豫西南砂姜黑土夏玉米綠色高產(chǎn)施肥技術(shù)探討

孫 然

鄧州市位于河南省西南邊緣，南陽(yáng)盆地西南部，是河南省耕地面積最大的一個(gè)省級(jí)直管縣。 現(xiàn)有耕地面積244.965 萬(wàn)畝，土壤類(lèi)型有潮土、砂姜黑土、黃棕壤三大土類(lèi)，細(xì)分為5 個(gè)亞類(lèi)、11 個(gè)土屬、42 個(gè)土種。土種較多，土壤結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

砂姜黑土土類(lèi)是鄧州市分布較為廣泛的一個(gè)土類(lèi)，面積123.75 萬(wàn)畝，占全市總耕地面積的50.7%，在鄧州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有很重要的地位。 該土類(lèi)在鄧州只有砂姜黑土1 個(gè)亞類(lèi)， 分為砂姜黑土、 黑老土2 個(gè)土屬，9 個(gè)土種。 在這9 個(gè)土種中， 質(zhì)地除2 個(gè)為中壤土外，其余均為重壤到黏質(zhì)土，結(jié)構(gòu)為碎屑或碎塊狀。 這類(lèi)土壤總的特點(diǎn)為質(zhì)地黏重，結(jié)構(gòu)不良，通透性較差，水、氣、熱矛盾較為突出；土壤中有機(jī)質(zhì)、全N、全P 含量較高，但速效性較差，加之土性較寒，肥料利用率也較低。

為探究該類(lèi)土壤上夏玉米獲得最佳產(chǎn)量的氮肥的最佳用量， 并進(jìn)行科學(xué)配比， 我們分別于2016 年和2017 年在該類(lèi)土壤上安排了夏玉米氮肥用量肥效試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，初步構(gòu)建豫西南砂姜黑土高產(chǎn)田夏玉米氮肥用量肥料效應(yīng)模型， 確定夏玉米氮肥最佳用量和最大用量，探求夏玉米最佳產(chǎn)量和最高產(chǎn)量，為科學(xué)制訂豫西南砂姜黑土高產(chǎn)田夏玉米最佳氮肥用量及氮、磷、鉀肥合理配比奠定了基礎(chǔ)，具體結(jié)果如下。

一、材料與方法

（一）材料

1.試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)安排

本試驗(yàn)于2016 年5 月至10 月在鄧州市腰店鄉(xiāng)趙樓村進(jìn)行，2017 年5 月至10 月在夏集鄉(xiāng)崗陳村進(jìn)行。

2.供試土壤

腰店鄉(xiāng)趙樓村試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為黏質(zhì)黑老土，有機(jī) 質(zhì) 含 量 為17.22gkg-1， 全 氮 為1.12gkg-1， 速 效 鉀 為137.1mgkg-1，有效磷為17.66mgkg-1，耕地肥力較高，前茬小麥畝產(chǎn)540 公斤。

夏集鄉(xiāng)崗陳村試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為砂姜黑土， 有機(jī)質(zhì) 含 量 為16.15gkg-1， 全 氮 為1.06kg-1， 速 效 鉀 為139.9mgkg-1，有效磷為15.74gkg-1。 耕地肥力較高，前茬小麥畝產(chǎn)520 公斤。

3.供試肥料

尿素選用大顆粒尿素，N 含量為≥46%； 磷肥選用顆粒過(guò)磷酸鈣，P2O5含量按實(shí)際化驗(yàn)結(jié)果折算；鉀肥選用進(jìn)口大顆粒氯化鉀，K2O 含量按實(shí)際化驗(yàn)結(jié)果折算。兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各處理用肥由專(zhuān)人統(tǒng)一稱(chēng)量。

4.供試作物及品種

供試作物為夏玉米，品種為偉科702。

（二）方法

1.處理設(shè)計(jì)

兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均設(shè)5 個(gè)處理，3 次重復(fù)。 每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各處理磷、鉀肥施用量相同。

腰店鄉(xiāng)趙樓村：N 肥施用量依次為0、8、16、24、32公斤/畝。

夏集鄉(xiāng)崗陳村：N 肥施用量依次為0、7、14、21、28公斤/畝。

2.小區(qū)面積

兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)處理小區(qū)面積均為35 平方米，其中，長(zhǎng)5 米，寬7 米。

3.田間管理與收獲

試驗(yàn)地均采用機(jī)耕、機(jī)播、化學(xué)除草等統(tǒng)一的田間管理，肥料施用方法為：采取種肥同播，肥種分離的辦法。

二、結(jié)果與分析

（一）試驗(yàn)結(jié)果整理

夏玉米成熟后，按小區(qū)分別人工收獲，人工脫粒，實(shí)打風(fēng)干折畝產(chǎn)（詳情見(jiàn)表1）。

表1 試驗(yàn)結(jié)果整理 單位：公斤/畝

（二）利用肥料效應(yīng)函數(shù)法建立夏玉米產(chǎn)量與氮肥用量的肥料效應(yīng)函數(shù)方程

趙樓村：y=-1.2248X2+42.855X+365.51（R2=0.945）

崗陳村：y=-1.3461X2+44.104X+373.33（R2=0.966）

1.根據(jù)N 肥效應(yīng)方程確定兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的最大N 肥用量和最高小麥產(chǎn)量

根據(jù)數(shù)學(xué)分析求極值原理，可求得不同試驗(yàn)點(diǎn)的最高氮肥用量，同時(shí)依據(jù)建立的肥料效應(yīng)函數(shù)，確定不同試驗(yàn)點(diǎn)的最高產(chǎn)量

趙樓村：最高氮肥用量x=17.49（公斤/畝）

最高產(chǎn)量y=740.4（公斤/畝）

崗陳村：最高氮肥用量x=16.38（公斤/畝）

最高產(chǎn)量y=734.6（公斤/畝）

2.兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)最佳施用氮肥量和最佳產(chǎn)量的確定

夏玉米市場(chǎng)價(jià)格為Py=2.2 元/公斤； 純氮肥價(jià)格為Px=4.5（元/公斤）。

根據(jù)邊際效應(yīng)分析原理,當(dāng)邊際產(chǎn)量等于肥料單價(jià)與產(chǎn)品單價(jià)之比時(shí),求得的氮肥用量就是最佳氮肥用量,在此最佳施氮量下的產(chǎn)量就是最佳產(chǎn)量。 據(jù)此，可求得兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的最佳施N 量和最佳產(chǎn)量

趙樓村：最佳施N 量x=16.66（公斤/畝）

最佳產(chǎn)量y=739.5（公斤/畝）

崗陳村：最佳施N 量x=15.6（公斤/畝）

最佳產(chǎn)量y=733.8（公斤/畝）

3.豫西南砂姜黑土高產(chǎn)田夏玉米最佳氮肥用量的確定及氮、磷、鉀肥比例

從上述計(jì)算結(jié)果可以看出： 兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間最大氮肥用量相差1.1 公斤/畝， 成本投入差為4.5 元/畝；最高產(chǎn)量相差5.79 公斤/畝；產(chǎn)品效益差為12.74 元/畝；成本投入差低于產(chǎn)品效益差。最佳N 肥用量相差1公斤/畝， 成本投入差為4.5 元/畝； 最佳產(chǎn)量相差5.71 公斤/畝，產(chǎn)品效益差為12.56 元/畝；成本投入差低于產(chǎn)品效益差。

就同一試驗(yàn)點(diǎn)內(nèi)最大氮肥用量與最佳氮肥用量對(duì)比： 趙樓村相差為0.83 公斤/畝， 崗陳村相差為0.76公斤/畝；兩點(diǎn)間成本投入差相差0.315 元/畝。 最高產(chǎn)量與最佳產(chǎn)量對(duì)比：趙樓村相差為0.86 公斤/畝，崗陳村相差為0.82 公斤/畝， 兩點(diǎn)間產(chǎn)品效益差相差0.09 元/畝。

鑒于以上情況， 根據(jù)生產(chǎn)條件和豫西南砂姜黑土高產(chǎn)田肥力水平， 夏玉米最佳氮肥用量應(yīng)以15.5～16公斤/畝為宜；在氮肥施用量確定的前提下，按氮磷鉀肥比例法確定施肥配方。經(jīng)過(guò)連續(xù)兩年試驗(yàn)，在氮肥用量一定的情況下， 鄧州市夏玉米氮、 磷、 鉀肥比例按1∶0.25∶0.32 較為合理，即畝施純氮16 公斤，五氧化二磷4 公斤，氧化鉀5 公斤。此配方在氣候條件基本適宜的情況下（即光、溫、水保證率在75%以上），砂姜黑土高產(chǎn)田夏玉米產(chǎn)量在700 公斤/畝以上。

三、結(jié) 論

利用夏玉米氮肥用量肥效試驗(yàn)法確定鄧州市砂姜黑土高產(chǎn)田夏玉米最佳氮肥用量及氮磷鉀肥施用比例，理論依據(jù)較為充分，配肥目標(biāo)明確，使用參數(shù)較少，易于操作。