美国、巴西施肥－轮作－耕作方式对大豆产量影响最新研究进展*

韩晓增，邹文秀，陆欣春

（中国科学院东北地理与农业生态研究所/国家大豆产业技术体系海伦综合试验站，哈尔滨 150081）

大豆是豆科作物，与禾本科作物相比，具有长时间的营养生长和生殖生长交错期，同时还具有共生固定大气中氮气的功能，在固氮中还需要消耗一定量的植株光合产物。因此，大豆对化学肥料响应就具有一些独特的效应，同时不同的轮作和耕作也会对肥料效果产生联动效果。针对这些问题，我参加了2012年在南非召开的第九届世界大豆研究会（World Soybean Research Conference IX）和2014年全美农学会、作物学会、土壤学会国际年会（2014 International Annual Meeting of the American Society of Agronomy,Crop Science Society ofAmerican,and SoilScience Society ofAmerica）。这两个会议有40多个国家、4 705名代表（其中研究生1 074、本科生962人参加会议）参加了本次大会。会议口头报告1 866个，墙报1 952个，参展商181个单位。共有31个主题、141个分会场，457个场次的学术研讨和墙报作者的现场讲解。现就有关大豆施肥、轮作和耕作方面介绍一下美国和巴西的最新研究进展。

1 轮作对美国中西部地区大豆产量的影响

美国中西部自二十世纪中叶以来一直是美国玉米带，并且近两年间随着玉米种植面积的增加，玉米种植面积已接近大豆面积，玉米－大豆轮作体系成为主要种植制度。由于种植玉米的经济价值较高，在过去的十年间玉米种植面积不断扩大而大豆面积种植逐渐缩小。到2012年，12个种植玉米带州，玉米的播种面积增加至3 040万公顷。相比之下，大豆种植面积减小为2 450万公顷。在玉米生产最大的两个州(伊利诺斯州和爱荷华州)玉米面积1 050万公顷，而大豆面积只有720万公顷。在这些州因为玉米播种面积比其他作物总和还多，因此大约20%～25%的玉米必须连作。当地科学家已经建立了多个长期轮作试验用以观察玉米和大豆连作、轮作或与其他作物轮作对各自产量的影响。在伊利诺斯伊州进行的为期4年的试验表明，玉米大豆轮作条件下玉米的产量较连作玉米每公顷增产1吨，而大豆玉米轮作条件下大豆产量比连作大豆每公顷增产0.4吨。添加小麦作为玉米大豆轮作的第三作物，使大豆和玉米的产量对比各自连作增产12%～15%。在同一时间、同一地点进行第2个试验表明，大豆-玉米-玉米轮作模式中玉米产量比大豆-玉米轮作模式中玉米产量增加0.4吨/公顷。虽然轮作能够增加大豆和玉米的产量，但由于玉米相对较高的价格，在美国还是有更多的农民选择种植玉米。然而在水资源缺乏的地区，玉米-大豆轮作模式在一定条件下能够显著增加玉米产量。因此，一些农民为了获得在大豆之后种植玉米的增产效果，越来越多地选择扩大大豆的种植面积。但是，有多少人会采用这种做法将取决于大豆和玉米的相对价格。很明显大豆轮作既可以获得其本身的收益，同时也能够增加大豆产量获得和玉米一样的利润。

2 巴西玉米-大豆轮作体系中施肥的产量效应

巴西是仅排在美国后面的，第二大大豆生产国，占全球大豆产量的28%。高的成交价格和强大的需求量，促使作物耕地与产量不断增加。为了稳定和提高大豆的种植面积，越来越多的人关注种植大豆后的土壤对下一茬作物的影响。巴西当地的学者设置了一组大豆-玉米轮作体系下的肥料试验，结果表明与对照（不施肥处理）相比，肥料的施用降低了当地大豆的产量，但是对于下一季玉米来说均起到了明显的增产作用。在前茬种植大豆时不施用氮肥的情况下，对下一茬玉米仅施用氮肥就能够显著增加大豆的产量，氮肥的合理施用量为158公斤/公顷；当前茬大豆施氮量在14～43公斤/公顷变化时，对玉米来说在一定的磷钾肥施用量下，增施氮肥有一定增产效果，但是却明显降低了磷钾肥肥料利用率，造成了肥料的浪费。因此，在前茬大豆施用氮肥为30公斤/公顷时，玉米的氮、磷和钾施用量分别为22、115、36公斤/公顷时，玉米的产量达到了最大值，其肥料利用率也较高。因此，在巴西大豆-玉米轮作体系中，前茬种植大豆，同样对玉米的产量具有正效应。

我国是一个人口众多的国家，人们日常生活中对大豆的需求量较高。但是近年来由于晚熟玉米品种的引进和玉米实现了机械化收割，导致我国大豆种植面不断减小。美国和巴西在大豆-玉米轮作体系中大豆对玉米产量的影响，也是我们目前正在关注的重点。在今后的研究工作中，我们应该着重研究大豆的肥田功能在大豆和玉米减量化施肥技术中的应用，同时通过优化大豆-玉米轮作体系，逐渐扩大大豆的种植面积。

附表 巴西大豆对肥料用量的影响