氮肥减施对玉米-大豆间作生长、产量及经济效益的影响

摘 要：为探索出适合贵州省铜仁市玉屏侗族自治县玉米-大豆间作生产的施肥模式，以金玉579、齐黄34为试验对象，共设4个处理（即常规施肥、氮肥减施20%、氮肥减施40%、不施氮肥），比较不同处理下玉米、大豆的生长情况、产量及经济效益。试验结果表明，不同施肥处理对玉米、大豆间作的产量、经济效益均存在影响，即施入适量氮肥能维持玉米产量，确保种植的经济效益不受影响，实现氮肥的减量增效，且氮肥减施20%（施肥240 kg/hm2）是最佳的施肥量。

关键词：氮肥减施；玉米-大豆间作；产量；经济效益

中图分类号：S513；S565.1 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）9-72-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.09.016

0 引言

氮肥对促进农业生产有着重大意义，但施入土壤中的氮肥超过50%会进入空气或水体，导致水体出现严重的富营养化现象，加剧温室效应等，最终威胁生态环境安全［1］。目前，我国氮肥年生产量和年消耗量均位居世界首位，但氮肥利用效率却远低于发达国家。如何减少施入土壤中的氮肥损失已成为一个研究热点［2］。在此背景下，减量施氮成为一种高效的氮肥利用方式。

玉米-大豆间作种植模式是我国西南地区一种常见的高效栽培模式。该模式可通过大豆根瘤的固氮作用改善土壤环境、改变系统氮素循环，从而提高资源利用率，在维持玉米产量的同时，提高大豆产量［3-4］。近年来，减量施氮技术被应用于小麦［5］、玉米［6］、苹果［7］、黄瓜［8］、苦荞［9］、水稻［10］等作物生产。目前，有关减量施氮在玉米-大豆间作中的应用研究相对较少。基于此，笔者于贵州省铜仁市玉屏侗族自治县进行玉米-大豆间作减氮施肥试验，以期为其他类似研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

贵州省铜仁市玉屏侗族自治县属中亚热带湿润气候区，年日照时数为1 328.4 h，年平均气温为16.4 ℃，无霜期为297 d，年降水量为1 200 mm。试验地土壤为黑沙泥，具有良好的透气性及保水性，肥力中等。

1.2 试验材料

试验用玉米品种为金玉579，种子购自贵州金农科技有限公司；试验用大豆品种为齐黄34，种子购自贵州金农科技有限公司；供试氮肥为尿素（N含量为46%），购自贵州赤天化桐梓化工有限公司；供试磷肥为过磷酸钙（P2O5含量为12%），购自贵州桂天化生物科技有限公司；供试钾肥为硫酸钾（K2O含量为50%），购自贵州金正大化肥有限公司。

1.3 试验设计

试验共设4个处理，具体见表1。每个处理重复3次，共12个试验小区，每个试验小区长5.0 m、宽4.5 m。T2、T3、T4处理各试验小区统一施入50%氮肥、70 kg/hm2的P2O5、70 kg/hm2的K2O作为底肥，并于玉米大喇叭口期在玉米、大豆行间开沟追肥剩余50%的氮肥、35 kg/hm2的P2O5、35 kg/hm2的K2O。

表1 各处理具体施氮情况        单位：kg/hm2

[处理      描述       施N水平       基肥       追肥       T1   不施氮肥       0     0     0     T2   氮肥减施40%       180  90    90    T3       氮肥减施20%       240  120  120  T4   常规施肥处理       300  150  150  ]

1.4 田间管理

除施肥不同外，各处理的田间管理措施均相同。于2023年4月5日统一播种玉米，播种深度为4～5 cm；4月30日统一播种大豆，播种深度为3～4 cm。采取“3+2”种植模式，即3行大豆和2行玉米，玉米的株距为16 cm、行距为40 cm，大豆的株距为8 cm、行距为35 cm，玉米与大豆的行距为50 cm。出苗后，及时按行间距要求进行补苗或间苗。出苗后的25～40 d，人工中耕1次，并清除田间杂草。

1.5 测量指标及方法

于9月5日收获玉米，8月23日收获大豆。在各试验小区中选择中间3带收获，并分别计算玉米和大豆的产量，连续取15株玉米、20株大豆进行考种，分别调查玉米、大豆的生长及农艺性状。

2 结果与分析

2.1 不同处理对玉米生长的影响

不同处理对玉米生长及农艺性状的影响见表2。

由表2可知，T2处理、T3处理、T4处理的玉米株高（265.11～268.54 cm）差异不显著，平均值为266.48 cm，且明显高于T1处理；玉米穗直径以T4处理最大（59.56 mm），且T4处理的玉米穗直径与T2处理、T3处理的差异不显著，T1处理的玉米穗直径最小（57.64 mm）；T3处理与T4处理的玉米穗长差异不显著（平均值为22.04 cm），且明显大于T1处理和T2处理（T1处理和T2处理的玉米穗长差异不显著，二者的平均值为20.80 cm）；T1处理、T2处理、T3处理、T4处理的玉米穗行数（18.11～18.94行）差异不显著，平均值为18.53行；不同处理的玉米行粒数由高到低依次为T4处理（39.39粒）、T3处理（38.50粒）、T2处理（37.78粒）、T1处理（36.44粒）；不同处理的玉米百粒重由高到低依次为T3处理（24.93 g）、T4处理（24.57 g）、T2处理（23.73 g）、T1处理（22.05 g），且T3处理与T4处理的玉米百粒重差异不显著。

2.2 不同处理对大豆生长的影响

不同处理对大豆生长及农艺性状的影响见表3。

由表3可知，不同处理下的大豆株高（82.72～84.28 cm，平均值为83.61 cm）差异不显著；不同处理下的大豆单株分枝数（1.17～2.06个，平均值为1.59个）差异不显著；不同处理下的大豆单株结荚数以T3处理最多（41.00个），T3处理与T2处理差异不显著，以T4处理最少（30.05个），且T4处理与T1处理、T2处理差异不显著；不同处理下大豆百粒重由高到低依次为T4处理（29.61 g）、T3处理（28.51 g）、T2处理（28.37 g）、T1处理（28.07 g），且T3处理与T4处理的大豆百粒重差异不显著，T1处理、T2处理与T3处理的大豆百粒重差异不显著。

2.3 不同处理对玉米、大豆间作产量及经济效益的影响

不同处理对玉米、大豆间作产量及经济效益的影响见表4。

由表4可知，氮肥减施对玉米、大豆间作产量均存在显著影响。不同处理下，玉米产量由高到低依次为T4处理（7 151.22 kg/hm2）、T3处理（7 069.60 kg/hm2）、T2处理（6 765.15 kg/hm2）、T1处理（5 339.66 kg/hm2），且T3处理与T4处理的玉米产量无显著差异；大豆产量由高到低依次为T3处理（887.85 kg/hm2）、T2处理（872.25 kg/hm2）、T4处理（872.25 kg/hm2）、T1处理（860.31 kg/hm2），且T2处理、T3处理与T4处理的大豆产量无显著差异。通过计算可知，不同处理的种植经济效益由高到低依次为T3处理（12 532.03元/hm2）、T2处理（12 341.49元/hm2）、T4处理（12 228.76元/hm2）、T1处理（11 103.82元/hm2），且T3处理、T2处理、T4处理的种植经济效益较T1处理分别高出12.86%、11.15%、10.13%。

3 结束语

土壤氮素含量会直接影响作物生物量的积累，并决定作物生育期碳氮代谢的情况，最终影响作物产量及蛋白质含量［11］。因此，在作物生长过程中，施用氮肥的意义重大。在豆科作物与禾本科作物间作时，禾本科作物会吸收并利用氮素，有利于缓解豆科作物在根瘤固氮过程中所产生的氮素抑制作用，使豆科作物的根瘤能更好生长，从而提高豆科作物的根瘤固氮能力［12-13］。

研究发现，氮肥施入量将直接影响玉米、大豆间作的产量和种植经济效益。综合考虑多个因素，认为氮肥减施20%（施肥240 kg/hm2）是最佳的施肥量。

参考文献：

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［3］李易玲，彭西红，陈平，等.减量施氮对套作玉米大豆叶片持绿、光合特性和系统产量的影响［J］.中国农业科学，2022，55（9）：1749-1762.

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［12］李隆.间套作强化农田生态系统服务功能的研究进展与应用展望［J］.中国生态农业学报，2016，24（4）：403-415.

［13］雍太文，陈平，刘小明，等.减量施氮对玉米-大豆套作系统土壤氮素氨化、硝化及固氮作用的影响［J］.作物学报，2018，44（10）：1485-1495.

作者简介：肖玲（1994—），女，本科，农艺师，研究方向：大豆-玉米带状复合种植。