多年冬绿肥翻压对玉米产量性状的影响研究

代雪宾，田秀平，赵 秋

（1.天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300384；2.天津市农业资源与环境研究所，天津 300192）

玉米是中国广泛种植的作物之一，在中国粮食生产中占有重要地位，玉米产量的高低受很多因素影响，其中施肥是非常关键的影响因素。进入20世纪90年代后，随着玉米生产中化肥施用量的逐年增加以及施肥方法的不合理，不但造成环境污染和土壤退化，也影响了玉米产量和品质的提高。随着中国化肥使用量“零增长”计划的实施，使用有机物料替代化肥得到很多学者的认可。绿肥是新鲜植物体作为肥料就地翻压还田或异地施用的肥料，翻压还田后可为下茬作物生长提供必需的营养元素，其在培肥地力、改善作物生长环境、改善下茬作物品质及提高产量等方面起到积极的作用[1-2]。研究表明，华北地区翻压冬绿肥二月兰，可以增加玉米产量，改善土壤肥力[3]，因此，本研究连续7年种植二月兰、毛叶苕子、黑麦草、黑麦等进行冬绿肥翻压还田，探讨不同冬绿肥翻压对下茬玉米产量性状的影响，为示范推广玉米冬绿肥的轮作模式提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

冬绿肥：二月兰（EYL）、毛叶苕子（MSZ）、黑麦草（HMC）、黑麦（HM）。

玉米品种：“鑫1303”。

化肥：尿素（含N 46%）、磷酸二铵（含N 18%、P2O546%）、氯化钾（含K2O 60%）。

1.2 试验设计

试验设置对照空闲田（CK）、二月兰（EYL）、毛叶苕子（MSZ）、黑麦草（HMC）、黑麦（HM）、毛叶苕子+二月兰混播（MSZ+EYL）、毛叶苕子+黑麦草混播（MSZ+HMC）7个种植处理，随机排列，3次重复，小区面积18 m2。

1.3 试验概况

试验在天津市武清区现代农业科技创新基地进行。供试土壤为潮土，土壤养分含量：有机质 18.47 g·kg-1、全氮 1.15 g·kg-1、全磷0.83 g·kg-1、全钾 19.47 g·kg-1、碱解氮 66.78 mg·kg-1、有效磷21.05 mg·kg-1、速效钾241.5 mg·kg-1、pH 8.01 和 EC222.0 μs·cm-1。

2012—2020年，在每年9月中下旬玉米收获后播种冬绿肥，6个绿肥处理的播种量分别为二月兰（EYL）45.0、毛叶苕子（MSZ）60.0、黑麦草（HMC）60.0、黑麦（HM）45.0、毛叶苕子+二月兰混播（MSZ+EYL）30.0+22.5、毛叶苕子+黑麦草混播（MSZ+HMC）30.0+30.0 kg·hm-2。次年5月中下旬测定冬绿肥地上部生物产量，之后将冬绿肥收割，切碎成长度为2～3 cm的小段，翻压到深10～15 cm的土壤中，下茬播种玉米。玉米施肥量为K2O 225.0 kg·hm-2、N 225.0 kg·hm-2、P2O545.0 kg·hm-2，1/3 氮肥和全部磷、钾肥全部基施，在玉米小喇叭口期追施其余2/3的氮肥，每年玉米收获期进行测产。本文根据2020年玉米测产数据进行分析。

1.4 数据分析

采用Excel 2010与SPSS 25.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 多年冬绿肥翻压对下茬玉米果穗秃尖长度的影响

不同冬绿肥连续7年翻压还田后，对下茬玉米果穗秃尖长度的影响不同（图1）。其中对照（CK）处理的玉米果穗秃尖最长，显著高于各冬绿肥翻压处理，分别比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM增加18.13%、21.98%、16.48%、31.86%、35.71%、15.38%。在各冬绿肥翻压处理中，HM和EYL+MSZ处理的玉米果穗秃尖长度显著低于其他处理，其中EYL+MSZ处理的玉米果穗秃尖长度最短，分别比EYL、MSZ、HMC、HM和MSZ+HM处理的玉米果穗秃尖长度缩短21.48%、17.61%、23.03%、5.65%、24.02%。方差分析显示，HM与EYL+MSZ处理之间差异不显著，EYL、MSZ、HMC与MSZ+HM处理之间差异不显著。

图1 不同冬绿肥翻压处理对下茬玉米果穗秃尖长度的影响

2.2 多年冬绿肥翻压对下茬玉米穗粒质量的影响

不同冬绿肥连续7年翻压还田后，对下茬玉米穗粒质量的影响不同（图2）。EYL翻压还田后，下茬玉米穗粒质量显著提高，分别比对照（CK）、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM处理的穗粒质量提高了13.98%、4.36%、8.45%、10.23%、11.05%，显著高于对照（CK）、EYL+MSZ和MSZ+HM处理，但与MSZ、HMC和HM处理之间差异不显著。对照（CK）处理的穗粒质量最低，显著低于其他处理，比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和 MSZ+HM 处 理的穗粒质量分别降低了13.98%、10.07%、6.04%、9.17%、4.18%、3.29%，其次为EYL+MSZ和MSZ+HM处理，后两者之间差异不显著。

图2 不同冬绿肥翻压处理对下茬玉米穗粒质量的影响

2.3 多年冬绿肥翻压对下茬玉米百粒质量的影响

不同冬绿肥连续7年翻压还田后，对下茬玉米百粒质量影响较大（图3）。对照（CK）处理的玉米百粒质量最低，显著低于各冬绿肥翻压处理，分别比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM处理的百粒质量降低了11.33%、7.95%、5.68%、3.79%、4.54%、4.92%；EYL处理可显著增加下茬玉米的百粒质量，除了与MSZ处理之间差异不显著外，显著高于其他处理；EYL+MSZ、MSZ+HM、HMC及HM处理之间差异不显著。这说明冬绿肥翻压还田后均可增加玉米的百粒质量。

图3 不同冬绿肥翻压处理对下茬玉米百粒质量的影响

2.4 多年冬绿肥翻压对下茬玉米产量的影响

与对照（CK）处理相比，各冬绿肥翻压处理均可显著提高玉米产量（图4），各处理玉米产量的高低顺序为 EYL＞MSZ＞HM＞ HMC＞EYL+MSZ＞MSZ+HM＞CK，其中EYL处理的玉米产量最高，与其他处理差异显著；其次是MSZ处理，玉米产量也与其他处理达到差异显著水平；再次是HM处理，玉米产量显著高于HMC、EYL+MSZ、MSZ+HM和对照（CK）处理；HMC处理的玉米产量也显著高于EYL+MSZ、MSZ+HM和对照（CK）处理；对照（CK）处理的玉米产量显著低于所有冬绿肥翻压处理，分别比EYL、MSZ、HMC、HM、EYL+MSZ和MSZ+HM处理的玉米产量降低了17.05%、11.86%、6.68%、10.31%、4.59%、4.03%。

图4 不同冬绿肥翻压处理对下茬玉米产量的影响

3 结论与讨论

试验结果表明，与对照（CK）相比，不同冬绿肥连续7年翻压还田后，均显著缩短下茬玉米的果穗秃尖长度，增加玉米穗粒质量和百粒质量，提高玉米产量，以种植翻压二月兰（EYL）效果最为显著，其次是毛叶苕子（MSZ）。研究结果表明，华北地区冬绿肥翻压不仅可以使冬前土地闲置资源得到充分利用，还可以改善土壤环境、保护耕地、防止土壤风蚀、为下茬作物生长提供更丰富的营养物质，进而提高作物产量。

近年来，由于华北地区冬小麦种植面积减少，导致该地区冬闲耕地逐渐增加。华北地区冬季干旱少雪、空气干燥，致使农田土壤风蚀加剧，造成土壤肥力下降，解决华北地区农田冬季裸露问题已是当务之急。绿肥在中国已有几千年的种植历史，且种植地区主要集中在南方，随着中国化肥使用量“零增长”计划的实施，种植绿肥越来越受到人们的重视，近几年已快速向华北和东北地区推进。为促进绿肥的高效生产和合理翻压，中国出台了相关的绿肥种植补贴政策[4]。大量研究表明，种植绿肥不但能提供作物生长所需的养分，还能提高作物的株高和产量等[5]。在华北地区采用玉米冬绿肥轮作，冬绿肥不仅能解决冬季农田裸露的风蚀问题，第二年翻压还田后还可改善土壤理化性状，为下茬作物生长提供养分，促进作物生长，实现土壤休耕轮作、用地养地相结合，具有良好的发展前景。