1. 引言
玉米是我国重要的粮食作物,2024年全国种植面积44740.7 kha,占粮食面积的37.50%;单产6591.7 kg/ha (439 kg/亩),总产29491.7万t,占粮食总产的41.74% [1]。湖北是我国的粮食大省,但玉米在粮食作物中的权重较小,2024年种植面积为765.46 kha,占全国玉米面积的1.71%;单产4118.3 kg/ha (275 kg/亩),总产315.24万t,占全国玉米总产的1.07% [2]。利川市是湖北粮食大县(市),粮食面积和总产稳居恩施州首位[3],玉米是利川的三大主要粮食作物(玉米、水稻、马铃薯),常年种植面积在40万亩左右,单产450 kg/亩上下,为利川支柱产业畜牧业的健康稳定发展奠定了坚实基础。
利川地处鄂西南山区,受地形地貌及交通条件影响,旱地多为坡地,且零碎分散,机械化程度较低。玉米种植管理粗放,以育苗移栽为主,亩密度在3000株左右,底肥多用15-15-15复合肥30~50 kg/亩,追肥分别在苗期、大喇叭口、抽雄期追施1~3次,一般累计追施尿素30 kg左右或碳酸氢铵80 kg左右,化肥施用纯量约为32 kg/亩(N-P2O5-K2O = 20-6-6),氮磷钾配比不够科学。施肥方式基本为浅施(深度在5 cm左右)或表施,特别是追肥多采用雨前表施,随雨水冲刷流失、挥发等损失较大,导致肥料利用率整体不高,尤其是氮肥利用率低下。为研究化肥深施对玉米增产和提升肥料利用效率的效果,按湖北省耕肥总站的统一安排,在利川中部盆地玉米主产区设置了田间小区试验,现将结果报告如下。
2. 材料和方法
2.1. 时间与供试土壤
2024年4~10月,试验设置在元堡乡汉庙村,地处东经109.002403˚、北纬30.213548˚、海拔1110 m,面积2亩。供试土壤为第四纪黏土母质发育的表壤黄土质黄棕壤,质地黏壤,试验前取样测试,pH 4.83、有机质19.6 g/kg、全氮1.35 g/kg、有效磷82.1 mg/kg、速效钾208 mg/kg,按《湖北省耕地质量监测指标分级标准》(鄂耕肥[2018]16号)评价,有机质含量较低、全氮中等、有效磷和速效钾高,整体肥力中等偏上,主要障碍为酸化。
2.2. 供试材料与作物
肥料:尿素(N ≥ 46%),过磷酸钙(P2O5 ≥ 12%),氯化钾(K2O ≥ 60%),由试验农户在市场购买。
作物:玉米,品种为富玉166,安徽喜多收种业科技有限公司选育,是近年利川海拔1000 m以上推广的中熟主导品种之一。
2.3. 试验设计与管理
当地玉米常规施肥中氮高、钾低、磷适中,为优化氮磷钾比例,结合试验地氮中磷钾高的特点,适度降低了氮和磷的用量,略提高了钾的用量,化肥施用纯量下调为28 kg/亩(N-P2O5-K2O = 15-5-8),比常规施肥化肥折纯总量减少10%以上。试验按肥料利用率方案设计,除不施肥外一一配对深施处理,对应深施处理化肥用量比常规处理减少20%,共设9个处理,3次重复,随机区组排列。小区面积39 m2,长10 m、宽3.9 m,每小区3行 × 30穴 = 90穴。各处理内容见表1。
Table 1. Calculation of fertilizer application rates for different treatments
表1. 不同处理肥料施用量计算表
处理号 |
处理内容 |
总养分 kg/亩 |
N kg/亩 |
P2O5 kg/亩 |
K2O kg/亩 |
尿素 kg/小区 |
过磷酸钙 kg/小区 |
氯化钾 kg/小区 |
1 |
不施肥 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
2-a |
常规无氮 |
13.0 |
0.0 |
5.0 |
8.0 |
0.00 |
2.44 |
0.78 |
2-b |
无氮深施 |
10.4 |
0.0 |
4.0 |
6.4 |
0.00 |
1.95 |
0.62 |
3-a |
常规无磷 |
23.0 |
15.0 |
0.0 |
8.0 |
1.91 |
0.00 |
0.78 |
3-b |
无磷深施 |
18.4 |
12.0 |
0.0 |
6.4 |
1.53 |
0.00 |
0.62 |
4-a |
常规无钾 |
20.0 |
15.0 |
5.0 |
0.0 |
1.91 |
2.44 |
0.00 |
4-b |
无钾深施 |
16.0 |
12.0 |
4.0 |
0.0 |
1.53 |
1.95 |
0.00 |
5-a |
常规施肥 |
28.0 |
15.0 |
5.0 |
8.0 |
1.91 |
2.44 |
0.78 |
5-b |
减量深施 |
22.4 |
12.0 |
4.0 |
6.4 |
1.53 |
1.95 |
0.62 |
施肥深度常规处理为5 cm左右、深施处理为15~20 cm,氮肥(尿素) 70%、磷钾肥100%作底肥在播前穴施。2024年5月13日播种,直播,每穴3~4粒玉米种,规格130 cm × 33 cm,亩密度1554穴;5月25日间苗补苗,每穴留双株苗;6月5日,喷雾选择性除草剂除田间杂草;6月11日,有氮肥处理按设计追施尿素(总量的30%);全生育期基本无病虫害发生,故未进行病虫害防治。9月24日收获,按小区计玉米籽粒和秸秆实产,并取样测量株高、穗位高、穗长、穗粒数、百粒重等生物学性状。
2.4. 数据统计与分析
国内外用于表征肥料利用效率的参数较多,国内较通用的是肥料利用率(肥料养分回收率),国际上还常用肥料偏生产力、农学效率和生理利用率等参数来表征肥料的利用效率[4]。本试验因未对玉米籽粒及秸秆氮磷钾含量进行测试分析,故只计算肥料偏生产力(PFP)、肥料农学效率(AE)和肥料单质效应。采用Excel对产量结果作方差分析F检验,新复极差法比较处理间差异显著性。
PFP (kg/kg) = Y/F,Y为作物施肥的经济产量,F为化肥的投入纯量。PFP被国际农学界常用,无需设置空白区,简单明了、农民易于掌握。也较适合我国土壤和环境养分供应量大、化肥效益下降的现实,是评价肥料效应的适宜指标[4]。
AE (kg/kg) = (Y − Y0)/F,Y为作物施肥的经济产量,Y0为作物不施肥的经济产量,F为化肥的投入纯量。AE评价肥料增产效应较为准确,但必须设不施肥区,应用起来较为不便[4]。
N (P2O5, K2O)肥料单质效应(kg/kg) = (Y − Y0)/F,Y为全量施肥作物的经济产量,Y0为作物不施N (P2O5, K2O)肥的经济产量,F为全量施肥中N (P2O5, K2O)肥纯量。
3. 结果与分析
3.1. 不同处理对玉米籽粒产量的影响
玉米籽粒产量结果统计分析见表2,不同处理亩产208.5~432.5 kg,因播种比常年推迟近1个月,加之7~9月玉米生长后期持续干旱,故比正常年份减产一成以上。不施肥处理的地力贡献率(基础地力)不足50% (与常规施肥和减量深施比较),由高到低分别为减量深施、常规施肥、常规无磷、无磷深施、常规无钾、无钾深施、无氮深施、常规无氮、不施肥。与不施肥对比,不同施肥处理亩增产44.2~224.0 kg,增幅21.20%~107.43%。常规与深施两两对比,有增有减,但差异不大。无氮深施比常规无氮亩增产8.4 kg、增幅3.32%,无磷深施比常规无磷亩减产8.0 kg、减幅2.07%,无钾深施比常规无钾亩减产5.4 kg、减幅1.52%,减量深施比常规全量施肥亩增产9.2 kg、增幅2.17%。
经方差分析,处理间和区组间差异都达极显著水平,因试验地为坡地,坡上肥力明显低于坡下,故区组间差异极显著。经新复极差检验,全量与无磷差异不显著、与无钾差异显著、与无氮和不施肥差异极显著,无磷与无钾差异不显著、与无氮和不施肥差异极显著,无氮与不施肥差异不显著。深施处理化肥用量减少20%,与对应的常规处理比较产量差异不显著,说明化肥深施利用率可提高20%左右、利于减量增效。从氮磷钾三要素看,氮营养左右了玉米单产、钾次之、磷基本无影响,这应与试验地有效磷、速效钾含量处于高水平、而全氮含量为中等有直接关系,科学施用氮肥在玉米生产中显得更为重要。
Table 2. Analysis of corn grain yield under different treatment conditions
表2. 不同处理玉米籽粒产量分析表
处理 |
处理内容 |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
平均 |
亩产 |
多重比较 |
基础地力% |
比1 ±kg |
比1 ±% |
位次 |
1 |
不施肥 |
13.98 |
12.44 |
10.18 |
12.20 |
208.5 |
cB |
/ |
/ |
/ |
9 |
2-a |
常规无氮 |
12.54 |
15.70 |
16.11 |
14.78 |
252.7 |
cB |
82.51 |
44.2 |
21.20 |
8 |
2-b |
无氮深施 |
15.93 |
16.99 |
12.90 |
15.27 |
261.1 |
cB |
79.85 |
52.6 |
25.23 |
7 |
3-a |
常规无磷 |
24.81 |
20.69 |
22.26 |
22.59 |
386.1 |
abA |
54.00 |
177.6 |
85.18 |
3 |
3-b |
无磷深施 |
21.54 |
24.05 |
20.77 |
22.12 |
378.1 |
abA |
55.14 |
169.6 |
81.34 |
4 |
4-a |
常规无钾 |
23.54 |
21.22 |
17.60 |
20.79 |
355.3 |
bA |
58.68 |
146.8 |
70.41 |
5 |
4-b |
无钾深施 |
21.47 |
23.38 |
16.55 |
20.47 |
349.9 |
bA |
59.59 |
141.4 |
67.82 |
6 |
5-a |
常规施肥 |
25.04 |
26.67 |
22.58 |
24.76 |
423.3 |
aA |
49.26 |
214.8 |
103.02 |
2 |
5-b |
减量深施 |
24.86 |
28.52 |
22.53 |
25.30 |
432.5 |
aA |
48.21 |
224.0 |
107.43 |
1 |
注:表中多重比较栏为新复极差法比较结果,处理间无相同小写字母表示差异显著,无相同大写字母表示差异极显著,下同。
3.2. 不同处理对玉米秸秆产量的影响
玉米秸秆产量结果统计分析见表3,不同处理亩产254.6~471.1 kg,由高到低与玉米籽粒完全一样。与不施肥对比,不同施肥处理亩增产22.3~216.5 kg,增幅8.76%~85.04%。常规与深施两两对比,增减差异较小。无氮深施比常规无氮亩增产9.4 kg、增幅3.39%,无磷深施比常规无磷亩减产13.3 kg、减幅3.04%,无钾深施比常规无钾亩减产8.8 kg、减幅2.23%,减量深施比常规全量施肥亩增产5.2 kg、增幅1.12%。对应处理玉米籽粒与秸秆的产量比在0.82~0.92之间,秸秆单产(未计地下部分)比籽粒略高。
经方差分析,处理间差异极显著,区组间差异显著。经新复极差检验,常规施肥的无氮、无磷、无钾和全量处理与对应的减量深施处理两两间差异不显著,进一步肯定了化肥深施可提高其利用率。全量与无磷差异不显著、与无钾差异显著至极显著、与无氮和不施肥差异极显著,无磷与无钾差异不显著、与无氮和不施肥差异极显著,无氮与不施肥差异不显著,变化规律与籽粒处理间差异基本一致。
Table 3. Analysis of corn straw yield under different treatments
表3. 不同处理玉米秸秆产量分析表
处理 |
处理内容 |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
平均 |
亩产 |
多重比较 |
比1±kg |
比1±% |
位次 |
籽粒/秸秆 |
1 |
不施肥 |
15.19 |
13.10 |
16.40 |
14.90 |
254.6 |
cC |
|
|
9 |
0.82 |
2-a |
常规无氮 |
15.38 |
18.25 |
14.97 |
16.20 |
276.9 |
cC |
22.3 |
8.76 |
8 |
0.91 |
2-b |
无氮深施 |
18.44 |
15.94 |
15.87 |
16.75 |
286.3 |
cC |
31.7 |
12.45 |
7 |
0.91 |
3-a |
常规无磷 |
27.87 |
25.66 |
23.29 |
25.61 |
437.7 |
abAB |
183.1 |
71.92 |
3 |
0.88 |
3-b |
无磷深施 |
25.18 |
27.38 |
21.93 |
24.83 |
424.4 |
abAB |
169.8 |
66.69 |
4 |
0.89 |
4-a |
常规无钾 |
21.33 |
25.50 |
22.30 |
23.04 |
393.9 |
bAB |
139.3 |
54.71 |
5 |
0.90 |
4-b |
无钾深施 |
25.42 |
22.38 |
19.79 |
22.53 |
385.1 |
bB |
130.5 |
51.26 |
6 |
0.91 |
5-a |
常规施肥 |
29.68 |
27.27 |
24.82 |
27.26 |
465.9 |
aAB |
211.3 |
82.99 |
2 |
0.91 |
5-b |
减量深施 |
30.07 |
27.30 |
25.30 |
27.56 |
471.1 |
aA |
216.5 |
85.04 |
1 |
0.92 |
3.3. 不同处理对玉米产值及效益的影响
生产一亩玉米,肥料以外的投入在800元左右,基本与玉米的产值相当,因此,在当地玉米生产无效益可言,种植者多为家庭自有劳动力生产,不计报酬,产品也多用于养殖业作饲料。
尿素、过磷酸钙、氯化钾分别按2500、700、3600元/吨计算,折合N、P2O5、K2O单价为5.43、5.83、6.00元/kg,玉米按2.0元/kg计算,各处理产值及效益情况见表4。不同处理亩收入在417.00~865.00元之间、肥料投入61.72~158.60元(不施肥除外)。各处理投入大于产出,收益为负数。不计肥料外投入的亩收益在417.00~738.12元之间、产投比为5.34~8.46,因深施化肥减量20%,对应的深施处理纯收益和产投比都明显高于常规处理。通过化肥减量深施,化肥投入减少、同时玉米收入增加,亩可节约化肥投入15.43~31.72元、增收9.89~50.12元,在常规施肥的基础上实现了节本增效的目标。
Table 4. Analysis of benefits of different treatment of corn
表4. 不同处理玉米效益分析表
处理 |
处理内容 |
收入 (元/亩) |
肥料投入 (元/亩) |
收入 − 肥料 (元/亩) |
产投比 |
总投入 (元/亩) |
纯收益 (元/亩) |
收益排位 |
1 |
不施肥 |
417.00 |
0.00 |
417.00 |
/ |
800 |
−383.00 |
9 |
2-a |
常规无氮 |
505.40 |
77.15 |
428.25 |
6.55 |
877.15 |
−371.75 |
8 |
2-b |
无氮深施 |
522.20 |
61.72 |
460.48 |
8.46 |
861.72 |
−339.52 |
7 |
3-a |
常规无磷 |
772.20 |
129.45 |
642.75 |
5.97 |
929.45 |
−157.25 |
4 |
3-b |
无磷深施 |
756.20 |
103.56 |
652.64 |
7.30 |
903.56 |
−147.36 |
3 |
4-a |
常规无钾 |
710.60 |
110.6 |
600.00 |
6.42 |
910.60 |
−200.00 |
6 |
4-b |
无钾深施 |
699.80 |
88.48 |
611.32 |
7.91 |
888.48 |
−188.68 |
5 |
5-a |
常规施肥 |
846.60 |
158.60 |
688.00 |
5.34 |
958.60 |
−112.00 |
2 |
5-b |
减量深施 |
865.00 |
126.88 |
738.12 |
6.82 |
926.88 |
−61.88 |
1 |
3.4. 不同处理玉米生育期及生物学性状变化
各处理玉米主要生育时期见表5。经田间观察,不施肥和无氮处理玉米的株高在拔节期明显低于其他处理,并开始出现脱肥现象,叶片颜色逐渐变黄;从大喇叭口期开始生育期逐渐推迟,比其他处理全生育期延长3~5天。
Table 5. Record of corn growth period at experimental sites
表5. 试验点玉米生育期记载表
处理 |
处理内容 |
播种 |
出苗 |
拔节 |
大喇叭口 |
抽雄 |
抽丝 |
成熟 |
全生育期(天) |
收获 |
1 |
不施肥 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/14 |
7/25 |
8/03 |
9/18 |
128 |
9/24 |
2-a |
常规无氮 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/14 |
7/25 |
8/03 |
9/18 |
128 |
9/24 |
2-b |
无氮深施 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/14 |
7/25 |
8/03 |
9/18 |
128 |
9/24 |
3-a |
常规无磷 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/13 |
7/23 |
7/30 |
9/15 |
125 |
9/24 |
3-b |
无磷深施 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/13 |
7/23 |
7/30 |
9/15 |
125 |
9/24 |
4-a |
常规无钾 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/13 |
7/23 |
7/30 |
9/15 |
125 |
9/24 |
4-b |
无钾深施 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/12 |
7/22 |
7/30 |
9/15 |
125 |
9/24 |
5-a |
常规施肥 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/12 |
7/22 |
7/28 |
9/13 |
123 |
9/24 |
5-b |
减量深施 |
5/13 |
5/20 |
6/21 |
7/12 |
7/22 |
7/28 |
9/13 |
123 |
9/24 |
各处理株高、穗长、穗粒、百粒重等生物学性状见表6。各性状基本表现为全量施肥 > 无磷 > 无钾 > 无氮 > 无肥,而相互对应的常规施肥与深施处理相差不大。玉米增产的主要途径来源于籽粒百粒重提高,与穗粒数等性状无明显相关性。
Table 6. Investigation form on economic characteristics of corn under different processing conditions
表6. 不同处理玉米经济性状调查表
编号 |
处理内容 |
株高cm |
穗位cm |
穗长cm |
穗粗mm |
穗行数 |
行粒数 |
穗粒数 |
百粒重g |
理论亩产 |
排位 |
1 |
不施肥 |
161.3 |
59.7 |
13.5 |
44.9 |
14.9 |
23.5 |
321.5 |
25.19 |
251.7 |
9 |
2-a |
常规无氮 |
172.1 |
64.6 |
14.3 |
47.9 |
15.5 |
25.0 |
361.8 |
26.56 |
298.7 |
8 |
2-b |
无氮深施 |
167.7 |
66.5 |
14.8 |
46.2 |
15.3 |
24.8 |
357.6 |
27.01 |
300.2 |
7 |
3-a |
常规无磷 |
193.3 |
87.5 |
17.1 |
52.8 |
17.6 |
31.1 |
552.3 |
28.54 |
489.9 |
3 |
3-b |
无磷深施 |
189.6 |
83.9 |
17.5 |
53.1 |
17.3 |
30.6 |
546.8 |
28.68 |
487.4 |
4 |
4-a |
常规无钾 |
186.7 |
77.2 |
16.5 |
51.2 |
16.8 |
28.6 |
521.4 |
27.43 |
444.5 |
6 |
4-b |
无钾深施 |
183.6 |
75.1 |
16.3 |
51.5 |
17.0 |
29.2 |
514.3 |
29.69 |
474.6 |
5 |
5-a |
常规施肥 |
199.2 |
92.7 |
17.7 |
53.5 |
17.8 |
33.2 |
585.0 |
30.86 |
561.1 |
2 |
5-b |
减量深施 |
207.2 |
95.7 |
17.4 |
53.3 |
18.1 |
32.9 |
583.1 |
31.14 |
564.3 |
1 |
3.5. 氮磷钾肥料效应分析
各缺素处理与全量施肥的相对产量、减产率,以及偏生产力、农学效率和肥料单质效应等的计算结果见表7。
与常规全量施肥对比,不施肥、常规无氮、常规无磷、常规无钾的玉米籽粒相对产量分别为49.26%、59.70%、91.21%、83.94%;与氮磷钾减量深施对比,不施肥、无氮深施、无磷深施、无钾深施的玉米籽粒相对产量分别为48.21%、60.37%、87.42%、80.90%;肥料三要素对玉米产量的影响氮 > 钾 > 磷。
与不施肥比较,增产率按常规无氮、无氮深施、无钾深施、常规无钾、无磷深施、常规无磷、常规全量、减量深施的顺序逐步提高。总体看,氮磷钾三者的交互效应要高于任意两要素的交互效应,三要素两两间的交互效应氮钾 > 氮磷 > 磷钾。
常规处理的偏生产力PFP磷钾(无氮) > 氮磷(无钾) > 氮钾(无磷) > 氮磷钾三要素,分别为19.44、17.77、16.79、15.12 kg/kg,深施处理的PFP大小排序与常规处理完全相同,分别为25.11、21.87、20.55、19.31 kg/kg,肥料深施的偏生产力显著高于常规处理,这与三要素的交互效应刚好相反。
常规处理的农学效率AE氮钾(无磷) > 氮磷钾(全量) > 氮磷(无钾) > 磷钾(无氮),分别为7.72、7.67、7.34、3.40 kg/kg,深施处理的AE大小排序与常规处理略有不同,氮磷钾(全量) > 氮钾(无磷) > 氮磷(无钾) > 磷钾(无氮),分别为10.00、9.22、8.84、5.06 kg/kg,肥料深施的农学效率也要明显高于常规处理,且与三要素的交互效应完全一致。
常规处理的氮、磷、钾肥的单质效应分别为11.37、7.44、8.50 kg/kg,深施处理则分别为11.43、10.88、10.33 kg/kg,进一步印证了氮肥对玉米产量的影响更大,而磷钾肥的影响相对较小。
Table 7. Analysis of the effects of nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizers
表7. 氮磷钾肥料效应分析表
序号 |
处理内容 |
kg/亩 |
相对产量(%) |
减产率(%) |
比1增产% |
PFP (kg/kg) |
AE (kg/kg) |
单质效应 |
1 |
不施肥 |
208.5 |
49.26 |
50.74 |
0.00 |
/ |
/ |
/ |
2-a |
常规无氮 |
252.7 |
59.70 |
40.30 |
21.20 |
19.44 |
3.40 |
11.37 |
3-a |
常规无磷 |
386.1 |
91.21 |
8.79 |
85.18 |
16.79 |
7.72 |
7.44 |
4-a |
常规无钾 |
355.3 |
83.94 |
16.06 |
70.41 |
17.77 |
7.34 |
8.50 |
5-a |
常规施肥 |
423.3 |
100.00 |
0.00 |
103.02 |
15.12 |
7.67 |
/ |
1 |
不施肥 |
208.5 |
48.21 |
51.79 |
0.00 |
/ |
/ |
/ |
2-b |
无氮深施 |
261.1 |
60.37 |
39.63 |
25.23 |
25.11 |
5.06 |
11.43 |
3-b |
无磷深施 |
378.1 |
87.42 |
12.58 |
81.34 |
20.55 |
9.22 |
10.88 |
4-b |
无钾深施 |
349.9 |
80.90 |
19.10 |
67.82 |
21.87 |
8.84 |
10.33 |
5-b |
减量深施 |
432.5 |
100.00 |
0.00 |
107.43 |
19.31 |
10.00 |
/ |
4. 结论
通过该试验结果,初步可以认为:(1) 肥料三要素氮磷钾对利川的玉米生产有不同程度的影响,不施任何一种肥料都会导致玉米不同程度减产,包括经济产量和生物学产量;本次试验结果表明,三要素效应氮 > 钾 > 磷。(2) 氮磷钾三要素中缺乏任何一种元素,对玉米的生育期及株高、穗位高、百粒重等生物学性状都有一定的影响,但产量变化的主要因素来源于玉米籽粒百粒重的变化,且不施肥和缺氮会导致玉米生育期延长。(3) 肥料深施是实现化肥减量增效的有效途径。在玉米种植中将化肥深施至15~20 cm,比浅施(5 cm左右)化肥可减量20%,亩可节约化肥投入30元以上、比常规施肥亩增收超过50元。肥料偏生产力、农学效率和单质效应化肥深施都明显高于浅施。(4) 用单质肥料效应评价肥料单一元素的增产效应可行,能真实反映各营养元素对作物经济产量的贡献;在评价氮磷钾三要素的交互作用时,农学效率比偏生产力更优,评价结果与真实水平更一致。
5. 讨论
我国肥料的当季利用率较低,氮肥为30%~35%,磷肥为10%~25%,钾肥为35%~50% [5]。其中氮肥挥发、淋溶和径流等损失较大,会导致土壤肥力衰退、农产品产量和品质下降、环境污染等不良后果;磷肥在土壤中移动性较差,易被土壤固定,从而降低有效性;钾肥表施也易出现径流损失[6]。因此,改变玉米施肥方式,优化氮磷钾配比是利川提高玉米单产的主攻方向。通过化肥深施,将肥料集中施于玉米根系附近,使养分能够被作物充分吸收,减少挥发和淋失,达到提高化肥利用率、节肥增产的目的,同时减少化肥对环境的污染。在这方面,前人和各地同行们研究较多。如,张志明[6]报道的碳酸氢铵、尿素深施(6~10 cm)比表施利用率相对提高115%和35%;郑桂兰[7]的水稻试验结果表明,深施比撒施氮、磷、钾的利用率分别提高9%、10.3%、15%;关霞[8]报道,在玉米上氮肥利用率随施用深度增加而提高,深施17 cm、20 cm、23 cm时分别提高6.3%、11.2%、13.2%。化肥深施可延缓氮素释放,使玉米生育中后期氮、磷吸收量显著提升。
在山区化肥深施技术推广受机械化程度影响较大,特别是旱地零碎化、坡度大等障碍极度限制了玉米种植全程机械化水平,王迅德等[9]对恩施州山区玉米种植全程机械化的实施与应用有较全面的研究。然而,近年来国家加大了高标准农田建设和土地整治力度,大大提高了机械化作业面积和水平,将大幅度提高玉米单产和效益,促进该产业健康稳定发展,保障粮食安全。
化肥深施还要与测土配方施肥技术、缓控释肥的应用有机结合,根据土壤肥力水平优化氮磷钾配比,并针对性增施中微量元素肥料。进一步研究“深施 + 控释肥”“深施 + 中微量元素”等模式在玉米种植中的增产增收效果。并深入探索化肥深施对氮淋失、氨挥发或温室气体减排量的影响,评价化肥深施对改善生态环境的作用。通过精准配肥、控释供肥与深位施用的协同,形成一套高效施肥体系,显著提高肥料利用率和作物产量。
NOTES
*通讯作者。