基于土壤肥力的小麥—玉米周年施肥模式研究

馬利明

潮土是河南省長(zhǎng)垣市的主要土壤類(lèi)型。其小麥—玉米兩熟制播種面積占總播種面積的70%以上，長(zhǎng)期單施化肥造成明顯的土壤板結(jié)和結(jié)構(gòu)惡化現(xiàn)象。如何實(shí)現(xiàn)藏糧于地的目標(biāo)，改善土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分的平衡供給，關(guān)鍵是要調(diào)節(jié)化肥與有機(jī)物質(zhì)的投入量。研究表明，長(zhǎng)期平衡施肥尤其長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)配施可顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量，提高肥料氮利用率、降低氮肥損失，提高土壤顆粒有機(jī)碳和氮含量，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤物理性質(zhì)。借鑒先進(jìn)科研成果，在秸稈還田的基礎(chǔ)上，探討氮肥減施技術(shù)及基于土壤肥力的小麥—玉米周年施肥模式，為長(zhǎng)垣市綠色農(nóng)業(yè)持續(xù)高效發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)為長(zhǎng)垣市張三寨鄉(xiāng)臨河村，試驗(yàn)土壤為壤質(zhì)潮土，土壤有機(jī)質(zhì)為16.4g/kg、有效氮為102.5mg/kg、速效磷為16.3mg/kg、速效鉀為108.6mg/kg、pH值為7.63。年降水量643.4mm，屬于典型的暖溫帶大陸性氣候。小麥—玉米周年養(yǎng)分調(diào)控試驗(yàn)設(shè)置：（1）對(duì)照（N0P0K0）;（2）缺氮處理（N0P90K90）;（3）缺磷處理（N240P0K90）;（4）缺鉀處理（N240P90K0）;（5）氮磷鉀配比處理（N240P90K90）;（6）有機(jī)無(wú)機(jī)處理（M750N240P90K90）;（7）高氮處理（N300P90K90，玉米為N450P90K90）。氮肥基追比為7：3，鉀肥和磷肥一次性底肥施入，試驗(yàn)用肥料為尿素（含N為46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O5為12%）和氯化鉀（含K2O為50%）。試驗(yàn)小區(qū)面積30m2，重復(fù)3次，隨機(jī)排列。灌水、病蟲(chóng)害防控等農(nóng)田管理措施均一致。

二、試驗(yàn)結(jié)果分析

（一）對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響

從表1 可以看出，不同養(yǎng)分配比對(duì)改善小麥生長(zhǎng)發(fā)育具有積極影響。與對(duì)照區(qū)相比，小麥株高較對(duì)照提高0.46～2.01cm，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理最佳;穗長(zhǎng)增加0.13～0.36cm，以缺鉀處理增加最長(zhǎng);穗粒數(shù)增加0.46～3.23粒，以缺鉀處理增加最多;千粒質(zhì)量增加0.70～1.40g，以缺磷處理增加最重;單位穗數(shù)增加92萬(wàn)～150.7萬(wàn)穗/hm2，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理增加最多，從而影響了小麥籽粒產(chǎn)量。

小麥籽粒產(chǎn)量分別較對(duì)照區(qū)提高6.00%～32.38%，其中氮磷鉀均衡配比與有機(jī)肥相結(jié)合處理增產(chǎn)幅度最大，增產(chǎn)32.38%。從增產(chǎn)幅度來(lái)看，有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合處理>高氮處理>氮磷鉀處理>缺鉀處理>缺氮處理>缺璘處理，說(shuō)明增施有機(jī)肥實(shí)可以增產(chǎn)增效;氮肥對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)無(wú)法代替，但高氮施入對(duì)增產(chǎn)的效果不明顯。

（二）對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，不同養(yǎng)分配比對(duì)改善玉米生長(zhǎng)發(fā)育特性具有積極影響。與對(duì)照區(qū)相比，除處理2外，穗長(zhǎng)增加0.16～1.53cm，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理增加最長(zhǎng);行粒數(shù)增加0.60～3.41粒，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理增加最多;穗行數(shù)增加0.07～1.84行，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理增加最多;玉米禿尖減少0.03～0.15cm，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理、氮磷配施和高氮處理減少最多;穗粗增加0.07～0.73cm，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理增加最多;千粒質(zhì)量增加1.67～24.87g，以有機(jī)無(wú)機(jī)處理增加最重，從而影響了玉米籽粒產(chǎn)量和氮肥利用效率。

玉米籽粒產(chǎn)量分別較對(duì)照提高7.04%～30.59%，其中氮磷鉀均衡配比與有機(jī)肥相結(jié)合處理增產(chǎn)幅度最大，增產(chǎn)30.59%。從增產(chǎn)幅度來(lái)看，有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合處理>高氮處理>氮磷鉀處理>缺鉀處理>缺璘處理>缺氮處理，說(shuō)明增施有機(jī)肥可以增產(chǎn)增效;同時(shí)，氮肥對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)無(wú)法代替，但高氮施入對(duì)增產(chǎn)的效果不明顯。

（三）對(duì)小麥—玉米產(chǎn)量和養(yǎng)分利用的影響

從表3可以看出，不同施肥處理對(duì)小麥—玉米周年具有積極影響。與對(duì)照區(qū)相比，不同施肥處理增產(chǎn)9.38%～31.37%，并以有機(jī)無(wú)機(jī)處理最佳，增產(chǎn)31.37%;其次為高氮處理增產(chǎn)25.62%。增產(chǎn)幅度排序?yàn)橛袡C(jī)無(wú)機(jī)處理>高氮處理>氮磷鉀處理>缺鉀處理>缺璘處理>缺氮處理，與玉米的增產(chǎn)趨勢(shì)一致。說(shuō)明增施有機(jī)肥有利于促進(jìn)小麥、玉米增產(chǎn)，可以減少氮肥投入。

從氮肥的農(nóng)學(xué)利用效率可以看出，小麥、玉米、小麥—玉米周年均表現(xiàn)為隨著氮肥投入的氮肥農(nóng)學(xué)利用效率先增加再降低的過(guò)程，并在有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合的情況下氮肥農(nóng)學(xué)利用效率最高。每公斤氮肥增加的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量基本上均以玉米每公斤氮肥增加的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最大、其次為小麥玉米、小麥增產(chǎn)量最小，但高氮處理的趨勢(shì)正好相反;其排序?yàn)橛袡C(jī)無(wú)機(jī)處理>氮磷鉀處理>高氮處理>缺鉀處理>缺璘處理。

增施有機(jī)肥有利于激發(fā)土壤活力，調(diào)控土壤水、肥、氣、熱的供應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效;氮肥對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)無(wú)法代替，氮肥利用率得以提高，有機(jī)無(wú)機(jī)配施的各產(chǎn)量要素及最終產(chǎn)量均好于其他處理。

三、結(jié)果與討論

（一）不同養(yǎng)分配比對(duì)改善作物生長(zhǎng)發(fā)育具有積極影響。試驗(yàn)結(jié)果表明合理的養(yǎng)分配置對(duì)提高小麥千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)和玉米千粒質(zhì)量、雙行粒數(shù)及減少小麥不孕穗與玉米禿尖具有積極效果。

（二）合理的養(yǎng)分配置及有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合可以顯著提高作物產(chǎn)量。試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照相比小麥籽粒產(chǎn)量分別提高6.00%～32.38%，玉米籽粒產(chǎn)量分別提高7.04%～30.59%，小麥—玉米周年分別增產(chǎn)9.38%～31.37%，均以有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合處理>高氮處理>氮磷鉀處理>缺鉀處理>缺氮處理>缺璘處理，說(shuō)明增施有機(jī)肥有利于激發(fā)土壤活力，調(diào)控土壤水、肥、氣、熱的供應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。

（三）合理的養(yǎng)分配置與有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合可以顯著提高養(yǎng)分利用效率。試驗(yàn)結(jié)果表明，小麥、玉米、小麥—玉米周年氮肥的農(nóng)學(xué)利用效率均表現(xiàn)為隨著氮肥投入增加而先增加再降低的過(guò)程，并在有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合的情況下氮肥農(nóng)學(xué)利用效率最高，即有機(jī)無(wú)機(jī)處理>氮磷鉀處理>高氮處理>缺鉀處理>缺璘處理。

（四）基于長(zhǎng)垣市壤質(zhì)潮土的土壤肥力，小麥—玉米周年施肥模式建議采用有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合的施肥模式，從而實(shí)現(xiàn)氮肥減施、節(jié)本增效與培肥改土的多重目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張廣凱，宋祥云，劉樹(shù)堂，等.長(zhǎng)期定位施肥對(duì)小麥-玉米氮素利用及產(chǎn)量品質(zhì)的影響.華北農(nóng)學(xué)報(bào).

[2]趙偉，梁斌，楊學(xué)云，等.長(zhǎng)期不同施肥對(duì)小麥-玉米輪作體系土壤殘留肥料氮去向的影響.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué).

（作者單位：長(zhǎng)垣市農(nóng)牧技術(shù)推廣站）