玉米种植中的减肥增效关键技术要点及应用效果研究

近年来，我国玉米生产面临资源环境压力加剧、生产成本上升等多重挑战。党中央、国务院高度重视粮食生产，作出一系列重大决策部署，强调要立足提高粮食产能，发展节水、节肥、节药、节种、节能的资源高效利用技术。在此背景下，玉米减肥增效备受关注。所谓“减肥增效”，是指在保障玉米高产的同时，最大限度提高养分利用效率，实现化肥农药减量增效。这既是玉米生产可持续发展的内在要求，也是破解当前粮食生产资源环境约束的重要途径。本文立足田间实践，围绕玉米减肥增效的关键技术、应用效果和推广策略等开展研究，以期为提升玉米生产效率、推动农业绿色发展提供参考。

一、玉米减肥增效的理论基础

1、玉米生长发育的养分需求特点

玉米是喜肥作物，其生长发育过程中对氮、磷、钾等矿质养分有着较高的需求。玉米不同生育时期的养分需求强度存在显著差异，拔节期至吐丝期是玉米需肥高峰期，养分累积量可达总吸收量的60%以上。玉米对氮元素的需求最为旺盛，且需求时间较长，从苗期持续到果实成熟；钾元素需求峰值出现在拔节期和灌浆期，而磷元素则在开花结实阶段需求较高。此外，玉米还需要锌、硼、铁等多种微量元素的平衡供给。深入了解与掌握玉米养分需求的动态变化规律，对于实施精准施肥、提升肥料利用率至关重要。

2、减肥增效的概念与内涵

减肥增效是指在保障作物高产、优质的前提下，通过优化施肥方案、改进施肥技术、促进养分高效利用等途径，最大限度减少化肥投入，实现肥料利用率和产出率的双提升。其核心在于实现养分投入产出的高效配置，从而减轻农业生产对资源环境的压力，提升农业可持续发展能力。减肥增效的内涵可从养分利用效率、环境效应、经济效益等维度展开。具体而言，通过减肥增效，可显著提高土壤养分的作物利用率、农学效率和回收率，降低面源污染负荷，实现节本增收和绿色生产。减肥增效理念的提出，标志着农业生产由追求高产向绿色高质量转型升级。

3、减肥增效技术的基本原理

玉米减肥增效的基本原理，在于根据玉米生长发育进程，遵循养分平衡利用的生理学机制，将适量、适时、适地施肥与合理配施有机肥和无机肥相结合，协同调控玉米养分获取、转运、库藏与再分配，最终实现源-库平衡，养分高效利用与玉米高产优质并举。玉米减肥增效以作物生理生态和养分循环理论为基础，通过理论方法创新和技术模式集成，努力实现玉米养分高效利用和绿色增产的双重目标。

二、玉米减肥增效关键技术

1、玉米品种选择与种子处理

玉米减肥增效的基础在于品种选择，应筛选高产潜力大、抗逆性强、养分高效利用的玉米品种。在养分高效品种选育过程中，可利用分子标记辅助选择技术，针对玉米根系构造、养分吸收转运基因等开展标记辅助选择，加速养分高效基因的聚合与利用。应建立完善的种子质量检验评价标准，重点关注种子发芽率、发芽势、纯度、水分含量、粒重、穗芽鲜重等指标，优中选优以保障种子质量。种子处理可采用物理方法，如低温处理、超声波处理等，去除种皮中的胰皮酸等发芽抑制物质，提高种子活力。此外，可利用生物技术，如种子包衣、微生物活化等，利用聚乙二醇吸湿剂、复合肥料等进行包衣，并结合根瘤菌、溶磷菌等有益菌剂拌种，增强根系活力，促进苗期生长。

2、玉米合理密植与播种技术

玉米种植密度应综合考虑品种特性、土壤肥力、水分条件、光照条件等因素确定，在保障单株养分供给的同时，最大限度提高群体生产能力。对于不同土壤类型、肥力条件，应制定差异化密植标准，一般在水肥条件较好的沙壤土可增大密度，而在粘土或瘠薄土壤则应降低密度。过高密度易导致玉米个体间光、肥、水竞争加剧，导致花前胚乳败育、花后籽粒充实不良，因此要把握最佳种植密度。

精量播种是减肥增效的重要技术手段，应根据不同区域土壤类型、播期、品种，合理确定播种深度、行距、穴距、每穴粒数等，利用精密播种器，如气吸式播种机、指夹式播种机等，控制种子在垂直、水平方向的排列精度，实现精确点播、定量播种。免耕播种应采取深松破碎土层、增施有机肥、合理轮作等配套措施，促进土壤团聚结构和空隙度改善，为种子萌发提供良好通气透水条件。

3、玉米田间水肥管理

测土配方施肥是玉米减肥增效的核心技术。尤其是在玉米生长季内，应开展土壤氮元素快速检测，利用叶绿素仪检测玉米叶片氮元素营养状况，据此优化追肥管理，做到因苗施肥、因需施肥。玉米水分需求存在明显的生育进程差异性，抽雄、开花、灌浆是需水关键期，而拔节期、成熟期耗水量相对较小。应采用叶面水分传感器、茎流计等监测玉米植株水分状况，结合气象预报、土壤墒情监测等，运用水分定额法、蒸发法等制定灌溉计划，实现精准灌溉。尤其在玉米灌浆期，可采取喷灌、滴灌、微灌等高效节水灌溉技术，维持土壤水分在田间持水量的70%—80%，既避免盲目大水漫灌，又能满足玉米生长需求。值得一提的是，水肥一体化技术可将灌溉、施肥同步进行，实现水、肥协同运移，促进养分随水流动，与根系分布实现时空匹配，从而显著提升水肥利用效率。

4、基于微生物菌剂的生物施肥技术

基于植物与根际微生物互惠共生的原理，可开发多种微生物菌剂，作为生物施肥剂在玉米减肥增效中发挥重要作用。

①固氮菌剂

利用共生固氮菌如根瘤菌等，通过根瘤固定空气中的氮，为玉米提供氮源，可替代部分氮肥投入。

②溶磷菌剂

筛选高效溶磷菌如芽孢杆菌等，分泌有机酸和磷酸酶促进磷素溶解利用，提高磷肥利用率。

③菌根菌剂

应用内生菌根真菌等，构建菌根-根系共生体，扩大根系吸收面积，增强作物对土壤养分的利用能力。

④生物型复合菌剂

将多种功能菌株如固氮、溶磷、菌根等复合制剂，发挥协同促生作用，实现多维减肥效应。这些菌剂可通过种衣包覆或基质发酵等方式制备，并与种子或根区进行拌种、喷施等处理，其可有效促进根系发育、调控养分转化和利用，显著降低化肥投入，是玉米减肥增效的有力生物工具。

5、玉米病虫草害的绿色防控

玉米病虫草害诊断与监测预警是实施绿色防控的前提。应充分利用卫星遥感、无人机低空遥感等获取玉米长势信息，并结合地面调查数据，构建玉米病虫草害遥感监测预警模型。可利用诱捕器、病斑识别仪等装备，通过图像识别、光谱分析等技术，实时监测玉米病虫草害发生程度、扩展速率、虫口密度等，据此优化防控决策。在绿色防控理念指导下，农业防治与生物防治是生态化植保的重要途径。合理搭配玉米品种，实行间作套作，巧妙利用光、温、水、肥等资源的时空错配，可有效降低病虫草害发生风险。通过适度晚播、合理密植、科学施肥、清洁田园等农艺措施，可营造健壮种群，提高玉米抗病虫能力。此外，释放赤眼蜂、丽蚜小蜂等玉米害虫天敌，喷施白僵菌、蛴螬菌等微生物农药，可对玉米螟、玉米蚜等害虫形成有效控制。值得注意的是，在害虫发生早期，适度使用高效、低毒、低残留化学农药，对防控害虫扩散蔓延至关重要。但应坚持农药减量使用、定点定量施药，通过对农药剂型、施药器械、施药时间和浓度的优化，在满足防效前提下，最大限度降低农药用量。

6、玉米生育后期的精细化管理

抗倒伏是减肥增效的重要保障措施。筛选根系发达、秆粗矮壮、韧性好的抗倒伏玉米品种，可从源头降低倒伏风险；合理密植可避免因群体郁闭导致的徒长倒伏；适度晚播可降低台风、暴雨等自然灾害引发的倒伏概率。科学运筹氮、磷钾、比例，增施钾肥，提高玉米植株硬茎率，可有效预防倒伏。必要时采取人工搭架、绑缚、包心等措施，提高植株抗倒能力。

籽粒含水量是判定玉米收获时机的决定性指标，含水量在25%—30%为适宜收获期，高于35%籽粒易受机械损伤，而低于20%易造成籽粒脱落。采用联合收割机进行玉米籽粒收获，可实现籽粒脱粒、秸秆粉碎、籽粒输送的一体化作业，既提高了收获效率，减少了陈化损失，又有利于秸秆还田，促进土壤培肥地力，为玉米减肥增效创造了有利条件。

三、玉米减肥增效技术的应用效果

1、玉米减肥增效技术的田间应用案例

某玉米主产区以减肥增效为目标，开展了玉米生产减量增效技术集成与示范推广。据统计，示范区采用减肥增效技术的玉米种植面积达到5万亩。通过推广应用测土配方施肥、节水灌溉、统防统治等关键技术，化肥用量平均降低15%，农药用量降低20%，灌溉用水量降低12%，玉米平均单产提高10.5%，实现了增产增效与资源节约的双重目标。

2、基于物联网精准管理技术的减肥增效应用效果

通过在玉米生产中广泛应用基于物联网的精准管理技术，可以显著提升化肥、农药、水资源等投入品的利用效率，实现真正意义上的减肥增效。

①施肥精准化

根据作物营养状态模型和土壤养分实时监测，合理制定施肥方案，避免盲目过量施肥，可减少化肥施用量15%—20%。

②灌溉精准化

基于作物需水模型和土壤墒情监测，实施适时适量精准灌溉，灌溉用水量可减少20%—30%。

③防控精准化

通过病虫害远程监测和决策，结合无人机等智能装备，实现防控作业的精确实施，农药利用率提高30%以上。

④增产增效

该技术应用可使玉米产量提高8%—12%，同时单位产量投入显著降低，从而实现了减肥增效的目标。

⑤规模统一作业

支持大尺度、规模化统一作业，有助于生产全程标准化管理，降低人力成本。

⑥农业数字化

技术应用过程产生了大量农业生产数据，为构建农业大数据库和智慧农业奠定基础。

综上所述，基于物联网的精准管理技术通过智能化、自动化和信息化手段，科学调控投入品使用，最大限度地提高了资源利用效率，是实现玉米减肥增效的有力技术支撑，具有广阔的推广应用前景。

四、玉米减肥增效技术的推广策略

1、加强技术示范与宣传培训

玉米减肥增效技术的推广应用，关键在于农户对技术的认知和掌握程度。开展技术示范与宣传培训，是提升农户科学种植水平，推动减肥增效技术规模化应用的有效途径。

①要充分发挥农技推广部门、科研院所、涉农企业等的示范引领作用，建立区域性的玉米减肥增效技术示范基地，集中展示减肥增效技术的应用效果，提高技术的示范辐射带动能力。同时，要创新示范模式，探索“科技特派员+技术员+农户”的技术服务新机制，实现示范基地与农户承包地的有机结合，促进减肥增效技术从“基地”向“田间”拓展。

②要将减肥增效纳入新型职业农民培育工程，充分利用农业广播电视学校、农民田间学校等平台，多形式、多渠道开展减肥增效技术培训，增强培训的针对性和实效性。同时，要创新培训方式，通过田间现场观摩、派专家驻村指导等方式，推动技术培训向生产一线延伸，提高农户学用一体化水平，为减肥增效技术的推广应用奠定坚实基础。

2、构建物联网的精准服务体系

推广玉米减肥增效技术，需要构建基于物联网的精准服务体系，为农户提供从前期准备到生产全程的专业技术指导和服务支持。该体系融合大数据、云计算、人工智能等现代信息技术，打造智能化、一体化的农业生产管理和决策支持平台。

①建立作物生长模型库和专家决策模型库。通过机器学习等技术，训练种植模拟模型、测土配方模型、病虫害诊断模型等，为精准决策提供依据。

②部署田间智能监测设备，实时采集作物、土壤、气象等数据，并可视化展示生产状况。

③整合农业气象、市场信息等外部数据资源，实现多源异构数据的集成共享。

④构建智能决策分析引擎，基于模型库和大数据，对播种、施肥、灌溉、防控等各环节提出精准方案建议。

⑤开发移动APP等服务终端，为农户提供生产全程可视、可查、可控的现场作业指导和远程专家服务。

⑥建立农业物联网支撑，集成物流、销售、金融等产业链上下游信息，实现生产经营一体化管理。

3、构建多元利益联动机制

玉米减肥增效技术的推广离不开多方利益主体的参与和支持。构建多元利益联动机制，能形成合力，促进减肥增效技术的高效推广。

①发挥政府的引导作用，出台相关政策，在土地流转、信贷支持、保险保障、价格补贴等方面为实施减肥增效技术创造有利条件。同时加大财政投入，支持减肥增效技术研发和推广。

②充分发挥农业龙头企业和专业化服务组织的作用。通过“公司+基地+农户”等利益联结模式，企业和服务组织为农户提供技术指导、物资保障、信息咨询等服务，带动减肥增效技术推广。

③鼓励农民专业合作社、家庭农场发展，培育新型农业经营主体，带动小农户学习和应用减肥增效技术。

④发展第三方服务机构，提供检测监测、病虫防控、信息咨询等专业化服务。

⑤引导农资企业研发应用配套投入品，形成产品和技术的有效衔接。

⑥发挥科研院所和高校的智力支撑作用，持续开展关键技术攻关和人才培养。多元主体利益有效衔接，可破解技术推广的体制障碍，营造良好推广氛围，加快减肥增效技术的落地转化。

综上所述，玉米减肥增效是一项系统工程，需要品种选育、栽培管理、农资供应等多环节协同发力。本研究针对减肥增效的关键技术、应用效果、推广策略等进行了系统阐述，但受篇幅所限，尚有诸多问题有待进一步探讨。未来，还需继续开展玉米减肥增效前沿技术攻关，优化集成配套技术模式，注重农艺措施与现代农业装备相结合。与此同时，要强化技术集成示范，完善技术推广服务体系，深化产学研用协作，为玉米减肥增效技术的规模化应用创造条件。可以预见，在现代农业科技的支撑下，通过持续推进玉米减肥增效，必将有力促进玉米生产提质增效和农业绿色发展，为粮食安全和乡村振兴贡献科技力量。