有機無機肥配施對低產田春玉米生長及生產效益的影響

摘要：為探索黃土高原半干旱區低產田春玉米的最優施肥模式和方法，在有機肥、化肥、有機肥與無機肥配施等不同施肥條件下，對春玉米的病蟲害發生情況、產量及經濟效益開展了研究分析。結果表明，有機無機肥配施能夠減輕玉米病蟲害發生，促進植株生長。各施肥處理均能有效提高玉米產量，增產15.28%～85.45%，其中以復合施肥（羊糞+化肥+硫酸亞鐵+腐殖酸+生物菌肥）處理折合產量最高，為12 497.4 kg/hm2，較不施肥處理增產85.45%；羊糞+商品有機肥+化肥配施次之，折合產量11 830.4 kg/hm2，較不施肥處理增產75.55%。羊糞配施化肥處理純收益最高，較不施肥處理和單施化肥處理分別增加了5 360.6、3 029.6元/hm2。綜合考慮產量和經濟效益，表現較優的施肥方式是羊糞配施化肥、羊糞+商品有機肥+化肥配施、復合施肥（羊糞+化肥+硫酸亞鐵+腐殖酸+生物菌肥），在低產田改良上的保糧增收效果明顯。

關鍵詞：有機無機肥配施；春玉米；低產田；產量；經濟效益

中圖分類號：S513；S147.2 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2024）12-1157-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.12.015

Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on

the Growth and Economic Benefits of Spring Maize in Low-yield Fields

FAN Rong 1， SONG Yali 2， WANG Zhen 1， XI Fangfang 2， LI Feng 2

（1. Huanxian Agricultural Technology Extension Centre， Huanxian Gansu 745700， China; 2. Qingyang Academy of

Agricultural Sciences， Qingyang Gansu 745000， China）

Abstract： In order to explore the optimal fertilization mode and method for spring maize in low-yield fields in semi-arid area on the Loess Plateau， the occurrence of diseases and pests， yield and economic benefit of spring maize were studied under different fertilization treatments such as organic fertilizer， chemical fertilizer， organic and inorganic combined application. Results showed that the combined application of organic-inorganic fertilizer could reduce the occurrence of maize pests and diseases and promote plant growth. All fertilization treatments could effectively increase the maize yield with yield increases ranging from 15.28% to 85.45%. Among them， the compound fertilization treatment（sheep manure + chemical fertilizer + ferrous sulfate + humic acid + biological fertilizer） had the highest average yield of 12，497.4 kg/ha， an increase of 85.45% compared to the non-fertilized treatment. Sheep manure + commercial organic fertilizer + chemical fertilizer combination was the second， with an average yield of 11，830.4 kg/ha， an increase of 75.55% compared to the non-fertilized treatment. The net benefit of sheep manure combined with fertilizer treatment was the highest， which increased by 5，360.6 and 3，029.6 Yuan/ha compared to the non-fertilized and chemical fertilizer-only treatments， respectively. Comprehensive consideration from the yield and economic benefits， the optimal fertilization methods were sheep manure with chemical fertilizers， sheep manure + commercial organic fertilizer + chemical fertilizers， and compound fertilization （sheep manure + chemical fertilizers + ferrous sulfate + humic acid + biofertilizer）， all of which demonstrated significant effects on improving grain yield and economic benefit in low-yield fields.

Key words： Organic-inorganic fertilizer combination; Spring maize; Low-yield field; Yield; Economic benefit

低產田改良是助推鄉村振興戰略、推動農業高質量發展的重要舉措，也是提高糧食綜合生產能力，保證我國糧食安全的重要途徑［1 ］。低產田養分含量少且易板結，導致農作物生長發育狀況差，產量低而不穩［2 ］。目前，旱作農業區低產田主要采用種植綠肥或歇茬自然恢復等方式進行土壤理化性質改善從而達到培肥地力的效果。然而，種植綠肥存在優質綠肥品種較少、適應性較弱、與作物競爭水肥等問題，歇茬自然恢復存在周期長、效果不佳等問題［3 - 4 ］。有機肥中有機質含量較高、養分全面，能夠有效改善土壤微生物群落結構、提高土壤肥力、提升作物產量及品質［5 - 7 ］。研究表明，有機肥與無機肥配施能有效增加作物產量，是農作物增產穩產的主要措施［8 - 11 ］。目前對不同土壤類型應采用的有機肥種類與配施比例等問題的研究尚少［12 ］。鑒于此，我們研究了不同有機肥與化肥配施對玉米產量和經濟效益的影響，探索適宜西北黃土高原半干旱區的最佳培肥模式，以期為新開墾或低水平田肥力的提升提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省環縣環城鎮馬坊塬村（107° 9′ E，36° 34′ N），海拔1 609 m，年平均氣溫8.7 ℃，有效積溫約3 200 ℃，無霜期150 d。該地為2019年高標準農田，2020年種植幼齡果樹，2021年棄植為休歇地，土質為黃綿土，據2022年試驗前土壤肥力測定，耕層土壤含有機質11.35 g/kg、全氮0.77 g/kg、全磷0.67 g/kg、全鉀11.85 g/kg、堿解氮38.75 mg/kg、有效磷4.01 mg/kg、速效鉀93.75 mg/kg、緩效鉀835.54 mg/kg，pH 8.44。2022年試驗區玉米生長期降水量及月平均氣溫見表1。玉米全生育期的氣溫和總降水量與歷年持平，但4 — 6月份降水量僅為85.6 mm，較歷年平均值123.2 mm減少了37.6 mm，干旱較為嚴重；7 — 8月氣溫高、降水多，對玉米產量造成一定影響。

1.2 供試材料

指試玉米品種為金穗1915，由白銀金穗種業有限公司提供。

羊糞為經過發酵腐熟的羊糞粒鮮基（有機質24%、N 1.014%、P2O5 0.216%、K2O 0.532%，環縣中盛羊業發展有限公司）；化肥為尿素（N 46%，中國石油天然氣股份有限公司）、普通過磷酸鈣（P2O5≥16%、水溶性磷≥11%，云南農業大學土壤與肥料研究所）、硫酸鉀（K2O≥45%，浙江圣效化學品有限公司）混合肥料；商品有機肥（有機質≥45%、N+P2O5+K2O≥10%，寧夏魯西化工化肥有限公司），生物菌肥（總養分≥10%、有機質≥40%、活菌數≥8 000萬/g，寧夏伊品生物科技股份有限公司）；腐植酸購自山東嘉佳福農業發展股份有限公司，硫酸亞鐵（FeSO4≥99.6%）購自西安義信化工有限公司。

1.3 試驗方法

試驗采用全膜雙壟溝播技術［13 ］，共設10個處理（表2），隨機區組排列，3次重復，小區面積為33.0 m2（3.3 m×10.0 m），每小區播種3壟6行，小區間距1.0 m。試驗于4月23日機械深耕，4月24日施肥并旋耕覆膜，4月27日播種，密度為6.0萬株/hm2。

羊糞單施用量為60 000 kg/hm2、配合施用量為30 000 kg/hm2；尿素施用量為390 kg/hm2，普通過磷酸鈣施用量為810 kg/hm2，硫酸鉀施用量為180 kg/hm2，施化肥處理氮、磷、鉀肥用量均相同；商品有機肥單施時用量為3 000 kg/hm2、配施時用量為1 500 kg/hm2；生物菌肥施用量為75 kg/hm2；腐植酸施用量為600 kg/hm2；硫酸亞鐵施用量為375 kg/hm2。以不施肥處理作為對照（CK）。為了保持肥料施用時期的一致性，所有肥料采用一次性基肥施入，作物生長期不再追肥。

1.4 測定指標和方法

玉米抽雄期調查記載總株數、發病株數，計算發病株率、蟲害病株率［14 ］。玉米成熟期，每個處理選取10穗進行考種，測定穗長、穗粗、禿尖長度、穗行數、行粒數和百粒重，按小區稱重計產［15 ］。

發病株率=發病株數/總株數×100%

蟲害株率=蟲害株數/總株數×100%

經濟效益=產值-肥料投入

肥料產量貢獻率=［（施肥區產量-對照區產量）/施肥區產量］×100%

1.5 數據處理

所有數據采用Microsoft Excel 2003進行統計與分析，使用SPSS 26.0軟件進行統計學分析。

2 結果與分析

2.1 玉米病蟲害發生情況

由表3可以看出，CK處理病蟲害最嚴重，植株生長緩慢，大斑病病株率為93.2%、銹病病株率為67.2%、蟲害病株率為54.4%；T1、T2、T3、T4、T5處理玉米植株莖稈細、葉黃、抗旱性和抗病性減弱、病象嚴重，大斑病病株率為58.1%～87.6%、銹病病株率為9.2%～44.0%、蟲害病株率為10.0%～45.7%；有機無機肥配施處理（T6、T7、T8、T9處理）大斑病、銹病、蟲害發生較輕，大斑病病株率為14.8%～30.5%、銹病病株率為4.2%～12.3%、蟲害病株率為3.1%～8.4%。

2.2 施肥處理對玉米主要農藝性狀的影響

從表4可以看出，與CK相比，不同施肥處理均能增加玉米株高、穗位高、生育期、穗長、穗行數和單株粒重，其中株高增加6.51%～19.75%，穗位高增加1.76%～19.23%，生育期延長2～10 d，穗長增幅為3.14%～32.46%，穗行數增幅為1.49%～28.36%，單株粒重增幅為7.80%～97.57%。除T2處理外，各施肥處理均能有效降低玉米禿尖長度，其中T8處理和T9處理的禿尖長度最短，均為1.1 cm；除T2處理和T5處理外，各施肥處理均可提高玉米行粒數，增幅為2.28%～17.77%；除T5處理外，各施肥處理均可提高玉米百粒重，增幅為7.20%～43.64%。綜合比較，9種施肥處理中以T6、T8、T9處理玉米長勢最好，株高、穗長、行粒數、穗粒數、單株粒重、百粒重等指標有明顯增加趨勢。

2.3 施肥處理對玉米產量及經濟效益的影響

由表5可以看出，各施肥處理均能有效提高玉米產量（P < 0.05），增產幅度為15.28%～85.45%。與單施化肥（T3）相比，商品有機肥與化肥配施下玉米增產效果較為顯著，其中T9處理玉米產量最高，折合產量為12 497.4 kg/hm2，顯著高于其他處理（P < 0.05），較CK增產85.45%，較T3處理增產29.14%；T8處理折合產量為11 830.4 kg/hm2，居第2位，較CK增產75.55%，較T3處理增產22.25%；T6處理折合產量為11 192.4 kg/hm2，位居第3，較CK增產66.08%，較T3處理增產15.65%。T7處理折合產量為10 474.1 kg/hm2，位居第4，較CK增產55.42%，較T3處理增產8.23%。

除T2處理外，其他處理較CK均可提高春玉米經濟效益，較CK處理經濟效益增加了1 224.0～5 360.6元0178450d0927da57b442cfe911efcebb6bce1561e5bf1da1dc742b91daa14216/hm2，增幅為9.08%～39.77%。T1、T4、T6、T8、T9處理的玉米純收益均高于T3處理，較T3處理經濟效益分別增加了892.8、1 535.6、3 029.6、2 055.6、1 364.6元/hm2，其余處理均低于T3處理。

3 討論與結論

化肥在我國農業生產中具有重要作用，但是長期過量施用化肥會導致土壤板結、降低土壤pH、影響玉米的產量和品質［16 ］。化肥和有機肥的合理配施是農業綠色高效發展的必然要求，該模式不僅可以有效減少化肥投入，降低對環境的負面影響，還能使畜禽糞便等廢棄物得到充分利用［17 ］。石子建等［18 ］研究發現，商品有機肥部分替代化肥不僅能改良土壤理化性質，還能促進玉米植株的生長、提高產量和果穗品質。李博文等［19 ］研究發現，有機糞肥與化肥配施可以改善玉米籽粒品質，提高產量。本研究中，各施肥處理均能有效提高玉米產量，較對照不施肥處理增產15.28%～85.45%，有機肥與化肥配施下，玉米增產效果較為顯著，折合產量以復合施肥處理（羊糞+化肥+硫酸亞鐵+腐植酸+生物菌肥）最高，為12 497.4 kg/hm2，較對照不施肥處理增產85.45%；羊糞+商品有機肥+化肥配施處理次之，折合產量為11 830.4 kg/hm2，較對照不施肥處理增產75.55%。

傳統農業經常存在過度施肥的問題，不僅會導致環境污染和肥料利用率低下，還增加了肥料成本。經濟效益的形成不僅與產量水平相關，同時受投入成本影響較大，在追求產量最高和經濟最大之間，需要注意投入和對應產出平衡問題。本研究中，羊糞配施化肥處理肥料生產投入相對較少，且肥料容易獲得，農戶易接受，獲得純收益最高，較不施肥處理和單施化肥處理分別增加了5 360.6、3 029.6元/hm2；羊糞+商品有機肥+化肥配施處理和復合施肥處理（羊糞+化肥+硫酸亞鐵+腐植酸+生物菌肥）的肥料生產投入相對較高，但由于玉米增產效果好，純收益相對較高，且肥料利用率高，有利于土壤結構改良。

玉米生長情況主要受肥料的種類、劑量、配比及土壤肥沃程度等因素影響［20 ］。本研究發現，在玉米生長季干旱缺水情況下，有機無機配施處理條件下病蟲害發生較輕，植株生長整齊一致。從產量和經濟效益綜合考慮，在各施肥處理中，羊糞配施化肥處理、羊糞+商品有機肥+化肥配施處理、復合處理（羊糞+化肥+硫酸亞鐵+腐植酸+生物菌肥）表現優良，能夠較大幅度提高玉米產量和經濟效益。

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