油菜秸稈還田和肥料減量對玉米農藝性狀及經濟效益的影響

田佳昕 張啟鑫

（黔東南州農業科學院 貴州凱里 556400）

玉米是需肥量較大的作物， 長期以來人們在玉米種植過程中為了獲得高產而大量施肥， 且由于氮磷鉀的不平衡施用，使土壤環境惡化，這是造成玉米產量不穩定和農業污染的主要原因之一[1]。 秸稈中含有大量的氮、磷等物質，是土壤養分的一部分。 秸稈還田能將地上部分養分歸還土壤， 經過微生物分解成為土壤肥力的一部分，從而達到減量施肥的目的。相關研究表明[2-4]，腐熟秸稈進入土層后引起土壤內環境的變化，不僅增加土壤有機質含量、土壤微生物量，提高土地肥力, 還能減少氮流失，改善土壤理化性狀，降低土壤容重。 研究發現[5-6]，秸稈還田能引起土壤酶活性變化，增加菌落豐度，使土壤“活化”，進一步促進玉米對土壤養分的吸收， 從而增加玉米株高、莖粗、葉面積和提高葉綠素含量及光合作用，促進光合產物向籽粒轉運，從而使玉米獲得高產。

肥料減量試驗是為了尋找該地區玉米種植的最佳施肥量，從而控制農業成本，提高經濟效益。 本試驗是在秸稈還田的基礎上尋找種植玉米的最佳施肥量，通過秸稈腐熟全量還田及肥料減量試驗，摸清秸稈全量還田模式下玉米產量及農藝性狀的變化，進一步減少肥料的施用，減少農業污染，為該地區秸稈還田和玉米種植提供科學方案。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于黔東南州高新農業科技園（26°42′N、107°70′E），前茬作物為油菜，總面積1 hm2，肥力均勻、中等，溝渠配套，排灌條件較好，防洪抗旱能力較強。 試驗地有機質20 g/kg， 全氮0.134%， 速效磷46.0 mg/kg，速效鉀472 mg/kg，pH 4.71。

1.2 供試材料

玉米品種為貴卓玉9 號。 肥料為尿素 （含N 46.4%）、翁福高效復合肥（N∶P∶K 為15∶15∶15），翁福高效復合肥與尿素施用量比例為5.33∶1。

1.3 試驗設計

本試驗采用隨機區組試驗，設置5 個處理，3 次重復，每小區種植6 行24 株，折合種植密度3 555 株/畝。2022 年4 月15 日播種，8 月30 日分小區收獲，并采集植株樣品和相關數據。 數據處理使用Excel 2021和DPS 9.01。 試驗處理見表1。

表1 玉米秸稈腐熟還田及肥料減量試驗設計

2 結果與分析

2.1 油菜秸稈全量還田及肥料減量對玉米農藝性狀的影響

由表2 可知，玉米產量最高的是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理，為8 358.44 kg/hm2，“不施肥+秸稈不還田”（對照）產量最低，為4 524.92 kg/hm2。方差分析結果表明，“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”與“常規施肥量+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量15%+腐熟秸稈還田”“不施肥+秸稈不還田” 處理之間差異顯著，分別增產1 348.22 kg/hm2、1 125.98 kg/hm2、3 833.53 kg/hm2，增幅分別為16.13%、13.47%、45.86%，與“常規施肥量減量10%+腐熟秸稈還田”處理差異不顯著。 株高中最高的是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田” 處理， 為235.33 cm， 最低的是對照，為207.33 cm；“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理在株高上顯著高于 “常規施肥量+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量15%+腐熟秸稈還田”“不施肥+秸稈不還田”處理。 百粒重最高的是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理，為37.13 g，最低的是對照，為36.34 g， 5 個處理之間差異不顯著。 穗粒數最高的是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理，為528 粒，最低的是對照，為399 粒，“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理的穗粒數顯著高于“常規施肥量減量15%+腐熟秸稈還田”和“不施肥+秸稈不還田”，其他處理差異不顯著。 穗長最高的是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理，為19.49 cm，最低的是“常規施肥量減量15%+腐熟秸稈還田”處理，為18.16 cm，5 個處理之間差異不顯著。

表2 油菜秸稈腐熟還田及肥料減量對玉米農藝性狀的影響

2.2 油菜秸稈腐熟全量還田及肥料減量對玉米干物質積累量的影響

作物從土壤中汲取營養物質以供生長。 由圖1可知， 玉米干物質積累最多的是 “常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理，為406 g/株，最低的是對照， 為317 g/株，“常規施肥量+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量10%+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量15%+腐熟秸稈還田”處理分別為392 g/株、399 g/株、387 g/株。 “常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”與“不施肥+秸稈不還田”處理之間存在顯著性差異，表明秸稈腐熟還田和科學施肥能顯著增加玉米干物質的積累。

圖1 油菜秸稈腐熟還田及肥料減量對玉米干物質積累量的影響

2.3 經濟效益分析

經濟效益分析是用于分析試驗處理帶來的經濟效益，指導農業控本增收。 由表3 可知，產值從高到低的分別是 “常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量10%+腐熟秸稈還田”“常規施肥量+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量15%+腐熟秸稈還田”“不施肥+秸稈不還田” 處理， 產值分別為33 433.77 元/hm2、28 939.72 元/hm2、28 050.79 元/hm2、24 741.98 元/hm2、18 099.67 元/hm2。 經濟效益從高到低的分別是 “常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量10%+腐熟秸稈還田”“常規施肥量+腐熟秸稈還田”“常規施肥量減量15%+腐熟秸稈還田”“不施肥+秸稈不還田”處理，經濟效益分別為29 560.43 元/hm2、25 270.79 元/hm2、23 974.19 元/hm2、21 276.30 元/hm2、18 099.67 元/hm2。 產值分析顯示，“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田” 比對照增加15 334.10 元/hm2，增加84.72%；最大經濟效益分析顯示，“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理比對照增加11 460.76 元/hm2，增加63.32%。 此外，“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田” 處理與常規施肥相比減少52.79 kg/hm2的施肥量，降低了203.86 元/hm2的肥料成本。 因此在實際種植過程中推薦最佳施肥方式為“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”，肥料配比為基肥（復合肥527.80 kg/hm2）+追肥（尿素158.34 kg/hm2+復合肥316.68 kg 527.80 kg/hm2）。

表3 各處理經濟效益分析

3 討論與結論

（1）在油菜秸稈腐熟還田及肥料減量對玉米生長發育的影響分析中，產量、株高、百粒重、穗粒數、株高最高的都是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理， 分別為8 358.44 kg/hm2、235.33 cm、37.13 g、528 粒、19.49 cm，而對照由于缺少肥料的供給，只能汲取土壤中的部分營養，在產量、株高、穗粒數方面的表現則最低。 說明油菜秸稈腐熟還田能夠增加土壤肥力，在此基礎上科學施肥能夠提高作物產量，從而提高經濟效益。

（2）玉米從土壤中汲取營養供給生長發育，當植株脫水后形成干物質，其中干物質積累最多的是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理，為406 g/株，顯著高于對照。 對照由于沒有進行秸稈還田和施肥，其干物質積累量最小， 說明腐熟秸稈還田和一定的施肥量能夠幫助作物成長， 從土壤中不斷汲取營養物質供給生長。

（3）經濟效益分析顯示，最大的是“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”處理，為29 560.43 元/hm2，最小的是對照， 為18 099.67 元/hm2， 比對照增加63.32%。 “常規施肥量+腐熟秸稈還田”為當地推薦的施肥量，“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田” 為減量5%的施肥量， 而減量5%所帶來的產量和收益是5 個處理中最大的，所以在生產過程中不是施肥越多越好， 而應當掌握作物生長規律和需肥方式進行施肥才能獲得高產。

從對玉米農藝性狀的影響、干物質積累、經濟效益分析3 個方面綜合來看， 本試驗推薦的最佳施肥方式為“常規施肥量減量5%+腐熟秸稈還田”，即肥料配比為基肥 （復合肥527.80 kg/hm2）+追肥 （尿素158.34 kg/hm2+復合肥316.68 kg/hm2），在此條件下既能獲得最大產量，又能獲得最大收益。