不同施肥措施对夏玉米产量和经济效益的影响

李宝国 韩娟娟 许金英 王 刚 芦俊朋

（1.德州市陵城区农业技术推广中心 山东德州 253500；2.中国农业科学院德州盐碱土改良实验站 山东德州 253000）

在现代农业生产中， 化肥对粮食增产的贡献率在40%以上[1]，但这并不意味着高化肥投入下高经济效益和高资源效率并存， 盲目过量施肥并没有带来作物产量的提高反而导致了土壤板结、酸化、耕层肥力下降等土壤质量问题及养分淋失、挥发、利用率低等资源浪费问题[2]。 在化肥产业转型升级及化肥使用零增长、负增长的推动下，缓/控释肥、增施有机肥、秸秆还田、 减少氮肥施用量等绿色增产模式被广泛推广应用，旨在协调养分供应与作物需求，提高肥料利用率，推进养分平衡供应[3]。

德州市陵城区地处鲁西北平原， 属于黄河冲积平原。 小麦—玉米种植面积在100 万亩以上，是陵城区主要粮食作物。 2022 年陵城区作为山东省主要农作物肥料试验示范区之一， 为进一步了解有机无机配施、缓/控释肥对夏玉米产量及经济效益的影响，在本区域内针对夏玉米进行了不同施肥措施效果试验，以期为陵城区减肥增效、合理施肥提供技术支撑的同时提高农户决策水平。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

于2022 年6-10 月在德州市陵城区神头镇后张店村开展不同种类肥料田间应用效果试验。 该地区气候属暖温带大陆性季风型， 年平均气温12.9℃，年平均降水量547.5 mm。供试土壤为潮土，试验前耕层土壤pH 为8.06，有机质含量为13.54 g/kg，全氮含量为1.11 g/kg，速效磷、有效钾含量分别为22.68 mg/kg和164 mg/kg。作物种植方式为小麦—玉米轮作，秸秆全部还田。

1.2 试验材料

供试玉米品种为国欣171。 供试肥料为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O512%）、硫酸钾（K2O 50%）、控释肥（26∶10∶10）、牛粪（干基N∶P2O5∶K2O 为2.22∶1.75∶2.87，含水量55%）。

1.3 试验设计

本试验共设配方肥、缓/控释肥、缓/控释肥减氮10%、有机无机配合施肥及有机无机配施减氮10%共5 个处理。 缓/控释肥由控释尿素、过磷酸钙和硫酸钾掺混而成，有机无机配施比例为有机肥氮30%、化肥氮70%。 每个处理中P2O5、K2O 投入量分别为5 kg/亩、6 kg/亩， 缓/控释肥处理及有机无机配施中按施氮量带入的磷钾量不足的用化肥磷钾 （过磷酸钙及硫酸钾）补足。 每个处理设3 次重复，采用随机区组设计，小区面积48 m2（4 m×12 m）。 试验区域外围设置1 m保护行，各处理间设置0.5 m 间隔距离。 播前将肥料在每个小区均匀撒施后播种， 田间管理同当地大田日常管理。 具体施肥量见表1。

表1 不同处理田间施肥量

1.4 测定项目与方法

1.4.1 植株全氮、全磷、全钾 玉米收获期于各小区取3 株具有代表性的玉米植株， 置烘箱中105℃杀青，75℃烘干至恒重后粉碎， 采用H2SO4-H2O2消煮，分别用凯氏定氮法、钒钼黄比色法、火焰光度法测定植株和籽粒全氮、全磷、全钾含量。

1.4.2 收获计产 玉米成熟期， 在每小区采集具有代表性的2 行（16 m2）玉米，脱粒称量计产，并用烘干法测定籽粒含水量。 同时调查产量构成因素。

1.5 数据处理

采用Excel 2010 进行数据计算与统计分析。

收获指数=籽粒吸氮量/地上部吸氮量

形成100 kg 玉米籽粒吸氮量=地上部吸氮量/籽粒产量×100 kg

氮素偏生产力（PEP）=籽粒产量/施氮量

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对产量及产量构成因素的影响

由表2 可知，施用缓/控释肥处理的产量最高，为796.85 kg/亩；其次是缓/控释肥减氮10%、有机无机配施、有机无机配施减氮10%处理；配方肥处理产量最低，为715.03 kg/亩。 与同种类型肥料减氮10%处理相比，缓/控释肥较减氮10%处理增产0.6%，有机无机配施较减氮10%处理增产5.0%。 在同等施肥量下，与配方肥处理相比，缓/控释肥处理增产11.4%、有机无机配施处理增产9.6%。

表2 不同施肥处理产量构成因素

从产量构成来看，缓/控释肥处理玉米百粒重最高，为40.94 g；有机无机配施处理次之，为40.57 g；配方肥处理百粒重最低，为39.24 g。与同种类型肥料减氮10%处理相比，缓/控释肥较减氮10%处理百粒重增加0.66 g， 有机无机配施较减氮10%处理增加0.32 g。缓/控释肥减氮10%处理穗粒数最高， 为512.95 粒，较缓/控释肥处理增加1.1%； 配方肥处理穗粒数最低，为474.47 粒；有机无机配施处理为503.76 粒，较其减氮10%处理提高4.2%。

2.2 不同处理对玉米养分吸收利用的影响

收获指数（NHI）反映了作物同化产物在籽粒和营养器官上的分配比例。 由表3 可知，收获指数表现为有机无机配施及其减氮10%处理>缓/控释肥及其减氮10%处理>配方肥处理，其中有机无机配施减氮10%处理的收获指数略大于有机无机配施， 缓/控释肥减氮10%处理的收获指数略大于缓/控释肥处理。

表3 不同处理对玉米养分吸收利用的影响

形成100 kg 玉米籽粒吸氮量数据表明， 施氮量及氮肥类型影响玉米地上部的养分吸收。 每形成100 kg 玉米产量，缓/控释肥处理玉米地上部吸氮量最高，为1.87 kg，较其减氮10%处理吸氮量提高8.4%；配方肥处理次之，为1.80 kg；有机无机配施处理吸氮量为1.78 kg，较其减氮10%处理提高3.1%。

氮素偏生产力（NP）为作物产量与施氮量之比，表征作物吸收了土壤供氮和肥料中的氮素之后产生的边际效应。由表3 可知，氮素偏生产力表现为缓/控释肥减氮10%>有机无机配施减氮10%>缓/控释肥>有机无机配施>配方肥，其中缓控释肥减氮10%处理为4.52 kg/kg，较配方肥处理高0.85 kg/kg、较缓/控释肥处理高0.43 kg/kg；有机无机配施减氮10%处理较有机无机配施高0.23 kg/kg。

2.3 不同处理经济效益分析

由表4 可知， 不同施肥处理总产值为1 858.1～2 059.2 元/亩，肥料投入成本为109.3～229.4 元/亩，其中缓/控释肥处理肥料投入成本最高，为229.4 元/亩，较配方肥处理肥料投入高109.9%。 其他投入成本中因为机肥无机配施及其减氮10%处理需要额外投入人工撒施有机肥， 因此略高于配方肥及缓/控释肥处理。扣除肥料及其他投入成本，缓/控释肥减氮10%处理净收益最高，为1 195.7 元/亩，较配方肥处理增收8.8%； 有机无机配施减氮10%处理净收益最低，为1 024.9 元/亩，较配方肥处理减收6.7%。

3 讨论与结论

本试验结果表明，缓/控释肥处理及缓/控释肥减氮10%处理较配方肥处理产量分别提高11.44%和10.82%， 净产值较配方肥处理分别提高8.42%和8.84%；有机肥无机配施处理及有机无机配施减氮10%处理较配方肥处理产量分别提高9.60%和4.34%，净产值较配方肥处理分别提高1.93%和-6.71%；缓/控释减氮10%处理氮素偏生产力最高， 且与配方肥处理相比收获指数较高。因此在增产增收角度考虑，缓/控释肥减氮10%处理是减少资源浪费、 提高农民经济收入的有效施肥措施。

在农业生产中， 缓/控释肥处理及其减氮10%处理肥料投入成本分别为229.4 元/亩和213.2 元/亩，比配方肥处理分别高120.1 元/亩和103.9 元/亩，较高的经济成本可能会降低农民的施用意愿。 因此缓/控释肥生产企业在筛选膜材料时除了考虑提高肥料利用率、减少环境污染外，还应该加强技术研发，降低生产成本。

有机无机配施是当前农业生产中增产稳产、减少化肥施用、实现农业绿色可持续发展的重要生产模式。 本研究若只考虑肥料投入成本与总产值之间的关系，有机无机配施处理净产值最高，是农民倾向较大的施肥方式之一。 但是若考虑人工成本在内，受施肥便捷性和劳动力限制，农民选择配方肥的意愿可能性更大。 因此未来有机无机配施绿色种养循环模式大面积推广应该建立在有机肥撒施机械化的基础上。