水基共聚物–生物炭復合材料包膜尿素制備及其性能

陳松嶺，蔣一飛，巴 闖，楊 明，鄒洪濤，張玉龍

（沈陽農業大學土地與環境學院/農業部東北耕地保育重點實驗室/土肥資源高效利用國家工程實驗室，遼寧沈陽 110866）

施肥是提高農作物產量最迅速、有效的方法之一。據聯合國糧農組織 (FAO) 的統計，糧食產量的增加有50%歸功于化學肥料的施用，其中又以化學氮肥的貢獻最為顯著[1]。然而過量或不當的施肥導致肥料利用率較低，同時還造成了土壤、水體的嚴重污染，也導致了能源、財力的巨大浪費[2–4]。

大量研究表明，有機高分子聚合物包膜緩釋肥料具有良好的控釋功能，能夠顯著提高肥料利用效率[5–6]。但此類聚合物包膜材料在制備時大多采用有機溶劑，而這些有機溶劑存在著因揮發導致的環境污染及成本較高等問題[7–9]。同時在此基礎上制備的有機高分子聚合物包膜緩釋肥料大多難以降解，殘留的有機聚合物空殼勢必對土壤造成二次污染[10–12]。而水因其來源廣泛、環境友好等特點成為包衣工業中代替有機溶劑的重要發展方向[13]，因此，以水為溶劑制備價格低廉、對環境友好的水基高分子聚合物包膜肥料成為近年來研究的熱點[14]。

聚乙烯醇 (PVA) 無毒無害，是已知的可通過環境微生物降解的包膜材料之一[15–16]。但純聚乙烯醇膜材料在耐水性、熱塑性及降解性等方面表現不夠理想[17]。因此，需要通過其改性來改善膜材料特性[18]。如有學者用草酸、戊二醛等化合物改性聚乙烯醇，并得到相應的交聯聚合物，由于羧基和醛基的親水性較強，因而形成的交聯結構致密性高，其滲透通量也就比較低[19]。同時，于洋等[17]研究表明對聚乙烯醇分子中吸水性的羥基官能團進行掩蔽，能夠提高其成膜的耐水性和緩釋性能。聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)具有優良的溶解性、低毒性、成膜性和化學穩定性，同時連接在PVP主鏈上的C=O可以通過氫鍵作用鍵合更多–OH離子，與PVA有較好的相容性，兩者共聚后能夠顯著改善膜材料的物理特性[20–21]。

生物質炭具有高度的孔隙結構，可以增加土壤孔隙度及增強土壤保水能力，降低土壤容重[22–24]，同時生物炭也可以作為支撐材料為植物提供養分[24]。也有研究指出，生物炭的添加能夠吸附溶出的養分離子，減少淋失，也可以吸附土壤微生物，而這些微生物又可以改變膜材料中有機物的降解速度[25]。此外，生物炭作為一種潛力巨大的膜材料，能夠有效增強膜材料的機械強度，延長養分釋放周期[26]。然而，關于以PVA、PVP和生物炭為基礎制備的水基共聚物–生物炭復合膜材料性質的研究卻鮮有報道。

因此，本研究采用來源廣泛、環保、廉價易得的PVA、PVP及生物炭為原料，以水為溶劑，以有機高分子共聚理論為基礎，采用溶液共聚技術制備水基共聚物–生物炭復合包膜材料及包膜尿素，探討各組分適宜配比對水基共聚物–生物炭復合包膜材料及包膜肥料緩釋性能的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

所用試劑的純度為分析純。聚乙烯醇 (分子量

1750，純度大于90%，國藥集團化學試劑有限公司)，聚乙烯吡咯烷酮 (國藥集團化學試劑有限公司)，硫酸銨 (分子量132.14，國藥集團化學試劑有限公司)，變色硅膠 (水分小于5%，上海新火硅膠廠)，供試包膜尿素核芯為大顆粒尿素 (山西天澤煤化工集團股化公司，總氮46.4%)，包膜尿素X(由心連心化肥有限公司提供,總氮43.6%)，生物炭原料(玉米秸稈) 采自沈陽農業大學校內科研基地。

1.2 水基共聚物–生物炭復合包膜材料及包膜尿素的制備

1.2.1 水基共聚物–生物炭包膜材料的制備

1.2.1.1 生物炭的制備 玉米秸稈樣品采自常規大田，剪成小段，于70℃下烘干，然后用粉樣機粉碎，過0.425 mm篩，在使用前再進行次烘干處理。稱取粉碎好的原料20.0 g放入瓷坩堝中，置于SXL-1016型程控式馬弗爐 (上海富雪生物科技有限公司)內，升溫速率為15℃/min，直至500℃，持續時間為2 h。制成的生物炭根據不同試驗處理將其研磨，分別過0.250 mm、0.150 mm、0.075 mm篩，然后置于密封袋中備用。

1.2.1.2 水基共聚物–生物炭復合包膜材料的制備 水基共聚物濃度 (A) 為6%、8%、10%，分別用A1、A2、A3來表示，生物炭用量占共聚物用量 (B) 為3%、5%、7%，分別用B1、B2、B3來表示，生物炭粒級為0.250 mm、0.150 mm、0.075 mm，分別用C1、C2、C3來表示，采用三因素三水平正交試驗設計L9(34) 來探究水基共聚物濃度、生物炭含量和生物炭粒級對包膜材料性質的影響。具體操作步驟如下：

在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計的500 mL的三頸磨口燒瓶中，加入聚乙烯醇及蒸餾水并加熱到90℃，當聚乙烯醇完全溶解后降溫至60℃，加入聚乙烯吡咯烷酮及丁醇0.5 g(防止泡沫的產生) 恒溫攪拌2 h，待完全混合均勻為水基共聚物，然后加入不同粒級、不同含量的生物炭，保持60℃ 1 h，即得水基共聚物–生物炭膜材料，取20 mL包膜液于直徑為14.7 cm的培養皿中流延成膜。水基共聚物–生物炭復合膜材料原料配比如表1所示。

1.2.2 水基共聚物–生物炭復合包膜尿素的制備 篩選出0.950 kg 3～4 mm的尿素顆粒，在不銹鋼糖衣機(TN-IIA型，丹東市制藥機械有限公司) 中預熱0.5 h，然后用高壓噴槍 (PQ-2型，spray) 將50 g水基共聚物–生物炭膜材料噴涂到尿素顆粒表面形成包膜層，均勻混合0.5 h制得水基共聚物–生物炭包膜緩釋尿素。其中糖衣機的轉鼓傾角45°，噴槍氣壓7 kg/cm2，轉速控制在60～70 r/min。然后將其移到60℃的鼓風干燥箱中 (ZXRD-7230型，上海智城分析儀器制造有限公司) 2 h即得自制包膜尿素。

表1 水基共聚物-生物炭復合包膜材料配比Table 1 The ratio of water based copolymer-biochar coating films

1.3 水基共聚物–生物炭復合膜材料及包膜尿素性質的測定

1.3.1 水基共聚物–生物炭復合膜材料性質的測定

1.3.1.1 水基共聚物–生物炭復合膜材料的吸水率測定將膜裁剪成3 cm × 3 cm的小片，于蒸餾水中浸泡3 h。然后將膜取出，用濾紙吸去膜上殘留的水分，此時對飽和的膜進行稱重并計算其吸水性能。吸水率計算公式如下：

式中：WA為吸水率；M1為飽和的膜的重量；M2為干燥的膜的重量[5]。

1.3.1.2 水基共聚物–生物炭復合膜材料的水分滲透率測定 將10.0000 g變色硅膠置于直徑為3 cm的塑料杯內，然后用制備的水基共聚物–生物炭復合膜材料將其密封，置于100 mL燒杯中 (內含50 mL蒸餾水)，燒杯用普通密封膜密封，置于25℃培養箱內培養24 h，記錄硅膠的重量變化。水分滲透率的計算公式如下：

式中：△m為變色硅膠重量的變化；t為儲存時間；S為水基共聚物–生物炭復合膜材料與塑料杯內空氣接觸的面積，S = 0.7065 × 10–3m2[27]。

1.3.1.3 水基共聚物–生物炭復合膜材料銨的滲透率將20 mL濃度為7500 mg/L的 (NH4)2SO4溶液倒入直徑為3 cm的塑料杯中，然后用制備的水基共聚物–生物炭復合膜材料將其密封，置于100 mL燒杯中(內含50 mL蒸餾水)，燒杯用普通密封膜密封，置于25℃培養箱內培養24 h，透過膜進入100 mL燒杯內水溶液中的銨離子濃度用AA3流動分析儀測定。計算方法如下：

1.3.1.4 水基共聚物–生物炭復合膜材料的質量損失率將制備的膜剪成大小約3 cm × 3 cm的方塊，每塊膜厚度約0.1～0.3 mm，每個處理重復24次，稱重，記錄并將其編號。在同一時間，按照一定的順序埋入大棚土壤內，埋入土壤深度為10 cm。土壤含水量保持在田間持水量的65%左右。按照順序每隔15 d取一次，每次每個處理取3個，帶回實驗室用蒸餾水小心沖去膜表面殘留的土壤，然后置于烘箱內烘干至恒重，共計8次。

膜材料的質量損失率計算公式如下：

式中：D為膜材料的質量損失率 (%)；M1為膜材料原樣的質量 (g)；M2為取樣時膜材料的質量 (g)[28]。1.3.1.5 水基共聚物–生物炭復合膜材料埋土培養前后表面微觀結構變化 取少量膜材料置于掃描電鏡(Ultra Plua型，德國蔡司公司生產) 載樣臺上，用離子噴鍍儀在樣品表面噴涂金粉，然后進行掃描電鏡觀察拍照，并比較埋土培養前和埋土培養120 d后水基共聚物–生物炭復合膜材料表面微觀結構的變化。1.3.2 水基共聚物–生物炭復合包膜尿素性質的測定1.3.2.1 水基共聚物–生物炭復合包膜尿素表面及斷面微觀結構特性 1) 隨機選取包膜尿素若干顆粒，用解剖刀把包膜尿素顆粒切成兩半，切口向上的肥料用于膜斷面的觀察，切口向下的用于表面形貌的觀察；2) 將樣品在真空IB5.0離子噴鍍儀上噴金，然后用掃描電鏡選擇適宜的倍率對包膜尿素表面及斷面進行拍照，判定膜層結構和表面特征[22]。

1.3.2.2 水基共聚物–生物炭復合包膜尿素的土柱淋溶試驗 試驗在25℃的恒溫培養箱內進行，所用土柱為底部帶有0.150 mm篩網的PVC管，試驗裝置如圖1所示，土柱內徑4.7 cm，長15.2 cm。以土壤為淋洗介質，按尿素0.218 g/kg土的比例稱取等氮量普通尿素U(N46.4%，山西天澤煤化工集團股化公司)、自制包膜尿素CB(總氮41.67%) 及包膜尿素X(總氮43.6%) 與土壤混合，按1.35 g/cm3的容重均勻地裝入PVC管內使之成柱。有肥料混入的土柱在填裝時在管的底部先裝入30 g未混入肥料的風干土，余下的風干土與試驗肥料充分混勻后再裝入，裝柱高度為10 cm，每一處理重復3次。土柱制成后先緩慢而多次地滴加蒸餾水以使土壤充分潤濕，但不致有過量的水自土柱滲出，靜置24 h，然后往土柱內加水，淋洗過程正式開始。淋洗加水時將裝有100 mL蒸餾水的容量瓶倒置于PVC管上方，保持柱內土壤上方約有0.5 cm的水層。在土柱之下用三角瓶接收淋濾液，待不再有水滴出為止，一次淋洗結束。淋洗液用定氮儀 (FOSS Kjeltec TM 8100) 測定全氮含量。每隔3天淋洗一次，一共淋洗8次。

圖1 土柱淋洗裝置Fig. 1 Soil column leaching device

1.3.2.3 水基共聚物–生物炭復合包膜尿素對大田玉米產量及其產量構成因素的影響 于2016年4月30日—9月28日在沈陽農業大學校內科研基地進行田間試驗。試驗地區年降水量為574～684 mm，屬于溫帶濕潤半濕潤季風氣候。土壤類型為棕壤，供試玉米為單玉508。土壤基本理化性質：有機質13.83 g/kg、全氮0.81 g/kg、全磷0.38 g/kg、全鉀20.11 g/kg、堿解氮105.52 mg/kg、有效磷6.52 mg/kg、速效鉀97.94 mg/kg、 pH 6.58。

試驗設5個處理，1) 不施氮肥處理 (CK)；2) 使用當地生產尿素，施氮量300 kg/hm2(CG)；3) 與當地生產尿素施氮量相等的包膜尿素X(CL)；4) 以當地生產尿素施氮量減少20%的包膜尿素X(CM)；5)以當地生產尿素施氮量減少20%自制包膜尿素(CB)。各處理磷肥和鉀肥用量一致，分別為過磷酸鈣 (P2O546%)163 kg/hm2、硫酸鉀 (K2O 50%) 210 kg/hm2。每個處理3次重復，小區面積12.5 m2，種植密度為5.8株/m2，小區完全隨機排列。于收獲后測定玉米百粒重、行粒數、穗粗、穗長及玉米產量。

2 結果與分析

2.1 生物炭的添加對膜材料性質的影響

2.1.1 生物炭的添加對水基共聚物–生物炭復合包膜材料吸水率的影響 水基共聚物濃度為6%(A1)、8%(A2)、10%(A3) 水平下膜材料的吸水率分別為333.53%、288.89%、284.42%。水基共聚物A1吸水率顯著高于A2和A3，但后兩者之間差異不顯著，整體而言，隨著共聚物濃度的增加膜材料的吸水率有下降趨勢。

表2為不同水平下水基共聚物–生物炭復合膜材料的吸水率。生物炭的添加能夠有效地改善水基共聚物膜材料的性質，降低其吸水率，其中，處理A3B2C1、A1B2C2、A1B1C1吸水率較低且三者之間沒有顯著差異，與同水平對照相比吸水率分別降低了26.7%、37.3%、35.3%。

對水基共聚物–生物炭膜材料吸水率進行極差分析 (表3) 可知，影響吸水率的主次因素為水基共聚物濃度＞生物炭粒級＞生物炭含量，說明在本試驗條件下，共聚物濃度是影響膜材料吸水率的主要因素。最優處理為A1B2C2，即共聚物濃度為6.0%，生物炭用量為5.0%，生物炭粒級為0.150～0.075 mm。因處理A3B2C1、A1B2C2、A1B1C1的吸水率無顯著差異，為了更好探究膜材料的最佳配比，對3個處理進行進一步的試驗分析。

表2 不同水平下水基共聚物–生物炭復合膜材料吸水率Table 2 Water absorption of water based copolymer-biochar composite coating films at different levels

表3 膜材料吸水率 (%)的極差分析Table 3 Range analysis of water absorption of films (%)

2.1.2 生物炭的添加對水基共聚物–生物炭復合包膜材料滲透率的影響 圖2為不同處理下水基共聚物–生物炭復合包膜材料水的滲透率和銨的滲透率，由圖可知，處理A1B2C2水的滲透率最低，為10.5037 g/(m2·h)，顯著低于處理A1B1C1和A3B2C1，水的滲透率分別低17.3%、50.4%，但其銨的滲透率則最高，為0.1733 mg/(L·cm2·h)，顯著高于其余兩個處理；處理A3B2C1水的滲透率最高，為21.196 g/(m2·h)，顯著高于處理A1B1C1和A1B2C2，但其銨的滲透率則最低，為0.098 mg/(L·cm2·h)，顯著低于其余兩個處理，分別低21.5%、43.3%。

圖2 不同水基共聚物–生物炭復合包膜材料的滲透率Fig. 2 Permeability of water based copolymer-biochar composite coating films under different treatments

2.1.3 生物炭的添加對水基共聚物–生物炭復合包膜材料質量損失率的影響 由圖3可知，隨著埋土時間的增長，膜材料的質量損失率逐漸增大，但各處理間有著較大差異。在第15 d時，處理A3B2C1的質量損失率為15.7%，遠高于處理A1B1C1的9.0%、A1B2C2的6.7%；到45 d時，處理A1B1C1質量損失率首次超過處理A3B2C1，為23.8%，但兩者間基本無差異；在120 d時，處理 A1B1C1的質量損失率最大，為32.4%，顯著高于處理A1B2C2和A3B2C1。

2.1.4 生物炭的添加對水基共聚物–生物炭復合包膜材料表面微觀結構的影響 圖4為膜材料A1B1C1在埋土前后膜表面微觀結構的掃描電鏡照片 (× 1000)，由圖4a可以看出，膜表面有著大量的凸起，且分布相對較為均勻，電鏡照片中表面的凸起物則是生物炭的添加造成的；由圖4b可以看出，經過埋土培養后膜材料表面變得更加凹凸不平，膜材料表面與培養前相比更加粗糙，同時還能看到埋土培養后膜材料表面還出現了小的裂縫。

2.2 水基共聚物–生物炭復合材料包膜尿素性能的研究

圖3 不同埋土時間下水基共聚物?生物炭包膜材料的質量損失率Fig. 3 Weight loss of film material in different soil-burial time

圖4 膜材料表面微觀結構 (× 1000)Fig. 4 The electronograph of coating film surface

圖5 包膜肥料表面及斷面的掃描電鏡Fig. 5 Electronograph of coated urea’s surface and fracture

2.2.1 水基共聚物–生物炭復合材料包膜尿素的表面及斷面微觀結構特征 分別對自制水基共聚物-生物炭復合包膜尿素 (CB) 的表面和剖面進行掃描電鏡分析，圖5a為自制包膜尿素表面放大1000倍后的微觀結構圖，由圖可以看出，水基共聚物–生物炭復合膜材料對尿素顆粒包裹連續、完整，并且表面致密，形成了一層較為均勻的塊狀或粒狀物質。將CB斷面放大至3000倍后如圖5b所示，由圖可以看出，包膜層緊緊覆于尿素顆粒表面，能夠很好的進入尿素顆粒表面的多空表面，并且膜間孔隙排列復雜曲折。

2.2.2 水基共聚物–生物炭復合材料包膜尿素的土柱淋溶試驗分析 圖6為包膜尿素的氮素累積淋出率。第一次淋溶，自制包膜尿素CB、包膜尿素X、普通尿素U的氮素淋出率分別為15.2%、13.3%、31.5%，隨著淋溶次數的增加，普通尿素U處理養分釋放速率明顯快于包膜肥處理。在第13 d時，U的氮素淋出率就達到了89.8%，自制包膜尿素CB與包膜尿素

圖6 不同處理的氮素累積淋出率Fig. 6 The accumulated leaching rate of nitrogen under different treatments

X的氮素釋放特征較為相近，在淋溶后期養分釋放也較為緩慢，在22 d時，自制包膜尿素CB的氮素累積釋放率67.2%，同時氮素釋放也較為平緩，這表明自制包膜尿素CB對養分有著較好的保持能力及較長的緩釋期。

2.2.3 水基共聚物–生物炭復合材料包膜尿素對玉米產量及產量構成因素的影響 施肥對作物產量的影響可以通過對作物產量構成要素的影響表現出來。由表4可以看出，施肥處理的穗粗、行粒數都顯著高于對照，但各施肥處理間無顯著性差異；由百粒重可以看出，處理CB和CL間無顯著差異，CL和CM、CM和CG間差異不顯著，其余各處理差異顯著。施肥可以顯著提高玉米產量，隨著施肥量的增加，產量逐漸增加，但當施肥量過大時，隨著施肥量的增加產量則增加不顯著或不增加。在本試驗中，與對照相比各施肥處理增產22.4%～29.2%，處理CL產量增加最為明顯，達到了11836.35 kg/hm2，與CG相比，增產1.8%，增產效果不顯著，同時CB相對于CG增產1.4%，增產效果不顯著。

3 討論

包膜材料的吸水率、滲透率等是評價膜材料性質的重要指標。大量研究表明吸水率越低，其包膜肥料的緩釋效果越好[29]，水的滲透率及銨的滲透率也是影響膜材料性質的重要因素[30]。加入生物炭后膜材料的吸水率、滲透率降低，這說明可以通過添加生物炭來改善膜材料的性質，這與周子軍等的研究結果相一致[29]。這是因為生物炭孔隙較多，比表面積大，絕大多數碳元素以穩定的芳香環形式存在[31]，親水性較差，在與高分子聚合物共混后，生物炭粒子中的鏈狀結構受水基高分子聚合物影響在高分子材料中彼此接觸形成網絡[32]，改變了膜材料的性質，致使其吸水率、滲透率降低。在本試驗中，處理A3B2C1、A1B2C2、A1B1C1具有較低的吸水率，使得在與水分接觸后，能夠有效的減緩對水分的吸收，但處理A3B2C1水的滲透率顯著高于其余兩個處理，這表明水分透過膜材料的速度快于處理A1B2C2、A1B1C1，而處理A1B2C2則具有較高的銨的滲透率，這使得以此為基礎制備的包膜尿素養分透過膜材料速度較快，不易達到應有的緩控釋效果。

埋土培養試驗能夠能較好地反映出膜材料的降解性能[33]，凌堯等[28]研究表明聚乙烯醇在埋土試驗中具有較低的質量損失率。本研究表明，隨著生物炭的添加，水基共聚物?生物炭復合膜材料的質量損失率有了較大的提高，但處理A3B2C1在15 d時質量損失率過高，導致膜材料破損較嚴重，不利于前期膜材料的完整性，這也可能會導致以此為基礎制備的包膜肥料在施入土壤前期因膜降解過快，養分流失嚴重。在埋土培養45 d時膜材料降解變得相對緩慢，這是因為隨著冬季的來臨，土壤溫度逐漸降低，減緩了膜材料的降解，處理A1B1C1則在埋土培養45 d后質量損失率明顯高于其余處理，而在此階段包膜肥料中的養分大部分已釋放，此時較高的質量損失率表明其能夠較快的降解，避免對土壤造成二次污染。掃描電鏡分析表明在經埋土培養后膜材料被侵蝕致使其結構和形態發生了變化，也有可能是因為生物炭的添加使膜材料能夠吸附土壤中微生物進而使某些成分在土壤中發生了反應被溶蝕掉造成的[34]，進而改變了膜材料的降解性能[35–36]。

包膜肥料養分釋放特性的評價方法主要有靜態水溶法[37–38]、肥料養分殘差法[39]、土柱淋溶法[40–41]。但靜態水溶法的測定與肥料施入土壤后的實際情況相差較大，殘差法為間接的評價方法，誤差較大，多數研究人員認為土柱淋洗法能夠較好地反映肥料施入土壤后的變化[41]。而包膜緩釋肥要求初期養分淋出率不超過15%[42]。而本試驗條件下包膜尿素X的初期溶出率小于15%，而自制包膜尿素CB的初期溶出率15.2%，略大于15%，這是因為淋溶過程持續2～3 h，實際淋溶時間則大于24 h，這與呂靜等的研究相似[42]。包膜肥料CB的表面和斷面電鏡圖表明水基共聚物-生物炭復合膜材料較為完整地分布于尿素顆粒表面，包膜物質滲透到尿素顆粒表面空隙中形成水分進入包膜尿素的屏障，延長其緩釋期，這與土柱淋溶試驗結果相一致。

緩釋肥具有釋放時間延長，有利于提高肥料養分利用率等特點，在減量施肥中得到推廣應用[43]，根據作物需求合理的進行減量施肥，既能保證作物產量，又能提高肥料利用率[44–45]。如Mohkum等研究了半干旱地區玉米產量對氮肥用量的響應，研究發現，與農民常規施肥相比，氮肥減量16.7%不會造成玉米的減產[46]；在拉沃拉果德和克什米爾地區，當氮肥施用量分別降低到150和180 kg/hm2時，玉米仍可達到最佳產量[47]。這是由于不同地區土壤肥力、土壤類型及土壤氣候差別較大造成的。在本試驗條件下，與習慣施肥相比，等量的包膜尿素X增產效果有限，僅為1.77%，兩者間無顯著性差異，在施氮量減少20%后，玉米產量略有降低，但差異不顯著。但自制包膜尿素CB在減量20%情況下玉米產量仍有增加，為1.45%，這說明在現有的農民習慣施肥習慣下，氮肥用量減少20%，在不影響玉米的產量的同時也能夠避免肥料的過度浪費。

表4 不同施肥處理對玉米產量及產量構成因素的影響Table 4 Effects of different fertilization treatments on maize yield and yield components

4 結論

1) 明確了對環境友好、價格相對低廉的水基共聚物-生物炭復合包膜材料的最佳配比，既水基共聚物濃度為6.0%，生物炭用量為3.0%，生物炭粒級為0.250～0.150 mm。

2) 水基共聚物–生物炭復合包膜材料能夠較為均勻、完整地涂覆于尿素顆粒表面，在22 d時氮素的累積淋出率為67.2%；當施氮量減少20%，玉米仍有1.4%的增產效果。