豫西南砂姜黑土夏玉米高產高效輕簡化集成施肥技術研究

2021-09-11 00:58:21房培淵陳英俠張有成

安徽農業科學 2021年17期

房培淵陳英俠張有成

摘要為構建新形勢下河南省夏玉米高產高效輕簡化施肥技術體系，積極踐行“藏糧于技、藏糧于地”國家糧食安全戰略，自2015年以來，連續多年與河南省玉米技術體系專家團隊合作，在鄧州市砂姜黑土土壤類型上，開展夏玉米不同種類（有機無機配合、生物與無機配合）、不同配比（不同類型氮肥配比）測土、配方、種肥同播試驗、示范。通過試驗、示范發現，在玉米基礎配方不變的基礎上，摻入一定比例的包膜氮肥，肥料利用率和產量均有一定程度的提高。在玉米基礎配方中摻入一定比例的包膜氮肥，適當降低總氮量，對玉米產量不會有影響。無機配方肥與有機肥/生物有機肥適當搭配，不僅當季可延長玉米后熟時間，明顯提高玉米產量，而且后效作用也十分顯著。包膜氮肥引入配方肥生產中，不僅可以起到減肥增效的作用，而且還可以明顯簡化勞動環節，降低勞動強度，節約生產成本。

關鍵詞夏玉米;高產高效;輕簡化;集成施肥

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2021）17-0151-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.040

Abstract To build an effective simplified integrated fertilization technology system for higher production of summer corn in Henan Province. Since 2015， this research team （the writer） has closely worked with corn plantation technology experts in Henan Province， and conducted a wide range of experiments and demonstrations on summer corn plantation in lime concrete black soil in Dengzhou， based on different breed of summer corns （organic and inorganic， biological and inorganic）， different testing soil with different nitrogenous fertilizer formulas. Those experiments and demonstrations revealed the following findings： first， based on the same basic formula of corn， a certain proportion of coated nitrogen fertilizer addition could both improve the fertilizer utilization efficiency and yield to a certain extent. Second， adding a certain proportion of coated nitrogen fertilizer to the basic formula of corn， and appropriately reducing the total nitrogen amount， had not effect on the yield of corn. Third， a proper collocation of inorganic fertilizers and organic fertilizers or biological fertilizers not only could extend the after-ripening time of corn and increase the yield greatly， but also had a significant after-effect. Fourth， the injection of coated nitrogen fertilizer into formula fertilizer would not only improve the utilization effect， but also significantly simplify working procedures， reduce labor intensity and save production costs.

Key words Summer corn;High yield and high efficiency;Simplification;Integrated fertilization technology

鄧州市位于111°37′40″～112°20′26″E、32°22′22″～32°59′N，南陽盆地西南部，地處北暖溫帶向北亞熱帶過渡地帶，屬于北亞熱帶大陸型半濕潤氣候，適宜多種作物種植。常年種植小麥、玉米、花生、大豆、高粱、蔬菜、果樹等多種作物，主要種植模式有小麥-玉米、小麥-花生、小麥-大豆等。現有耕地16.893萬hm2，是河南省耕地面積最大的縣級市。土壤類型有砂姜黑土、黃褐土、潮土3類。其中，砂姜黑土土類占全市耕地面積的49%以上，該類土壤容重大，質地黏重，耕層較淺，適耕期短[1]。

夏玉米是鄧州市種植的三大優勢糧食作物之一，年種植面積穩定在6.7萬hm2左右，常年產量在6 750～7 500 kg/hm2[1]，屬河南省中低產區，增產潛力較大。但因該區砂姜黑土土壤容重大，質地黏重，耕層較淺，適耕期短等障礙因素的存在，造成現有玉米高產栽培措施無法落實到位，或落實成本較高。

有機肥作為一種傳統肥料，不僅具有養分全、養分持效久等特點，而且還可以改良土壤理化性狀，提高土壤保肥、供肥性和酸堿緩沖性[2];生物有機肥是一種以有益微生物菌種為核心的微生物-有機復合肥料，既有有機肥肥效長久、營養全面、有機質豐富的特點，又因含有功能性有益微生物，而具有改善土壤理化性狀，調控土壤微生物群落結構，提高或修復土壤緩沖、抗逆能力等作用[3]。緩/控釋肥料是一種利用物理或化學材料延緩或控制肥料養分溶出速度的新型肥料，該類肥料具有協調作物養分供給，有效減緩養分釋放速度，明顯提高肥料利用效率，減少施肥次數的作用[4];樹脂包膜尿素是控釋肥料的主要產品之一，生產工藝主要是以常規尿素為核芯，以脂溶性樹脂或水基樹脂為包膜材料，采用流化包膜技術生產而成，包膜尿素也具有顯著降低養分釋放速率、提高氮肥利用率的作用[5]。

在鄧州市夏玉米測土配方推薦施肥的實踐中，常規配方肥施用采取“一炮轟”全量基肥施肥方法，增產效果不明顯，肥料利用率不高[6];雖采取“基肥+追肥”合理運籌的施肥方法[7]，具有顯著提高玉米產量和肥料利用率的作用，但由于土壤性狀、高稈作物的特性，限制了該施肥措施的實施，同時采取該類施肥方法，也增加了勞動環節，提高了勞動強度，增加了生產成本。

簡化施肥環節，降低勞動強度，達到節本、增產、增效的目標，是該地區實現玉米高產高效亟待解決的問題[8-9]。對此，筆者在試驗、示范的基礎上，把包膜尿素引入夏玉米配方施肥，并針對當前農機、農藝不配套的機械化施肥技術，進行機械化改革，開展有機、無機分層施肥、種肥同播的一體化機械化施肥技術探索。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

1.1.1 文渠鎮周家村。文渠鎮周家村位于鄧州市西北部16 km處，土壤類型屬于砂姜黑土土類，典型砂姜黑土亞類，覆泥黑姜土土屬，黏覆砂姜黑土土種。肥力水平中等。前茬為小麥，耕地為南北走向。耕地長度133 m（表1）。

1.1.2 穰東鎮周樓村。穰東鎮周樓村位于鄧州市東北部30 km處，砂姜黑土土類，典型砂姜黑土亞類，青黑土土屬，青黑土土種。肥力水平中等。前茬為小麥，耕地為南北走向。耕地長度115 m（表1）。

1.1.3 腰店鄉黃營村。腰店鎮黃營村位于鄧州市東部12 km處，土壤類型屬于砂姜黑土土類，典型砂姜黑土亞類，覆泥黑姜土土屬，黏覆砂姜黑土土種。肥力水平中等。前茬為小麥，耕地為南北走向。耕地長度156 m（表1）。

1.2 肥料品種及價格

樹脂包膜尿素（N%-44%）單價2.5元/kg;常規尿素（N%-46.1%）單價1.9元/kg;沃夫特復合肥（17-17-17）單價3.3元/kg;氯化鉀（K2O%-60%）單價3元/kg。過磷酸鈣（P2O5 12%）0.6元/kg;產值僅計算產品產值，成本僅考慮肥料投入，純收入=產值-成本，玉米價格按2.25元/kg。

1.3 試驗設計

1.3.1 文渠鎮周家村玉米肥料利用率試驗。安排9個處理，3次重復[10]，每個處理50 m2。供試玉米品種為偉科702。播種機械為種肥一體單粒播種機，一帶4行。計劃小行距60 cm，帶與帶間隔100 cm，平均行距70 cm，株距19 cm，種植密度75 195株/hm2。各個處理設計見表2。

1.3.2 穰東鎮周樓村夏玉米不同比例包膜配方肥對比試驗。安排6個處理，重復3次，每個處理200 m2。供試玉米品種為偉科702。播種機械為種肥一體單粒播種機，一帶4行。計劃小行距60 cm，帶與帶間隔100 cm，平均行距70 cm，株距19 cm，種植密度75 195株/hm2。各個處理設計見表3。

1.3.3 腰店鎮黃營村夏玉米高產高效輕簡化集成技術模式大區對比。示范設計6種模式，無重復，采取大區示范對比。其中，每個處理約0.33 hm2，供試玉米品種為偉科702。播種機械為種肥一體單粒播種機，一次3行。等行距播種，行距65 cm，株距20 cm，種植密度76 927株/hm2。各個處理設計見表4。

1.4 田間管理

1.4.1 文渠鎮周家村試驗地管理。2019年6月3日，按照設計方案，分區施肥，按同一播種模式（行距65 cm，株距19 cm）單粒機械化播種。5葉期，采取機械化噴霧的辦法全田統一噴灑苗后莖葉除草劑，進行化學除草;大喇叭口期，化學防治玉米螟一次;7月28日全田統一灌溉一次。9月10日收獲。

1.4.2 穰東鎮周樓村試驗地管理。2019年5月28日，按照設計方案，分區施肥，按同一播種模式（行距65 cm，株距19 cm）單粒機械化播種。5葉期，采取機械化噴霧的辦法全田統一噴灑苗后莖葉除草劑，進行化學除草;大喇叭口期，化學防治玉米螟一次;7月28日全田統一灌溉一次。9月9日收獲。

1.4.3 腰店鎮黃營村試驗地管理。2019年6月1日，按照設計方案，采取種肥同播的方式，播種、施肥同時進行。5葉期，采取機械化噴霧的辦法全田統一噴灑苗后莖葉除草劑，進行化學除草;大喇叭口期，化學防治玉米螟一次;7月28日全田統一灌溉一次。9月18日收獲。

2 結果與分析

2.1 文渠鎮周家村肥料利用率

在常規配方施肥情況下，氮肥利用率29.9%，磷肥利用率16.4%，鉀肥利用率51.3%;而摻入35%包膜氮肥情況下，氮肥利用率為34.1%，磷肥利用率為19.3%，鉀肥利用率為54.7%;與常規施肥相比，包膜配方施肥氮肥利用率提高4.2百分點，磷肥利用率提高2.9百分點，鉀肥利用率提高3.4百分點（表5）。

2.2 穰東鎮周樓村夏玉米不同比例包膜配方肥對比試驗

2.2.1 不同處理試驗結果對比。從表6可以看出，各處理平均產量與處理①（CK）相比，均表現增產效果，但增產幅度有差異;以處理②增產幅度最大，單位面積增產1 718.3 kg/hm2，增產率達17.7%，其他依次為處理⑤、處理③、處理④、處理⑥，增產分別為1 508.2、1 393.8、1 167.7、795.9 kg/hm2，增幅依次為15.5%、14.3%、12.0%、8.2%。處理⑥（包膜占40%，總氮減10%）與處理①比，增產幅度仍達8.2%，增產795.9 kg/hm2。

2.2.2 最佳包膜氮配比計算。

根據配方中包膜氮占比與處理產量的對應關系，建立包膜氮對應效應函數方程：

Y=-1.081X2+83.807X+9 729.4 （R2=0.989 1）。

在基礎配方29-8-10（單位面積用量750 kg/hm2）中，每1%包膜氮單價X=5.4元，產品價格按Y=2.4元計;

根據邊際效應分析原理，當邊際產量等于單位比例包膜氮肥價格與產品單價之比時，可得出最佳包膜氮肥占比X最佳和最佳產量Y最佳：

X最佳=37.7%;Y最佳=11 352.6 kg/hm2。

2.3 腰店鎮黃營村夏玉米高產高效輕簡化集成技術模式大區對比結果

通過對表7產量結果對比可以看出，在基礎配方相同情況下，不同的組合模式，如無機與有機搭配，無機與生物有機肥搭配，增產效應均不相同;與模式1相比，模式2、模式3分別比模式1增產681.6、783.9 kg/hm2，增產率分別為7.08%和8.14%;與模式4相比，模式5、模式6分別比模式4增產840.81、850.8 kg/hm2，增產率分別為8.4%和8.5%;模式4與模式1相比，增產388.5 kg/hm2，增產率4%，減肥增效仍較明顯。

3 結論與討論

（1）從肥料利用率試驗可以看出，把樹脂包膜尿素按總氮量35%引入配方施肥中，可以明顯提高氮、磷、鉀肥利用率，單項養分肥料利用率均提高3百分點。

（2）從不同比例包膜配方肥對比試驗可知，在當前樹脂包膜尿素和玉米價格情況下，最佳包膜氮肥添加比例為37.7%，最佳產量為11 352.6 kg/hm2。

（3）在推薦配方施肥中引入一定比例的包膜尿素，在不追肥的情況下，不僅可以減少一定比例的氮肥用量，還能維持一定的增產效果。

（4）在豫西南黏質砂姜黑土耕地上，在開展夏玉米高產高效生產過程中，可根據肥料供應情況、農機設備情況，選用模式4、模式5、模式6，均能取得較好的收益。

（5）該研究是結合本區域土壤類型與氣候條件開展的基礎性研究，與前人相比具有一定的先進性;但該研究僅針對其中一種土壤類型，且僅開展2年，有待進一步驗證，并需在其他土壤類型上繼續進行研究。

參考文獻

[1] 張有成，程道全，李玉蘭.河南省鄧州市耕地地力評價[M].鄭州：中原農民出版社，2015：34-59.

[2] 丁思年.有機肥對土壤的改良作用及其發展前景[J].現代農業科技，2007（10）：125，127.

[3] 付麗軍，張愛敏，王向東，等.生物有機肥改良設施蔬菜土壤的研究進展[J].中國土壤與肥料，2017（3）：1-5.

[4] 姚先榮.緩/控釋肥料的研究進展及發展趨勢[J].現代農業科技，2019（2）：133，135.

[5] 王州，張坤，徐靜，等.可生物降解樹脂包膜尿素的研制及性能[J].植物營養與肥料學報，2013，19（6）：1510-1515.