“3415”配方施肥对灰棕黄紫泥土田块玉米产量及经济效益的影响

蔡家军 陈建美 刘晶巧 张长伟 方立魁

摘 要 重庆市铜梁区境内灰棕黄紫泥土面积占中性紫色土面积的30%以上，明确该类土壤理化性状、养分含量状况、化肥利用率，以及施肥的种类、数量和搭配比例与玉米产量之间的关系等具有重要意义。为了科学施肥，提高玉米單产和经济效益，采用“3415”田间肥效试验，定量分析了施肥对玉米产量、经济效益等的影响。结果表明：1）合理施用氮肥是提高玉米产量的主导因素。2）在施用有机肥的基础上，氮、磷、钾肥合理搭配对提高玉米产量具有明显效果。3）灰棕黄紫泥土中等肥力水平地块种植玉米，在每667 m2施猪粪水3 000 kg基础上，施纯N 14 kg，P2O5 4.8 kg，K2O 4.8 kg是最佳产量和最佳经济效益配肥方案。

关键词 玉米；配方施肥；增产效果；经济效益；重庆市铜梁区

中图分类号：S513 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.13.030

玉米是世界第三大粮食作物，除直接食用外，还可用于饲料和加工原料，具有重大的实用价值。现有研究表明，不同的氮、磷、钾配比和施肥量对玉米的产量及经济效益有不同的影响。然而，近年来由于化肥用量增加、施肥措施不合理等原因导致肥料的利用率和增产效应不断下降[1]；同时，由于化肥的大量损失已经引起一系列环境问题[2]。测土配方施肥技术是根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应提出作物适宜肥料用量及施用方法的一项科学施肥技术[3]。肥料高效利用首先需要从养分平衡着手，氮肥配施磷、钾肥能够提高肥料协同增产效率[4]。本研究拟通过开展测土配方施肥，验证在中等肥力田块下氮磷钾及有机肥不同配比对玉米的增产效果和经济效益的影响，从而为重庆地区玉米施肥体系的建立提供依据。

1  材料与方法

1.1  试验地概况

试验地点选择在重庆市铜梁区少云镇七宝村4社，试验地块系侏罗系沙溪庙组沙泥岩坡积母质，灰棕黄紫泥土，质地重壤。土壤养分背景值为：pH值7.8、有机质11.6 g·kg-1、全氮0.797 g·kg-1、全磷0.863 g·kg-1、全钾23.2 g·kg-1、碱解氮58.5 mg·kg-1、有效磷6.76 mg·kg-1、速效钾154 mg·kg-1，肥力水平中等。

1.2  试验材料

试验玉米品种为Q玉318号。播期：3月1日，肥团育苗，地膜覆盖，3月15日移栽。肥料按实施方案分小区称量，3月15日施底肥，分小区淋施后移栽玉米苗；4月14日施苗肥；5月6日每667 m2用杀虫双大粒剂1.5 kg，去玉米苗心防治玉米螟和蛅虫；5月21日施穗肥，并用井岗霉素防治玉米纹枯病；7月20日收获，分小区单打单晒。

1.3  试验设计与实施

试验采用“3415”设计方案（即以“N、P、K”3个因素，“空白、基数、基数二倍、基数三倍”4个水平施肥量，在基数二倍施肥基础上加施猪粪水共15个处理）。小区长8.0 m，宽2.0 m，小区面积为16 m2，每小区32窝（100 cm×50 cm），每667 m2栽1 200窝，每窝栽2苗，区组随机排列，四周设置保护行（见表1）。

1.4  数据分析

利用Excel 2019和SPSS 18.0软件对数据进行整理和统计分析。

2  结果与分析

2.1  不同氮肥处理对玉米产量的影响

肥效试验结果如表2所示。从1、2、3、6、11处理的施肥量与产量间关系可以看出，每667 m2施P2O5、K2O各4.8 kg基础上，无氮处理玉米每667 m2产量341.7 kg，仅比无肥处理（对照）增产71.3 kg；每667 m2施纯氮7、14、21 kg处理产量分别为452.4、490.4、512.5 kg，比无氮处理每667 m2增产110.7、148.7、170.8 kg，分别增32.4%、43.5%和50.0%。这说明在灰棕黄紫泥中等肥力水平地块种植玉米，氮肥是提高玉米产量的主导因子，在施用磷、钾肥基础上，合理施用氮肥对提高玉米产量效果明显。

2.2  氮、磷、钾与有机肥配合施用对玉米产量的影响

由表2可知，处理1（CK）每667 m2玉米产量270.4 kg；处理6每667 m2玉米产量490.4 kg，比对照增产220 kg，增幅为81.4%；在处理6基础上增施猪粪水后，每667 m2玉米产量达580 kg，比无猪粪水处理增产18.3%，比对照增产114.5%。说明在施用氮、磷、钾基础上配合施用有机肥有助于提高玉米产量。

2.3  经济效益分析

由表2可知，每667 m2施P2O5、K2O各4.8 kg基础上，无氮处理比对照每667 m2增加产值117元，扣除投入成本72.0元，比对照增加纯收益45元；7 kg纯氮处理（3处理）比对照每667 m2增产值291.2元，扣除投入成本103.5元，比对照每667 m2增加纯收益187.7元；每667 m2施纯氮14 kg处理（6处理）比对照增产值352.0元，扣除投入成本135.0元，比对照增加纯收益217.0元；在每667 m2施纯氮14 kg处理基础上增施猪粪水，每667 m2玉米产量达580 kg，比对照增加产值495.4元，扣除投入成本195元，增加纯收益300.4元，比无猪粪水处理增加纯收益83.4元。

2.4  实收产量差异性分析

通过LSD测验得到如下结果（见表3）：无氮处理的玉米产量极显著高于无肥处理，施氮处理产量均极显著高于无氮处理，加施猪粪水处理的玉米产量极显著高于同等氮、磷、钾用量处理。

2.5  氮肥效应

2.5.1  产量效应

在磷、钾用量相同条件下（P2O 54.8 kg，K2O 4.8 kg），每667 m2施纯氮7 kg、14 kg、21 kg处理分别比无氮处理增产110.7 kg、148.7 kg、170.8 kg，分別增产32.4%、43.5%和50.0%。结果显示，该类土壤种植玉米每667 m2施21 kg纯氮产量512.5 kg/667 m2，分别比7 kg和14 kg处理增产60.1 kg和22.1 kg，增产13.3%和4.5%。

2.5.2  经济效益

磷、钾用量相同条件下（P2O5 4.8 kg，K2O 4.8 kg），每667 m2施纯氮7 kg、14 kg、21 kg处理分别比无氮处理增加产值177.12元、237.92元和273.28元，投入成本分别增加31.5元、63.0元和94.5元，扣除成本，分别增加利润145.62元、174.92元和178.78元。仍然证明氮肥是提高玉米产量的主导因素（见表4）。

2.6  磷肥效应

2.6.1  产量效应

在氮、钾用量相同条件下（纯N 14 kg，K2O 4.8 kg），灰棕黄紫泥土中等肥力水平土块，从无磷处理到每667 m2用P2O57.2 kg，玉米产量随磷肥用量的增加而提高，但提高幅度不大。每667 m2施P2O5 2.4、4.8、7.2 kg处理的玉米产量分别比无磷处理增产4.0、21.0、37.7 kg，分别增产0.8%、4.5%、8.0%。

2.6.2  经济效益

每667 m2施P2O5 2.4、4.8、7.2 kg处理分别比无磷处理增产值6.4、33.6、60.32元，投入成本分别为18.0、36.0、54.0元，扣除新增投入成本，分别比无磷处理增加利润-11.6、-2.4、6.32元，证明该类土壤施磷效益多为负值（见表5）。

2.7  施钾效应

2.7.1  产量效应

在氮、磷用量相同基础上（N 14 kg/667 m2，P2O5  4.8 kg/667 m2），从无钾处理到每667 m2用K2O 7.2 kg，玉米产量随施钾量的增加呈“N”字形波动。

2.7.2  经济效益

从每667 m2施钾2.4、4.8、7.2 kg处理分别比无钾处理增加产值47.36、32.64、66.72元，但扣除钾肥投入成本18.0、36.0、54.0元，利润分别增加29.36、 -3.4、12.72元。说明该土壤种植玉米的最佳效益施钾量为每667 m2施钾2.4 kg（见表6）。

2.8  有机肥效应

从6处理和15处理间可以看出，在无机氮、磷、钾用量相等条件下（N 14 kg/667 m2，P2O5 4.8 kg/667 m2，K2O 4.8 kg/667 m2），无有机肥处理玉米每667 m2产量490.4 kg，比加施有机肥处理每667 m2产量580.0 kg低89.6 kg，低18.3%，证明要获取玉米高产，应在施用有机肥前提下与无机氮磷钾结合施用。

2.9  肥料利用率

收获时取无肥、缺N、缺P、缺K、全肥区的植株和籽粒样，送西南农大化验养分含量，根据缺肥区计算土壤供肥量，再根据养分施用量计算肥料利用率。该类土壤种植玉米的氮肥利用率为41.0%，磷肥利用率为8.8%，钾肥利用率为28.5%。得出玉米对养分吸收量表现出N>K2O>P2O5。氮磷钾配施有利于促进玉米地上部分器官对养分的吸收和积累，籽粒吸氮量和吸磷量大于秸秆，而吸钾量却是秸秆大于籽粒。可见玉米植株中氮和磷养分主要转移到籽粒中，而钾主要转移到秸秆中（见表7）。

3  小结与讨论

玉米产量的高低与氮磷钾配方施用与无机肥的结合施用密切相关，可通过调节氮磷钾配比提高玉米产量。试验结果表明，合理施用氮肥是提高玉米产量的主导因素。在施氮基础上，合理施用磷、钾肥对提高玉米抗病性，光合产物的合成、转化和运输具有重要作用，因而对提高玉米产量有明显效果。为获取玉米高产，应在施用有机肥前提下与无机氮磷钾结合施用。灰棕黄紫泥土中等肥力水平地块种植玉米，在每667 m2施猪粪水3 000 kg基础上，施纯N 14 kg，P2O5 4.8 kg，K2O 4.8 kg是最佳产量和最佳经济效益配肥方案。

张燕等通过开展玉米肥料利用率田间对比试验表明，玉米测土配方比常规施肥氮磷钾肥利用率均有所提高，这与本试验结果一致[5]。王金凤等研究表明，配方施肥较常规施肥玉米产量有所提高[6]，这与本试验结果一致。刘恩科等研究表明，氮、磷、钾肥配施较单施某一种肥料效果好[7]，这与本试验的研究结果一致。侯云鹏等研究结果表明，平衡施肥使氮、磷、钾等养分均衡，有助于玉米对养分的充分吸收和利用，从而促进玉米更好地生长发育[8]，这与本试验的研究结果一致。

在实际生产中，生产成本高是制约施肥技术大面积推广的重要原因。本试验结果显示，无机肥与有机肥混合施用增产效果明显，无机肥肥效缓慢，可以减少追肥的人工成本，提高产值。本试验仅分析了不同肥料配比对产量和经济效益的影响，并未考虑玉米的质量问题，产品质量与经济效益也密切相关。随着我国人口数量增加，对粮食的需求量增大，同时由于人们生活水平的提高，对玉米的质量如在口感、营养、健康方面又提出了更高要求。因此，应进一步研究N、P、K元素在玉米光合产物的合成、转运、积累和分配过程中的作用机理，进而研究其对玉米产量和品质的影响。

参考文献：

[1]  朱兆良.金继运.保障中国粮食安全的肥料问题[J].植物营养与肥料学报，2013，19（2）：259-273.

[2]  闫湘.金继运.何萍.等.提高肥料利用率技术研究进展[J].中国农业科学，2008（2）：450-459.

[3]  张福锁.测土配方施肥技术要览[M].北京：中国农业大学出版社，2006.

[4]  汪娟娟.吉林省玉米施肥技术指标体系的建立[D].长春：吉林农业大学，2008.

[5]  张燕，丁敏，王秋，等.测土配方施肥对玉米肥料利用率的影响[J]. 耕作与栽培，2022，42（3）：92-94.

[6]  王金凤，徐明泽，高丽，等.测土配方施肥对夏玉米产量及肥料利用率的影响[J]. 安徽农学通报，2022，28（10）：99-101.

[7]  刘恩科，赵秉强，胡昌浩，等.长期不同施肥制度对玉米产量和品质的影响[J].中国农业科学，2004（5）：711-716.

[8]  侯云鹏，陆晓平，赵世英，等.平衡施肥对春玉米产量及养分吸收的影响[J].玉米科学，2014，22（4）：126-131.