翻压绿肥对玉米产量的影响初探

李 泉，侯海鹏，辛 勍，孙桂文，辛 宇，赵 燕

（1.天津市静海区梁头镇人民政府，天津 301600；天津市农业发展服务中心，天津 300061；3.天津市动物疫病控制中心，天津 300402；4.天津市静海区农业科学技术研究所，天津 301600）

翻压绿肥可以减少化肥施用量15%～30%，改善土壤理化性状，培肥地力，对维持或改良土壤的质量或健康起到重要作用。种植绿肥翻压后不仅可以改良土壤，提升土壤自身的蓄水保墒能力，还有利于提高玉米产量。前人在翻压绿肥对土壤理化性状和玉米产量的影响方面做了大量研究，华北地区绿肥二月兰还田可适当替代化学肥料；依据养分释放规律，春玉米在前期应重施氮磷肥、轻钾肥，后期补施氮钾肥。但在天津地区，连续3年翻压绿肥对玉米产量形成过程的影响研究较少。本研究针对天津市静海区玉米田基础地力普遍较低，土壤养分含量不均衡、土壤结构不合理等突出问题，为进一步改善土壤理化性状，提升土壤生产能力，通过田间试验，以翻压绿肥条件下玉米产量形成过程为研究内容，探讨其变化规律，旨在为天津市静海区玉米绿色增产增效提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验田概况及供试品种

试验在天津市静海区梁头镇西柳木村进行，前茬为油菜，供试土壤为黏质壤土，供试品种为纪元128。

1.2 试验设计

试验采用大田对比设计，设2个处理。处理1为常规管理模式，处理2为连续3年翻压绿肥。玉米收获后播种油菜，播种量0.25～0.5 kg·667 m-2，机械条播，行距40 cm左右，第二年5月中旬春玉米播种之前，将油菜作为绿肥翻压到土壤中，构成绿肥/玉米轮作体系。从2018年开始，连续3年翻压绿肥。2个处理方式下玉米播种密度均为5000株·667 m-2，种肥均为45 kg·667 m-2三元复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）、硫酸锌1 kg·667 m-2，大喇叭口期追施尿素（N46%）30 kg·667 m-2，其他管理措施同当地一般田，2020年10月1日收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 记载玉米生长发育进程

1.3.2 叶面积指数变化动态 5展叶时，每个处理小区选生长一致的100株挂牌标记。自5展叶开始，大喇叭口期、抽雄开花期、灌浆期、收获期各取样一次，每处理每次取有代表性植株4株。玉米叶面积=叶长×叶宽×系数，完全展开叶系数为0.75，未完全展开叶系数为0.50。

1.3.3 群体干物质积累动态 测定叶面积指数后，将植株置烘箱105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，计算单位面积干物质积累量。

1.3.4 测产考种 收获前，调查小区内收获株数、收获穗数，从每小区中间6行选取3点，每点面积取10 m2收获籽粒称重计产（按含水率14%折算），并选取20穗平均穗，测定穗行数、行粒数和千粒重。

1.4 数据分析与处理

采用SPSS13.0软件统计分析和检验数据。

2 结果与分析

2.1 翻压绿肥对玉米产量及产量构成的影响

翻压绿肥显著提高玉米产量14.8%（表1）。通过对玉米产量构成因数的进一步分析可以看出，连续3年翻压绿肥对玉米群体的收获穗数和穗粒数影响不显著，但对千粒重影响显著，翻压绿肥条件下，玉米千粒重显著提高7.9%。通过以上数据分析可以看出，连续的绿肥翻压，可通过改善土壤环境，提高玉米灌浆期根系活力，促进光合产物向籽粒中转运，从而促进千粒重增加。

表1 翻压绿肥对玉米产量及产量构成的影响

2.2 翻压绿肥对收获期生物量和灌浆期叶面积指 数的影响

图1 a显示，翻压绿肥显著提高了收获期玉米群体的干物质积累量9.9%，并且翻压绿肥处理条件下，群体的干物质积累量的变异幅度小于对照。图1 b显示，翻压绿肥显著提高了灌浆期玉米群体的叶面积指数15.6%，并且在翻压绿肥条件下，灌浆期叶面积指数变异幅度小于对照。由以上数据可以看出，翻压绿肥条件下，灌浆期叶面积指数和收获期群体干物质积累量明显提高，并且整齐度有显著提高。灌浆期叶面积指数的增大为玉米光合产物的形成提供足够的光合面积，有利于群体干物质的形成，为群体高产奠定基础。

图1 翻压绿肥对玉米收获期干物质积累和灌浆期叶面积指数的影响

2.3 翻压绿肥对灌浆期叶绿素含量和叶片氮含量 的影响

图2a上图显示，灌浆期穗下叶叶片叶绿素含量明显低于穗位叶和穗上叶叶片叶绿素含量，穗位叶和穗上叶叶片叶绿素含量无显著差异，2个处理间的表现趋势一致。翻压绿肥对灌浆期不同叶位的叶片叶绿素含量均有显著的提高作用，穗下叶、穗位叶和穗上叶叶绿素含量分别提高18.3%，10.3%和7.6%。图2b图显示，灌浆期穗下叶叶片氮含量明显低于穗位叶和穗上叶叶片氮含量，穗位叶和穗上叶叶片氮含量无显著差异，2个处理间的表现趋势一致。翻压绿肥分别提高了灌浆期穗下叶、穗位叶和穗上叶叶片氮含量38.6%，9.9%和5.4%。由以上分析可以看出，翻压绿肥提高了不同叶位叶片叶绿素含量和叶片氮含量，增强了灌浆期群体的光合性能，利于灌浆期群体干物质的积累，为高产的形成提供物质条件。

图2 翻压绿肥对灌浆期不同叶位的叶绿素含量和叶片氮含量的影响

3 结论与讨论

绿肥翻压可以显著提高土壤有机质含量、有效磷含量、速效钾含量、全氮含量、土壤磷酸酶活性，增加土壤含水量，促进玉米生长发育。部分绿肥处理的玉米农艺性状、生物学产量与经济产量不如对照，这可能与绿肥的腐解对玉米种子的发芽及生长有关。绿肥腐解特征总体上表现为前快后慢。绿肥还田后，所含养分能快速释放以补足土壤养分库，供作物生长需要，在玉米播种前绿肥翻埋期其根系活力增强。本研究表明，连续3年翻压绿肥提高了灌浆期玉米的光合性能，为生产出更多的光合产物提供了基础。同时，翻压绿肥改善了土壤理化性状，为根系生长发育提供了良好的土壤环境，延缓了后期根系的衰老，延长了灌浆期，起到养根护叶的作用，为后期千粒重的提高提供了条件和基础。绿肥-玉米农田生态系统除了为社会提供农产品供给服务的直接经济效益以外，更多的是提供调节气体、涵养水分、土壤养分累积和保持土壤等生态效益。本研究认为，在天津地区连续翻压绿肥可以显著提高产量14.8%，翻压绿肥是天津地区玉米绿色高产高效生产的有效技术途径。