翻壓綠肥對玉米產量的影響初探

李 泉，侯海鵬，辛 勍，孫桂文，辛 宇，趙 燕

（1.天津市靜海區梁頭鎮人民政府，天津 301600；天津市農業發展服務中心，天津 300061；3.天津市動物疫病控制中心，天津 300402；4.天津市靜海區農業科學技術研究所，天津 301600）

翻壓綠肥可以減少化肥施用量15%～30%，改善土壤理化性狀，培肥地力，對維持或改良土壤的質量或健康起到重要作用。種植綠肥翻壓后不僅可以改良土壤，提升土壤自身的蓄水保墑能力，還有利于提高玉米產量。前人在翻壓綠肥對土壤理化性狀和玉米產量的影響方面做了大量研究，華北地區綠肥二月蘭還田可適當替代化學肥料；依據養分釋放規律，春玉米在前期應重施氮磷肥、輕鉀肥，后期補施氮鉀肥。但在天津地區，連續3年翻壓綠肥對玉米產量形成過程的影響研究較少。本研究針對天津市靜海區玉米田基礎地力普遍較低，土壤養分含量不均衡、土壤結構不合理等突出問題，為進一步改善土壤理化性狀，提升土壤生產能力，通過田間試驗，以翻壓綠肥條件下玉米產量形成過程為研究內容，探討其變化規律，旨在為天津市靜海區玉米綠色增產增效提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗田概況及供試品種

試驗在天津市靜海區梁頭鎮西柳木村進行，前茬為油菜，供試土壤為黏質壤土，供試品種為紀元128。

1.2 試驗設計

試驗采用大田對比設計，設2個處理。處理1為常規管理模式，處理2為連續3年翻壓綠肥。玉米收獲后播種油菜，播種量0.25～0.5 kg·667 m-2，機械條播，行距40 cm左右，第二年5月中旬春玉米播種之前，將油菜作為綠肥翻壓到土壤中，構成綠肥/玉米輪作體系。從2018年開始，連續3年翻壓綠肥。2個處理方式下玉米播種密度均為5000株·667 m-2，種肥均為45 kg·667 m-2三元復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）、硫酸鋅1 kg·667 m-2，大喇叭口期追施尿素（N46%）30 kg·667 m-2，其他管理措施同當地一般田，2020年10月1日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 記載玉米生長發育進程

1.3.2 葉面積指數變化動態 5展葉時，每個處理小區選生長一致的100株掛牌標記。自5展葉開始，大喇叭口期、抽雄開花期、灌漿期、收獲期各取樣一次，每處理每次取有代表性植株4株。玉米葉面積=葉長×葉寬×系數，完全展開葉系數為0.75，未完全展開葉系數為0.50。

1.3.3 群體干物質積累動態 測定葉面積指數后，將植株置烘箱105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，計算單位面積干物質積累量。

1.3.4 測產考種 收獲前，調查小區內收獲株數、收獲穗數，從每小區中間6行選取3點，每點面積取10 m2收獲籽粒稱重計產（按含水率14%折算），并選取20穗平均穗，測定穗行數、行粒數和千粒重。

1.4 數據分析與處理

采用SPSS13.0軟件統計分析和檢驗數據。

2 結果與分析

2.1 翻壓綠肥對玉米產量及產量構成的影響

翻壓綠肥顯著提高玉米產量14.8%（表1）。通過對玉米產量構成因數的進一步分析可以看出，連續3年翻壓綠肥對玉米群體的收獲穗數和穗粒數影響不顯著，但對千粒重影響顯著，翻壓綠肥條件下，玉米千粒重顯著提高7.9%。通過以上數據分析可以看出，連續的綠肥翻壓，可通過改善土壤環境，提高玉米灌漿期根系活力，促進光合產物向籽粒中轉運，從而促進千粒重增加。

表1 翻壓綠肥對玉米產量及產量構成的影響

2.2 翻壓綠肥對收獲期生物量和灌漿期葉面積指 數的影響

圖1 a顯示，翻壓綠肥顯著提高了收獲期玉米群體的干物質積累量9.9%，并且翻壓綠肥處理條件下，群體的干物質積累量的變異幅度小于對照。圖1 b顯示，翻壓綠肥顯著提高了灌漿期玉米群體的葉面積指數15.6%，并且在翻壓綠肥條件下，灌漿期葉面積指數變異幅度小于對照。由以上數據可以看出，翻壓綠肥條件下，灌漿期葉面積指數和收獲期群體干物質積累量明顯提高，并且整齊度有顯著提高。灌漿期葉面積指數的增大為玉米光合產物的形成提供足夠的光合面積，有利于群體干物質的形成，為群體高產奠定基礎。

圖1 翻壓綠肥對玉米收獲期干物質積累和灌漿期葉面積指數的影響

2.3 翻壓綠肥對灌漿期葉綠素含量和葉片氮含量 的影響

圖2a上圖顯示，灌漿期穗下葉葉片葉綠素含量明顯低于穗位葉和穗上葉葉片葉綠素含量，穗位葉和穗上葉葉片葉綠素含量無顯著差異，2個處理間的表現趨勢一致。翻壓綠肥對灌漿期不同葉位的葉片葉綠素含量均有顯著的提高作用，穗下葉、穗位葉和穗上葉葉綠素含量分別提高18.3%，10.3%和7.6%。圖2b圖顯示，灌漿期穗下葉葉片氮含量明顯低于穗位葉和穗上葉葉片氮含量，穗位葉和穗上葉葉片氮含量無顯著差異，2個處理間的表現趨勢一致。翻壓綠肥分別提高了灌漿期穗下葉、穗位葉和穗上葉葉片氮含量38.6%，9.9%和5.4%。由以上分析可以看出，翻壓綠肥提高了不同葉位葉片葉綠素含量和葉片氮含量，增強了灌漿期群體的光合性能，利于灌漿期群體干物質的積累，為高產的形成提供物質條件。

圖2 翻壓綠肥對灌漿期不同葉位的葉綠素含量和葉片氮含量的影響

3 結論與討論

綠肥翻壓可以顯著提高土壤有機質含量、有效磷含量、速效鉀含量、全氮含量、土壤磷酸酶活性，增加土壤含水量，促進玉米生長發育。部分綠肥處理的玉米農藝性狀、生物學產量與經濟產量不如對照，這可能與綠肥的腐解對玉米種子的發芽及生長有關。綠肥腐解特征總體上表現為前快后慢。綠肥還田后，所含養分能快速釋放以補足土壤養分庫，供作物生長需要，在玉米播種前綠肥翻埋期其根系活力增強。本研究表明，連續3年翻壓綠肥提高了灌漿期玉米的光合性能，為生產出更多的光合產物提供了基礎。同時，翻壓綠肥改善了土壤理化性狀，為根系生長發育提供了良好的土壤環境，延緩了后期根系的衰老，延長了灌漿期，起到養根護葉的作用，為后期千粒重的提高提供了條件和基礎。綠肥-玉米農田生態系統除了為社會提供農產品供給服務的直接經濟效益以外，更多的是提供調節氣體、涵養水分、土壤養分累積和保持土壤等生態效益。本研究認為，在天津地區連續翻壓綠肥可以顯著提高產量14.8%，翻壓綠肥是天津地區玉米綠色高產高效生產的有效技術途徑。