理化性質產生不利影響。因此，單施無機肥無法滿足玉米植株生長期間對氮素的需求，且會導致氮元素從土壤上層向土壤深層遷移，無法確保肥料充分發揮應用價值。

長期定位施肥條件下，有機肥和無機肥配施、單施有機肥、單施無機肥會對玉米籽粒產量產生不同影響。由表3可知，試驗田A、試驗田B的產量高于試驗田C，試驗田A比試驗田C高2 242.8 kg/hm²，試驗田A與試驗田B的產量接近。上述現象表明，合理的施肥策略能夠有效提高玉米產量，有機肥和無機肥配施的增產效果最佳。

6 結論

要想實現玉米種植減肥增效，需要減少無機肥施加量，將施加有機肥作為玉米植株生長的重要營養供應方式。根據土壤理化性質以及植株生長需求進行有機肥和無機肥配施，可促進玉米產量提升。

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