油菜秸秆还田和肥料减量对玉米农艺性状及经济效益的影响

田佳昕 张启鑫

（黔东南州农业科学院 贵州凯里 556400）

玉米是需肥量较大的作物， 长期以来人们在玉米种植过程中为了获得高产而大量施肥， 且由于氮磷钾的不平衡施用，使土壤环境恶化，这是造成玉米产量不稳定和农业污染的主要原因之一[1]。 秸秆中含有大量的氮、磷等物质，是土壤养分的一部分。 秸秆还田能将地上部分养分归还土壤， 经过微生物分解成为土壤肥力的一部分，从而达到减量施肥的目的。相关研究表明[2-4]，腐熟秸秆进入土层后引起土壤内环境的变化，不仅增加土壤有机质含量、土壤微生物量，提高土地肥力, 还能减少氮流失，改善土壤理化性状，降低土壤容重。 研究发现[5-6]，秸秆还田能引起土壤酶活性变化，增加菌落丰度，使土壤“活化”，进一步促进玉米对土壤养分的吸收， 从而增加玉米株高、茎粗、叶面积和提高叶绿素含量及光合作用，促进光合产物向籽粒转运，从而使玉米获得高产。

肥料减量试验是为了寻找该地区玉米种植的最佳施肥量，从而控制农业成本，提高经济效益。 本试验是在秸秆还田的基础上寻找种植玉米的最佳施肥量，通过秸秆腐熟全量还田及肥料减量试验，摸清秸秆全量还田模式下玉米产量及农艺性状的变化，进一步减少肥料的施用，减少农业污染，为该地区秸秆还田和玉米种植提供科学方案。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于黔东南州高新农业科技园（26°42′N、107°70′E），前茬作物为油菜，总面积1 hm2，肥力均匀、中等，沟渠配套，排灌条件较好，防洪抗旱能力较强。 试验地有机质20 g/kg， 全氮0.134%， 速效磷46.0 mg/kg，速效钾472 mg/kg，pH 4.71。

1.2 供试材料

玉米品种为贵卓玉9 号。 肥料为尿素 （含N 46.4%）、翁福高效复合肥（N∶P∶K 为15∶15∶15），翁福高效复合肥与尿素施用量比例为5.33∶1。

1.3 试验设计

本试验采用随机区组试验，设置5 个处理，3 次重复，每小区种植6 行24 株，折合种植密度3 555 株/亩。2022 年4 月15 日播种，8 月30 日分小区收获，并采集植株样品和相关数据。 数据处理使用Excel 2021和DPS 9.01。 试验处理见表1。

表1 玉米秸秆腐熟还田及肥料减量试验设计

2 结果与分析

2.1 油菜秸秆全量还田及肥料减量对玉米农艺性状的影响

由表2 可知，玉米产量最高的是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理，为8 358.44 kg/hm2，“不施肥+秸秆不还田”（对照）产量最低，为4 524.92 kg/hm2。方差分析结果表明，“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”与“常规施肥量+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量15%+腐熟秸秆还田”“不施肥+秸秆不还田” 处理之间差异显著，分别增产1 348.22 kg/hm2、1 125.98 kg/hm2、3 833.53 kg/hm2，增幅分别为16.13%、13.47%、45.86%，与“常规施肥量减量10%+腐熟秸秆还田”处理差异不显著。 株高中最高的是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田” 处理， 为235.33 cm， 最低的是对照，为207.33 cm；“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理在株高上显著高于 “常规施肥量+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量15%+腐熟秸秆还田”“不施肥+秸秆不还田”处理。 百粒重最高的是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理，为37.13 g，最低的是对照，为36.34 g， 5 个处理之间差异不显著。 穗粒数最高的是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理，为528 粒，最低的是对照，为399 粒，“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理的穗粒数显著高于“常规施肥量减量15%+腐熟秸秆还田”和“不施肥+秸秆不还田”，其他处理差异不显著。 穗长最高的是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理，为19.49 cm，最低的是“常规施肥量减量15%+腐熟秸秆还田”处理，为18.16 cm，5 个处理之间差异不显著。

表2 油菜秸秆腐熟还田及肥料减量对玉米农艺性状的影响

2.2 油菜秸秆腐熟全量还田及肥料减量对玉米干物质积累量的影响

作物从土壤中汲取营养物质以供生长。 由图1可知， 玉米干物质积累最多的是 “常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理，为406 g/株，最低的是对照， 为317 g/株，“常规施肥量+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量10%+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量15%+腐熟秸秆还田”处理分别为392 g/株、399 g/株、387 g/株。 “常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”与“不施肥+秸秆不还田”处理之间存在显著性差异，表明秸秆腐熟还田和科学施肥能显著增加玉米干物质的积累。

图1 油菜秸秆腐熟还田及肥料减量对玉米干物质积累量的影响

2.3 经济效益分析

经济效益分析是用于分析试验处理带来的经济效益，指导农业控本增收。 由表3 可知，产值从高到低的分别是 “常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量10%+腐熟秸秆还田”“常规施肥量+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量15%+腐熟秸秆还田”“不施肥+秸秆不还田” 处理， 产值分别为33 433.77 元/hm2、28 939.72 元/hm2、28 050.79 元/hm2、24 741.98 元/hm2、18 099.67 元/hm2。 经济效益从高到低的分别是 “常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量10%+腐熟秸秆还田”“常规施肥量+腐熟秸秆还田”“常规施肥量减量15%+腐熟秸秆还田”“不施肥+秸秆不还田”处理，经济效益分别为29 560.43 元/hm2、25 270.79 元/hm2、23 974.19 元/hm2、21 276.30 元/hm2、18 099.67 元/hm2。 产值分析显示，“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田” 比对照增加15 334.10 元/hm2，增加84.72%；最大经济效益分析显示，“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理比对照增加11 460.76 元/hm2，增加63.32%。 此外，“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田” 处理与常规施肥相比减少52.79 kg/hm2的施肥量，降低了203.86 元/hm2的肥料成本。 因此在实际种植过程中推荐最佳施肥方式为“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”，肥料配比为基肥（复合肥527.80 kg/hm2）+追肥（尿素158.34 kg/hm2+复合肥316.68 kg 527.80 kg/hm2）。

表3 各处理经济效益分析

3 讨论与结论

（1）在油菜秸秆腐熟还田及肥料减量对玉米生长发育的影响分析中，产量、株高、百粒重、穗粒数、株高最高的都是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理， 分别为8 358.44 kg/hm2、235.33 cm、37.13 g、528 粒、19.49 cm，而对照由于缺少肥料的供给，只能汲取土壤中的部分营养，在产量、株高、穗粒数方面的表现则最低。 说明油菜秸秆腐熟还田能够增加土壤肥力，在此基础上科学施肥能够提高作物产量，从而提高经济效益。

（2）玉米从土壤中汲取营养供给生长发育，当植株脱水后形成干物质，其中干物质积累最多的是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理，为406 g/株，显著高于对照。 对照由于没有进行秸秆还田和施肥，其干物质积累量最小， 说明腐熟秸秆还田和一定的施肥量能够帮助作物成长， 从土壤中不断汲取营养物质供给生长。

（3）经济效益分析显示，最大的是“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”处理，为29 560.43 元/hm2，最小的是对照， 为18 099.67 元/hm2， 比对照增加63.32%。 “常规施肥量+腐熟秸秆还田”为当地推荐的施肥量，“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田” 为减量5%的施肥量， 而减量5%所带来的产量和收益是5 个处理中最大的，所以在生产过程中不是施肥越多越好， 而应当掌握作物生长规律和需肥方式进行施肥才能获得高产。

从对玉米农艺性状的影响、干物质积累、经济效益分析3 个方面综合来看， 本试验推荐的最佳施肥方式为“常规施肥量减量5%+腐熟秸秆还田”，即肥料配比为基肥 （复合肥527.80 kg/hm2）+追肥 （尿素158.34 kg/hm2+复合肥316.68 kg/hm2），在此条件下既能获得最大产量，又能获得最大收益。