基于玉米种植中减肥增效技术的实践研究

徐守军

低成本的无机肥在我国农业领域中应用广泛，但过量施加无机肥不仅无法确保玉米植株养分供给，还会对土壤理化性质造成严重影响[1-2]。因此，需减少无机肥施加量，将施加有机肥作为减少肥料施加量、提高玉米产量的重要途径。

1 玉米全生命周期减肥增效技术

1.1 种植前施加底肥

研究表明，玉米种植前施加不超过600 kg/hm²底肥，能够有效提高肥料利用率，确保玉米生长前期拥有足量养分。底肥应当优先选用玉米专用缓效性底肥。虽然缓效性底肥在土壤中挥发效率比速效性底肥低，但玉米生长期间的营养摄入量也是缓慢、逐渐增加的[3]，倘若施加速效肥，可能导致土壤富营养化现象发生。

1.2 苗秆期追肥

玉米进入苗秆期后，茎秆细胞分裂快速，对养分的需求增加。在玉米拔节期前施加600 kg/hm²氮肥，能够有效提高玉米韧性。对于早熟玉米品种，施加壮秆肥可以避免玉米植株生长至一定高度后被吹倒。不同肥料对玉米植株的作用不同，氮肥促进玉米良好生长，钾肥促进籽粒重提升，磷肥促进干物质积累。减肥增效策略下，需根据玉米生长不同时期的特点，选择针对性施肥方式，提高肥料的利用率。

1.3 攻苞期追肥

玉米攻苞期需要施加675 kg/hm²速效氮肥，提高玉米单穗重，进而提高玉米产量。减肥增效策略下，需要根据土壤理化性质以及玉米生长情况综合考量肥料施加量。土壤理化性质良好的种植区域，可适当减少速效氮肥施加量；土壤理化性质较差的地区，需适当追肥。若玉米长势旺且土壤情况良好，则无需施加肥料[4]。肥料施加期间，需做好田间管理工作，如除草等，避免非农作物与玉米争抢养分，导致无法发挥肥料的全部肥力。

2 有机肥和无机肥对夏玉米籽粒产量的影响

研究表明，农家肥以及秸秆还田生产有机肥投入玉米种植中，能够促进产量提升近9％。若采取有机肥和无机肥配施策略，产量将进一步提升2.3％。研究人员在不同地区试验发现，有机肥中的农家肥促进玉米产量提升效果最好，甚至高达49％。产生上述现象的主要原因在于有机肥料作用于土壤后会缓慢释放氮素，而玉米生长期间对氮素吸收也是缓慢增加的，因此有机肥料的应用价值一定程度上可以媲美无机肥。

研究人员在相同种植条件下应用不同施肥策略试验发现，利用有机肥处理玉米后，产量增幅明显高于单独施加无机肥[5]。少数试验区域在玉米播种第65天和第90天出现长势稍欠的现象，产生上述现象的主要原因在于玉米播种第65天和第90天对氮素需求大幅提高，而试验中没有进行追肥操作，无法满足部分玉米植株对氮素的需求，致使生长受到抑制。有机肥是促进玉米产量提高的关键，结合玉米生长不同周期以及土壤理化性质落实有机肥和无机肥配施策略是实现减肥增效的关键。

2018年甘肃省会宁县中川镇玉米种植试验中，当地农户分别在2个试验田采取2种不同的肥料施加策略，一种为240 kg/hm²，另一种为120 kg/hm²。收获时发现，无论施加多少氮肥，玉米籽粒产量都能够达到最高水平。对玉米营养/生殖器官氮素积累量进行数据监测发现，氮肥既不会对玉米氮素积累量产生影响，也不会影响干物质积累量。

2019年中川镇农户第2次种植试验中，将施肥策略改为有机肥和无机肥配施、无机肥单施。有机肥和无机肥配施后，氮肥减施27.8％，肥料利用率整体提高21.2％，产量提升24.5％。上述现象说明，有机肥与土壤理化性质、玉米养分供应具有较大关联；在玉米生长各个周期，采用有机肥和无机肥配施，能有效减少化肥施加量，充分发挥肥料效用，增加玉米产量。

3 有机肥和无机肥对土壤理化性质的影响

氮素是评判土壤肥力的重要指标，也是提升玉米产量的重要因素。从宏观角度来看，我国南北方地区土壤氮素含量不同，通常北方地区氮素损耗情况相对较重，因此在北方种植农作物期间会大量投入无机肥作为提高玉米产量的关键途径[6]。長期施加无机肥会导致土壤全氮含量下降，对土壤造成严重影响。

施加有机肥是提高土壤肥力、避免对土壤理化性质造成侵害的重要途径。英国某实验站在长达120年的连续定位试验中发现，试验田1不添加有机物，土壤中的总氮量仅上升0.02％；试验田2每次在农作物种植期间施加有机肥，最终土壤总氮量得到有效改善。上述现象说明，长期单施无机肥会对土壤理化性质造成严重影响，而施加有机肥则会为土壤带来丰富的碳元素、氮元素等营养成分[7-8]。

我国长期定位试验也有类似数据结果证实这一现象。以我国甘肃省西北地区为例，研究人员试验发现，采用有机肥与无机肥配施的方式能够有效提高土壤中的有机碳含量以及总氮含量，提高土壤对氮素的固持能力，避免氮素短时间内大量流失[9]。

有机碳是影响土地种植质量的因素之一。相比于无机肥，有机肥能够为土壤带来大量的碳源，不仅能显著提高土壤中微生物活性，还能够确保土壤内碳素维持平衡。我国农业领域中，通过施加有机肥以及秸秆还田，能够有效提高土壤有机碳库容，为农作物生长提供养分的同时，减少温室气体的排放[10]。根据我国某地区18年定位试验发现，相比于单独施加无机肥，施加有机肥能够提高种植区域土壤碳含量0.18 g/kg，且有机肥与无机肥配施效果更为明显。

从土壤组织结构角度来看，团聚体是土壤的基本组成部分，团聚体的物理性质会影响有机碳的周转速率。国外学者在小麦与玉米的轮作试验中发现，施加有机肥能够有效提高土壤大团聚体的含量，而大团聚体中有机碳含量相对较高，因此施加有机肥能够有效提高土壤中有机碳含量[11]。

根据上述现象可以得出，有机肥在改善土壤理化性质、增加土壤中氮元素和碳元素等方面具有十分突出的应用价值。要想在玉米种植领域中实现减肥增效，需要重视有机肥的施加，还需根据玉米生长不同周期对营养元素的需求以及土壤理化性质进行有机肥和无机肥配施。采取上述方式可减少无机肥施加量，提高肥料利用效果，促进玉米产量显著提高。

4 试验设计

试验田采用裂区设计原则，分别在3个试验区种植相同玉米品种。施肥方式：试验田A，有机肥和无机肥配施；试验田B，单施有机肥；试验田C，单施无机肥。其中，有机肥为试验基地周边农村地区提供的完全腐熟牛粪。种植密度为75 000株/hm²。2020年6月9日播种，9月24日收获。

分别在玉米播种前以及玉米完熟期进行土壤取样，土壤取样深度为180 cm。将采样得到的土壤样品分成2份：1份自然风干，测定各微量元素含量；1份冷冻于-20 ℃环境下，测定硝态氨及铵态氮含量。在完熟期收获一定数量的玉米并进行晒干处理，测量玉米穗粒数、千粒重等产量指标。

5 试验结果

长期定位施肥条件下，有机肥和无机肥配施、单施有机肥、单施无机肥会对土壤物理性状产生不同影响。本次试验中，有机肥和无机肥配施、单施有机肥能够降低0～40 cm土层的土壤容重，单施无机肥对土壤容重的改善程度无明显差异。随着土壤深度增加，有机肥和无机肥配施、单施有机肥的土壤容重改良效果并不明显，单施无机肥的土壤容重改良效果较为明显。

上述现象表明，单施无机肥不会对上层土壤物理性状产生较大影响，但会对下层土壤产生严重影响。若农户单施无机肥后认为没有明显改善土壤物理性状便进行追肥，会对土壤造成严重侵害。有机肥在改良上层土壤的同时，不会对下层土壤造成侵害，能够稳定土壤整体结构，营造良好的生长环境。

如表1所示，试验田A、试验田B碳元素主要分布在40 cm以内的土层，越接近上层土壤，碳元素含量越高，40～80 cm土层的有机碳含量并未出现明显的变化趋势。试验田C碳元素分布趋势与试验田A、试验田B相似，但碳元素含量相比试验田A、试验田B分别低55.11％、64.45％。上述现象表明，单施无机肥虽然能够提高土壤中碳元素含量，但效果远远不如有机肥和无机肥配施、单施有机肥。减少无机肥施加量、提高有机肥施加量是显著发挥肥料应用效果的重要途径。

在对3个试验区土壤剖面氮素分布的试验中发现，试验田A、试验田B硝态氮含量最高的土层为0～10 cm以及10～20 cm，而试验田C硝态氮含量在上述深度的土层中相对较小。当土壤深度不断增加，试验田C硝态氮含量相比于试验田A、试验田B显著增加，如表2所示。

上述现象表明，单施无机肥会导致氮元素从土壤上层向土壤深层迁移，不仅难以满足玉米植株正常的氮素需求，还可能对深层土壤理化性质产生不利影响。因此，单施无机肥无法满足玉米植株生长期间对氮素的需求，且会导致氮元素从土壤上层向土壤深层迁移，无法确保肥料充分发挥应用价值。

长期定位施肥条件下，有机肥和无机肥配施、单施有机肥、单施无机肥会对玉米籽粒产量产生不同影响。由表3可知，试验田A、试验田B的产量高于试验田C，试验田A比试验田C高2 242.8 kg/hm²，试验田A与试验田B的产量接近。上述现象表明，合理的施肥策略能够有效提高玉米产量，有机肥和无机肥配施的增产效果最佳。

6 结论

要想实现玉米种植减肥增效，需要减少无机肥施加量，将施加有机肥作为玉米植株生长的重要营养供应方式。根据土壤理化性质以及植株生长需求进行有机肥和无机肥配施，可促进玉米产量提升。

参考文献：

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