不同施肥措施對夏玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響

李寶國 韓娟娟 許金英 王 剛 蘆俊朋

（1.德州市陵城區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣中心 山東德州 253500；2.中國農(nóng)業(yè)科學院德州鹽堿土改良實驗站 山東德州 253000）

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中， 化肥對糧食增產(chǎn)的貢獻率在40%以上[1]，但這并不意味著高化肥投入下高經(jīng)濟效益和高資源效率并存， 盲目過量施肥并沒有帶來作物產(chǎn)量的提高反而導致了土壤板結、酸化、耕層肥力下降等土壤質量問題及養(yǎng)分淋失、揮發(fā)、利用率低等資源浪費問題[2]。 在化肥產(chǎn)業(yè)轉型升級及化肥使用零增長、負增長的推動下，緩/控釋肥、增施有機肥、秸稈還田、 減少氮肥施用量等綠色增產(chǎn)模式被廣泛推廣應用，旨在協(xié)調養(yǎng)分供應與作物需求，提高肥料利用率，推進養(yǎng)分平衡供應[3]。

德州市陵城區(qū)地處魯西北平原， 屬于黃河沖積平原。 小麥—玉米種植面積在100 萬畝以上，是陵城區(qū)主要糧食作物。 2022 年陵城區(qū)作為山東省主要農(nóng)作物肥料試驗示范區(qū)之一， 為進一步了解有機無機配施、緩/控釋肥對夏玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響，在本區(qū)域內針對夏玉米進行了不同施肥措施效果試驗，以期為陵城區(qū)減肥增效、合理施肥提供技術支撐的同時提高農(nóng)戶決策水平。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

于2022 年6-10 月在德州市陵城區(qū)神頭鎮(zhèn)后張店村開展不同種類肥料田間應用效果試驗。 該地區(qū)氣候屬暖溫帶大陸性季風型， 年平均氣溫12.9℃，年平均降水量547.5 mm。供試土壤為潮土，試驗前耕層土壤pH 為8.06，有機質含量為13.54 g/kg，全氮含量為1.11 g/kg，速效磷、有效鉀含量分別為22.68 mg/kg和164 mg/kg。作物種植方式為小麥—玉米輪作，秸稈全部還田。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為國欣171。 供試肥料為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O512%）、硫酸鉀（K2O 50%）、控釋肥（26∶10∶10）、牛糞（干基N∶P2O5∶K2O 為2.22∶1.75∶2.87，含水量55%）。

1.3 試驗設計

本試驗共設配方肥、緩/控釋肥、緩/控釋肥減氮10%、有機無機配合施肥及有機無機配施減氮10%共5 個處理。 緩/控釋肥由控釋尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀摻混而成，有機無機配施比例為有機肥氮30%、化肥氮70%。 每個處理中P2O5、K2O 投入量分別為5 kg/畝、6 kg/畝， 緩/控釋肥處理及有機無機配施中按施氮量帶入的磷鉀量不足的用化肥磷鉀 （過磷酸鈣及硫酸鉀）補足。 每個處理設3 次重復，采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積48 m2（4 m×12 m）。 試驗區(qū)域外圍設置1 m保護行，各處理間設置0.5 m 間隔距離。 播前將肥料在每個小區(qū)均勻撒施后播種， 田間管理同當?shù)卮筇锶粘９芾怼?具體施肥量見表1。

表1 不同處理田間施肥量

1.4 測定項目與方法

1.4.1 植株全氮、全磷、全鉀 玉米收獲期于各小區(qū)取3 株具有代表性的玉米植株， 置烘箱中105℃殺青，75℃烘干至恒重后粉碎， 采用H2SO4-H2O2消煮，分別用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法、火焰光度法測定植株和籽粒全氮、全磷、全鉀含量。

1.4.2 收獲計產(chǎn) 玉米成熟期， 在每小區(qū)采集具有代表性的2 行（16 m2）玉米，脫粒稱量計產(chǎn)，并用烘干法測定籽粒含水量。 同時調查產(chǎn)量構成因素。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 進行數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析。

收獲指數(shù)=籽粒吸氮量/地上部吸氮量

形成100 kg 玉米籽粒吸氮量=地上部吸氮量/籽粒產(chǎn)量×100 kg

氮素偏生產(chǎn)力（PEP）=籽粒產(chǎn)量/施氮量

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響

由表2 可知，施用緩/控釋肥處理的產(chǎn)量最高，為796.85 kg/畝；其次是緩/控釋肥減氮10%、有機無機配施、有機無機配施減氮10%處理；配方肥處理產(chǎn)量最低，為715.03 kg/畝。 與同種類型肥料減氮10%處理相比，緩/控釋肥較減氮10%處理增產(chǎn)0.6%，有機無機配施較減氮10%處理增產(chǎn)5.0%。 在同等施肥量下，與配方肥處理相比，緩/控釋肥處理增產(chǎn)11.4%、有機無機配施處理增產(chǎn)9.6%。

表2 不同施肥處理產(chǎn)量構成因素

從產(chǎn)量構成來看，緩/控釋肥處理玉米百粒重最高，為40.94 g；有機無機配施處理次之，為40.57 g；配方肥處理百粒重最低，為39.24 g。與同種類型肥料減氮10%處理相比，緩/控釋肥較減氮10%處理百粒重增加0.66 g， 有機無機配施較減氮10%處理增加0.32 g。緩/控釋肥減氮10%處理穗粒數(shù)最高， 為512.95 粒，較緩/控釋肥處理增加1.1%； 配方肥處理穗粒數(shù)最低，為474.47 粒；有機無機配施處理為503.76 粒，較其減氮10%處理提高4.2%。

2.2 不同處理對玉米養(yǎng)分吸收利用的影響

收獲指數(shù)（NHI）反映了作物同化產(chǎn)物在籽粒和營養(yǎng)器官上的分配比例。 由表3 可知，收獲指數(shù)表現(xiàn)為有機無機配施及其減氮10%處理>緩/控釋肥及其減氮10%處理>配方肥處理，其中有機無機配施減氮10%處理的收獲指數(shù)略大于有機無機配施， 緩/控釋肥減氮10%處理的收獲指數(shù)略大于緩/控釋肥處理。

表3 不同處理對玉米養(yǎng)分吸收利用的影響

形成100 kg 玉米籽粒吸氮量數(shù)據(jù)表明， 施氮量及氮肥類型影響玉米地上部的養(yǎng)分吸收。 每形成100 kg 玉米產(chǎn)量，緩/控釋肥處理玉米地上部吸氮量最高，為1.87 kg，較其減氮10%處理吸氮量提高8.4%；配方肥處理次之，為1.80 kg；有機無機配施處理吸氮量為1.78 kg，較其減氮10%處理提高3.1%。

氮素偏生產(chǎn)力（NP）為作物產(chǎn)量與施氮量之比，表征作物吸收了土壤供氮和肥料中的氮素之后產(chǎn)生的邊際效應。由表3 可知，氮素偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為緩/控釋肥減氮10%>有機無機配施減氮10%>緩/控釋肥>有機無機配施>配方肥，其中緩控釋肥減氮10%處理為4.52 kg/kg，較配方肥處理高0.85 kg/kg、較緩/控釋肥處理高0.43 kg/kg；有機無機配施減氮10%處理較有機無機配施高0.23 kg/kg。

2.3 不同處理經(jīng)濟效益分析

由表4 可知， 不同施肥處理總產(chǎn)值為1 858.1～2 059.2 元/畝，肥料投入成本為109.3～229.4 元/畝，其中緩/控釋肥處理肥料投入成本最高，為229.4 元/畝，較配方肥處理肥料投入高109.9%。 其他投入成本中因為機肥無機配施及其減氮10%處理需要額外投入人工撒施有機肥， 因此略高于配方肥及緩/控釋肥處理。扣除肥料及其他投入成本，緩/控釋肥減氮10%處理凈收益最高，為1 195.7 元/畝，較配方肥處理增收8.8%； 有機無機配施減氮10%處理凈收益最低，為1 024.9 元/畝，較配方肥處理減收6.7%。

3 討論與結論

本試驗結果表明，緩/控釋肥處理及緩/控釋肥減氮10%處理較配方肥處理產(chǎn)量分別提高11.44%和10.82%， 凈產(chǎn)值較配方肥處理分別提高8.42%和8.84%；有機肥無機配施處理及有機無機配施減氮10%處理較配方肥處理產(chǎn)量分別提高9.60%和4.34%，凈產(chǎn)值較配方肥處理分別提高1.93%和-6.71%；緩/控釋減氮10%處理氮素偏生產(chǎn)力最高， 且與配方肥處理相比收獲指數(shù)較高。因此在增產(chǎn)增收角度考慮，緩/控釋肥減氮10%處理是減少資源浪費、 提高農(nóng)民經(jīng)濟收入的有效施肥措施。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中， 緩/控釋肥處理及其減氮10%處理肥料投入成本分別為229.4 元/畝和213.2 元/畝，比配方肥處理分別高120.1 元/畝和103.9 元/畝，較高的經(jīng)濟成本可能會降低農(nóng)民的施用意愿。 因此緩/控釋肥生產(chǎn)企業(yè)在篩選膜材料時除了考慮提高肥料利用率、減少環(huán)境污染外，還應該加強技術研發(fā)，降低生產(chǎn)成本。

有機無機配施是當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、減少化肥施用、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要生產(chǎn)模式。 本研究若只考慮肥料投入成本與總產(chǎn)值之間的關系，有機無機配施處理凈產(chǎn)值最高，是農(nóng)民傾向較大的施肥方式之一。 但是若考慮人工成本在內，受施肥便捷性和勞動力限制，農(nóng)民選擇配方肥的意愿可能性更大。 因此未來有機無機配施綠色種養(yǎng)循環(huán)模式大面積推廣應該建立在有機肥撒施機械化的基礎上。