氮肥減施對玉米-大豆間作生長、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

摘 要：為探索出適合貴州省銅仁市玉屏侗族自治縣玉米-大豆間作生產(chǎn)的施肥模式，以金玉579、齊黃34為試驗(yàn)對象，共設(shè)4個處理（即常規(guī)施肥、氮肥減施20%、氮肥減施40%、不施氮肥），比較不同處理下玉米、大豆的生長情況、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同施肥處理對玉米、大豆間作的產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益均存在影響，即施入適量氮肥能維持玉米產(chǎn)量，確保種植的經(jīng)濟(jì)效益不受影響，實(shí)現(xiàn)氮肥的減量增效，且氮肥減施20%（施肥240 kg/hm2）是最佳的施肥量。

關(guān)鍵詞：氮肥減施；玉米-大豆間作；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號：S513；S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1674-7909（2024）9-72-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.09.016

0 引言

氮肥對促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重大意義，但施入土壤中的氮肥超過50%會進(jìn)入空氣或水體，導(dǎo)致水體出現(xiàn)嚴(yán)重的富營養(yǎng)化現(xiàn)象，加劇溫室效應(yīng)等，最終威脅生態(tài)環(huán)境安全［1］。目前，我國氮肥年生產(chǎn)量和年消耗量均位居世界首位，但氮肥利用效率卻遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。如何減少施入土壤中的氮肥損失已成為一個研究熱點(diǎn)［2］。在此背景下，減量施氮成為一種高效的氮肥利用方式。

玉米-大豆間作種植模式是我國西南地區(qū)一種常見的高效栽培模式。該模式可通過大豆根瘤的固氮作用改善土壤環(huán)境、改變系統(tǒng)氮素循環(huán)，從而提高資源利用率，在維持玉米產(chǎn)量的同時(shí)，提高大豆產(chǎn)量［3-4］。近年來，減量施氮技術(shù)被應(yīng)用于小麥［5］、玉米［6］、蘋果［7］、黃瓜［8］、苦蕎［9］、水稻［10］等作物生產(chǎn)。目前，有關(guān)減量施氮在玉米-大豆間作中的應(yīng)用研究相對較少?；诖?，筆者于貴州省銅仁市玉屏侗族自治縣進(jìn)行玉米-大豆間作減氮施肥試驗(yàn)，以期為其他類似研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

貴州省銅仁市玉屏侗族自治縣屬中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年日照時(shí)數(shù)為1 328.4 h，年平均氣溫為16.4 ℃，無霜期為297 d，年降水量為1 200 mm。試驗(yàn)地土壤為黑沙泥，具有良好的透氣性及保水性，肥力中等。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用玉米品種為金玉579，種子購自貴州金農(nóng)科技有限公司；試驗(yàn)用大豆品種為齊黃34，種子購自貴州金農(nóng)科技有限公司；供試氮肥為尿素（N含量為46%），購自貴州赤天化桐梓化工有限公司；供試磷肥為過磷酸鈣（P2O5含量為12%），購自貴州桂天化生物科技有限公司；供試鉀肥為硫酸鉀（K2O含量為50%），購自貴州金正大化肥有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個處理，具體見表1。每個處理重復(fù)3次，共12個試驗(yàn)小區(qū)，每個試驗(yàn)小區(qū)長5.0 m、寬4.5 m。T2、T3、T4處理各試驗(yàn)小區(qū)統(tǒng)一施入50%氮肥、70 kg/hm2的P2O5、70 kg/hm2的K2O作為底肥，并于玉米大喇叭口期在玉米、大豆行間開溝追肥剩余50%的氮肥、35 kg/hm2的P2O5、35 kg/hm2的K2O。

表1 各處理具體施氮情況""""""" 單位：kg/hm2

[處理""""" 描述""""nbsp;" 施N水平"""""" 基肥"""""" 追肥"""""" T1"nbsp; 不施氮肥"""""" 0"""" 0"""" 0"""" T2"" 氮肥減施40%"""""" 180" 90""" 90""" T3"""""" 氮肥減施20%"""""" 240" 120" 120" T4"" 常規(guī)施肥處理"""""" 300" 150" 150" ]

1.4 田間管理

除施肥不同外，各處理的田間管理措施均相同。于2023年4月5日統(tǒng)一播種玉米，播種深度為4～5 cm；4月30日統(tǒng)一播種大豆，播種深度為3～4 cm。采取“3+2”種植模式，即3行大豆和2行玉米，玉米的株距為16 cm、行距為40 cm，大豆的株距為8 cm、行距為35 cm，玉米與大豆的行距為50 cm。出苗后，及時(shí)按行間距要求進(jìn)行補(bǔ)苗或間苗。出苗后的25～40 d，人工中耕1次，并清除田間雜草。

1.5 測量指標(biāo)及方法

于9月5日收獲玉米，8月23日收獲大豆。在各試驗(yàn)小區(qū)中選擇中間3帶收獲，并分別計(jì)算玉米和大豆的產(chǎn)量，連續(xù)取15株玉米、20株大豆進(jìn)行考種，分別調(diào)查玉米、大豆的生長及農(nóng)藝性狀。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對玉米生長的影響

不同處理對玉米生長及農(nóng)藝性狀的影響見表2。

由表2可知，T2處理、T3處理、T4處理的玉米株高（265.11～268.54 cm）差異不顯著，平均值為266.48 cm，且明顯高于T1處理；玉米穗直徑以T4處理最大（59.56 mm），且T4處理的玉米穗直徑與T2處理、T3處理的差異不顯著，T1處理的玉米穗直徑最小（57.64 mm）；T3處理與T4處理的玉米穗長差異不顯著（平均值為22.04 cm），且明顯大于T1處理和T2處理（T1處理和T2處理的玉米穗長差異不顯著，二者的平均值為20.80 cm）；T1處理、T2處理、T3處理、T4處理的玉米穗行數(shù)（18.11～18.94行）差異不顯著，平均值為18.53行；不同處理的玉米行粒數(shù)由高到低依次為T4處理（39.39粒）、T3處理（38.50粒）、T2處理（37.78粒）、T1處理（36.44粒）；不同處理的玉米百粒重由高到低依次為T3處理（24.93 g）、T4處理（24.57 g）、T2處理（23.73 g）、T1處理（22.05 g），且T3處理與T4處理的玉米百粒重差異不顯著。

2.2 不同處理對大豆生長的影響

不同處理對大豆生長及農(nóng)藝性狀的影響見表3。

由表3可知，不同處理下的大豆株高（82.72～84.28 cm，平均值為83.61 cm）差異不顯著；不同處理下的大豆單株分枝數(shù)（1.17～2.06個，平均值為1.59個）差異不顯著；不同處理下的大豆單株結(jié)莢數(shù)以T3處理最多（41.00個），T3處理與T2處理差異不顯著，以T4處理最少（30.05個），且T4處理與T1處理、T2處理差異不顯著；不同處理下大豆百粒重由高到低依次為T4處理（29.61 g）、T3處理（28.51 g）、T2處理（28.37 g）、T1處理（28.07 g），且T3處理與T4處理的大豆百粒重差異不顯著，T1處理、T2處理與T3處理的大豆百粒重差異不顯著。

2.3 不同處理對玉米、大豆間作產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

不同處理對玉米、大豆間作產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響見表4。

由表4可知，氮肥減施對玉米、大豆間作產(chǎn)量均存在顯著影響。不同處理下，玉米產(chǎn)量由高到低依次為T4處理（7 151.22 kg/hm2）、T3處理（7 069.60 kg/hm2）、T2處理（6 765.15 kg/hm2）、T1處理（5 339.66 kg/hm2），且T3處理與T4處理的玉米產(chǎn)量無顯著差異；大豆產(chǎn)量由高到低依次為T3處理（887.85 kg/hm2）、T2處理（872.25 kg/hm2）、T4處理（872.25 kg/hm2）、T1處理（860.31 kg/hm2），且T2處理、T3處理與T4處理的大豆產(chǎn)量無顯著差異。通過計(jì)算可知，不同處理的種植經(jīng)濟(jì)效益由高到低依次為T3處理（12 532.03元/hm2）、T2處理（12 341.49元/hm2）、T4處理（12 228.76元/hm2）、T1處理（11 103.82元/hm2），且T3處理、T2處理、T4處理的種植經(jīng)濟(jì)效益較T1處理分別高出12.86%、11.15%、10.13%。

3 結(jié)束語

土壤氮素含量會直接影響作物生物量的積累，并決定作物生育期碳氮代謝的情況，最終影響作物產(chǎn)量及蛋白質(zhì)含量［11］。因此，在作物生長過程中，施用氮肥的意義重大。在豆科作物與禾本科作物間作時(shí)，禾本科作物會吸收并利用氮素，有利于緩解豆科作物在根瘤固氮過程中所產(chǎn)生的氮素抑制作用，使豆科作物的根瘤能更好生長，從而提高豆科作物的根瘤固氮能力［12-13］。

研究發(fā)現(xiàn)，氮肥施入量將直接影響玉米、大豆間作的產(chǎn)量和種植經(jīng)濟(jì)效益。綜合考慮多個因素，認(rèn)為氮肥減施20%（施肥240 kg/hm2）是最佳的施肥量。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉小明，雍太文，蘇本營，等.減量施氮對玉米-大豆套作系統(tǒng)中作物產(chǎn)量的影響［J］.作物學(xué)報(bào)，2014，40（9）：1629-1638.

［2］張福鎖，王激清，張衛(wèi)峰，等.中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑［J］.土壤學(xué)報(bào)，2008（5）：915-924.

［3］李易玲，彭西紅，陳平，等.減量施氮對套作玉米大豆葉片持綠、光合特性和系統(tǒng)產(chǎn)量的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，55（9）：1749-1762.

［4］雍太文，劉小明，劉文鈺，等.減量施氮對玉米-大豆套作體系中作物產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，25（2）：474-482.

［5］馬瑞琦，常旭虹，劉阿康，等.減量施入氮協(xié)同提升強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量和品質(zhì)［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2023，29（1）：172-187.

［6］劉朋召，王旭敏，寧芳，等.減量施氮對渭北旱地春玉米產(chǎn)量、氮素利用及土壤硝態(tài)氮含量的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，31（8）：2621-2629.

［7］師海斌，馬亞軍，張璐，等.減量施氮配合施復(fù)合微生物肥料對旱地蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)的影響［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，69（2）：87-91，104.

［8］汪峰，李國安，王麗麗，等.減量施氮對大棚黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，28（11）：3627-3633.

［9］張余，羅慶華，吳興慧，等.減量施氮對苦蕎產(chǎn)量形成及氮代謝酶活性的影響［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2021，27（1）：105-111.

［10］周興兵，蔣鵬，徐富賢，等.冬水田減量施氮對免耕直播雜交稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響［J］.作物研究，2021，35（6）：555-560.

［11］孔瑋琳，薛燕慧，李進(jìn)，等.不同氮水平下夏玉米夏大豆間作對其農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，50（7）：116-120.

［12］李隆.間套作強(qiáng)化農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究進(jìn)展與應(yīng)用展望［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，24（4）：403-415.

［13］雍太文，陳平，劉小明，等.減量施氮對玉米-大豆套作系統(tǒng)土壤氮素氨化、硝化及固氮作用的影響［J］.作物學(xué)報(bào)，2018，44（10）：1485-1495.

作者簡介：肖玲（1994—），女，本科，農(nóng)藝師，研究方向：大豆-玉米帶狀復(fù)合種植。