有机无机肥配施对低产田春玉米生长及生产效益的影响

摘要：为探索黄土高原半干旱区低产田春玉米的最优施肥模式和方法，在有机肥、化肥、有机肥与无机肥配施等不同施肥条件下，对春玉米的病虫害发生情况、产量及经济效益开展了研究分析。结果表明，有机无机肥配施能够减轻玉米病虫害发生，促进植株生长。各施肥处理均能有效提高玉米产量，增产15.28%～85.45%，其中以复合施肥（羊粪+化肥+硫酸亚铁+腐殖酸+生物菌肥）处理折合产量最高，为12 497.4 kg/hm2，较不施肥处理增产85.45%；羊粪+商品有机肥+化肥配施次之，折合产量11 830.4 kg/hm2，较不施肥处理增产75.55%。羊粪配施化肥处理纯收益最高，较不施肥处理和单施化肥处理分别增加了5 360.6、3 029.6元/hm2。综合考虑产量和经济效益，表现较优的施肥方式是羊粪配施化肥、羊粪+商品有机肥+化肥配施、复合施肥（羊粪+化肥+硫酸亚铁+腐殖酸+生物菌肥），在低产田改良上的保粮增收效果明显。

关键词：有机无机肥配施；春玉米；低产田；产量；经济效益

中图分类号：S513；S147.2 文献标志码：A 文章编号：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

低产田改良是助推乡村振兴战略、推动农业高质量发展的重要举措，也是提高粮食综合生产能力，保证我国粮食安全的重要途径［1 ］。低产田养分含量少且易板结，导致农作物生长发育状况差，产量低而不稳［2 ］。目前，旱作农业区低产田主要采用种植绿肥或歇茬自然恢复等方式进行土壤理化性质改善从而达到培肥地力的效果。然而，种植绿肥存在优质绿肥品种较少、适应性较弱、与作物竞争水肥等问题，歇茬自然恢复存在周期长、效果不佳等问题［3 - 4 ］。有机肥中有机质含量较高、养分全面，能够有效改善土壤微生物群落结构、提高土壤肥力、提升作物产量及品质［5 - 7 ］。研究表明，有机肥与无机肥配施能有效增加作物产量，是农作物增产稳产的主要措施［8 - 11 ］。目前对不同土壤类型应采用的有机肥种类与配施比例等问题的研究尚少［12 ］。鉴于此，我们研究了不同有机肥与化肥配施对玉米产量和经济效益的影响，探索适宜西北黄土高原半干旱区的最佳培肥模式，以期为新开垦或低水平田肥力的提升提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于甘肃省环县环城镇马坊塬村（107° 9′ E，36° 34′ N），海拔1 609 m，年平均气温8.7 ℃，有效积温约3 200 ℃，无霜期150 d。该地为2019年高标准农田，2020年种植幼龄果树，2021年弃植为休歇地，土质为黄绵土，据2022年试验前土壤肥力测定，耕层土壤含有机质11.35 g/kg、全氮0.77 g/kg、全磷0.67 g/kg、全钾11.85 g/kg、碱解氮38.75 mg/kg、有效磷4.01 mg/kg、速效钾93.75 mg/kg、缓效钾835.54 mg/kg，pH 8.44。2022年试验区玉米生长期降水量及月平均气温见表1。玉米全生育期的气温和总降水量与历年持平，但4 — 6月份降水量仅为85.6 mm，较历年平均值123.2 mm减少了37.6 mm，干旱较为严重；7 — 8月气温高、降水多，对玉米产量造成一定影响。

1.2 供试材料

指试玉米品种为金穗1915，由白银金穗种业有限公司提供。

羊粪为经过发酵腐熟的羊粪粒鲜基（有机质24%、N 1.014%、P2O5 0.216%、K2O 0.532%，环县中盛羊业发展有限公司）；化肥为尿素（N 46%，中国石油天然气股份有限公司）、普通过磷酸钙（P2O5≥16%、水溶性磷≥11%，云南农业大学土壤与肥料研究所）、硫酸钾（K2O≥45%，浙江圣效化学品有限公司）混合肥料；商品有机肥（有机质≥45%、N+P2O5+K2O≥10%，宁夏鲁西化工化肥有限公司），生物菌肥（总养分≥10%、有机质≥40%、活菌数≥8 000万/g，宁夏伊品生物科技股份有限公司）；腐植酸购自山东嘉佳福农业发展股份有限公司，硫酸亚铁（FeSO4≥99.6%）购自西安义信化工有限公司。

1.3 试验方法

试验采用全膜双垄沟播技术［13 ］，共设10个处理（表2），随机区组排列，3次重复，小区面积为33.0 m2（3.3 m×10.0 m），每小区播种3垄6行，小区间距1.0 m。试验于4月23日机械深耕，4月24日施肥并旋耕覆膜，4月27日播种，密度为6.0万株/hm2。

羊粪单施用量为60 000 kg/hm2、配合施用量为30 000 kg/hm2；尿素施用量为390 kg/hm2，普通过磷酸钙施用量为810 kg/hm2，硫酸钾施用量为180 kg/hm2，施化肥处理氮、磷、钾肥用量均相同；商品有机肥单施时用量为3 000 kg/hm2、配施时用量为1 500 kg/hm2；生物菌肥施用量为75 kg/hm2；腐植酸施用量为600 kg/hm2；硫酸亚铁施用量为375 kg/hm2。以不施肥处理作为对照（CK）。为了保持肥料施用时期的一致性，所有肥料采用一次性基肥施入，作物生长期不再追肥。

1.4 测定指标和方法

玉米抽雄期调查记载总株数、发病株数，计算发病株率、虫害病株率［14 ］。玉米成熟期，每个处理选取10穗进行考种，测定穗长、穗粗、秃尖长度、穗行数、行粒数和百粒重，按小区称重计产［15 ］。

发病株率=发病株数/总株数×100%

虫害株率=虫害株数/总株数×100%

经济效益=产值-肥料投入

肥料产量贡献率=［（施肥区产量-对照区产量）/施肥区产量］×100%

1.5 数据处理

所有数据采用Microsoft Excel 2003进行统计与分析，使用SPSS 26.0软件进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 玉米病虫害发生情况

由表3可以看出，CK处理病虫害最严重，植株生长缓慢，大斑病病株率为93.2%、锈病病株率为67.2%、虫害病株率为54.4%；T1、T2、T3、T4、T5处理玉米植株茎秆细、叶黄、抗旱性和抗病性减弱、病象严重，大斑病病株率为58.1%～87.6%、锈病病株率为9.2%～44.0%、虫害病株率为10.0%～45.7%；有机无机肥配施处理（T6、T7、T8、T9处理）大斑病、锈病、虫害发生较轻，大斑病病株率为14.8%～30.5%、锈病病株率为4.2%～12.3%、虫害病株率为3.1%～8.4%。

2.2 施肥处理对玉米主要农艺性状的影响

从表4可以看出，与CK相比，不同施肥处理均能增加玉米株高、穗位高、生育期、穗长、穗行数和单株粒重，其中株高增加6.51%～19.75%，穗位高增加1.76%～19.23%，生育期延长2～10 d，穗长增幅为3.14%～32.46%，穗行数增幅为1.49%～28.36%，单株粒重增幅为7.80%～97.57%。除T2处理外，各施肥处理均能有效降低玉米秃尖长度，其中T8处理和T9处理的秃尖长度最短，均为1.1 cm；除T2处理和T5处理外，各施肥处理均可提高玉米行粒数，增幅为2.28%～17.77%；除T5处理外，各施肥处理均可提高玉米百粒重，增幅为7.20%～43.64%。综合比较，9种施肥处理中以T6、T8、T9处理玉米长势最好，株高、穗长、行粒数、穗粒数、单株粒重、百粒重等指标有明显增加趋势。

2.3 施肥处理对玉米产量及经济效益的影响

由表5可以看出，各施肥处理均能有效提高玉米产量（P < 0.05），增产幅度为15.28%～85.45%。与单施化肥（T3）相比，商品有机肥与化肥配施下玉米增产效果较为显著，其中T9处理玉米产量最高，折合产量为12 497.4 kg/hm2，显著高于其他处理（P < 0.05），较CK增产85.45%，较T3处理增产29.14%；T8处理折合产量为11 830.4 kg/hm2，居第2位，较CK增产75.55%，较T3处理增产22.25%；T6处理折合产量为11 192.4 kg/hm2，位居第3，较CK增产66.08%，较T3处理增产15.65%。T7处理折合产量为10 474.1 kg/hm2，位居第4，较CK增产55.42%，较T3处理增产8.23%。

除T2处理外，其他处理较CK均可提高春玉米经济效益，较CK处理经济效益增加了1 224.0～5 360.6元0178450d0927da57b442cfe911efcebb6bce1561e5bf1da1dc742b91daa14216/hm2，增幅为9.08%～39.77%。T1、T4、T6、T8、T9处理的玉米纯收益均高于T3处理，较T3处理经济效益分别增加了892.8、1 535.6、3 029.6、2 055.6、1 364.6元/hm2，其余处理均低于T3处理。

3 讨论与结论

化肥在我国农业生产中具有重要作用，但是长期过量施用化肥会导致土壤板结、降低土壤pH、影响玉米的产量和品质［16 ］。化肥和有机肥的合理配施是农业绿色高效发展的必然要求，该模式不仅可以有效减少化肥投入，降低对环境的负面影响，还能使畜禽粪便等废弃物得到充分利用［17 ］。石子建等［18 ］研究发现，商品有机肥部分替代化肥不仅能改良土壤理化性质，还能促进玉米植株的生长、提高产量和果穗品质。李博文等［19 ］研究发现，有机粪肥与化肥配施可以改善玉米籽粒品质，提高产量。本研究中，各施肥处理均能有效提高玉米产量，较对照不施肥处理增产15.28%～85.45%，有机肥与化肥配施下，玉米增产效果较为显著，折合产量以复合施肥处理（羊粪+化肥+硫酸亚铁+腐植酸+生物菌肥）最高，为12 497.4 kg/hm2，较对照不施肥处理增产85.45%；羊粪+商品有机肥+化肥配施处理次之，折合产量为11 830.4 kg/hm2，较对照不施肥处理增产75.55%。

传统农业经常存在过度施肥的问题，不仅会导致环境污染和肥料利用率低下，还增加了肥料成本。经济效益的形成不仅与产量水平相关，同时受投入成本影响较大，在追求产量最高和经济最大之间，需要注意投入和对应产出平衡问题。本研究中，羊粪配施化肥处理肥料生产投入相对较少，且肥料容易获得，农户易接受，获得纯收益最高，较不施肥处理和单施化肥处理分别增加了5 360.6、3 029.6元/hm2；羊粪+商品有机肥+化肥配施处理和复合施肥处理（羊粪+化肥+硫酸亚铁+腐植酸+生物菌肥）的肥料生产投入相对较高，但由于玉米增产效果好，纯收益相对较高，且肥料利用率高，有利于土壤结构改良。

玉米生长情况主要受肥料的种类、剂量、配比及土壤肥沃程度等因素影响［20 ］。本研究发现，在玉米生长季干旱缺水情况下，有机无机配施处理条件下病虫害发生较轻，植株生长整齐一致。从产量和经济效益综合考虑，在各施肥处理中，羊粪配施化肥处理、羊粪+商品有机肥+化肥配施处理、复合处理（羊粪+化肥+硫酸亚铁+腐植酸+生物菌肥）表现优良，能够较大幅度提高玉米产量和经济效益。

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