貴州黃壤區連續翻壓綠肥配合化肥減量對玉米生長、養分積累和產量的影響

廖恒 況勝劍 張欽 張愛華 秦松 姚單君 崔宏浩

摘要： 通過連續翻壓綠肥配合化肥減量開展大田試驗，探究其對玉米養分積累、生長狀況、玉米產量的影響，以期為實現綠肥綜合利用技術在貴州黃壤上的高效利用提供理論依據。試驗設6個處理：不翻壓綠肥、不施化肥（A1）；100%化肥（A2）；綠肥+100%化肥（A3）；綠肥+85%化肥（A4）；綠肥+70%化肥（A5）；綠肥+55%化肥（A6）。每個處理設置3個重復。結果表明，貴州黃壤區化肥減施配合翻壓綠肥在玉米生產中有效可促進玉米生長發育，提高玉米產量，改善玉米籽粒的養分狀況。其中，第1年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1處理相比，拔節期玉米葉、莖鉀素含量分別提高46.68%～115.04%、153.11%～298.19%，抽穗期玉米葉、莖鉀素含量分別提高53.36%～86.89%、24.49%～47.56%，成熟期玉米葉、莖鉀素含量分別提高116.70%～206.13%、47.41%～130.01%；翻壓綠肥配合化肥減量處理A2～A6可顯著提高玉米單株莖葉干質量、單株玉米棒干質量以及玉米籽粒產量。第1年，與對照處理A1相比，A2～A6處理玉米單株莖葉干質量，A3、A5處理單株玉米棒干質量差異顯著（P<0.05），分別提高32.71%～66.58%、17.88%～21.05%；第1年，與對照處理A1相比，A3處理玉米籽粒氮含量，A3～A5處理玉米籽粒鉀含量，A3～A6玉米籽粒蛋白質含量差異顯著（P<0.05），分別提高27.59%、13.79%～17.24%、28.41%～33.91%?？傮w看來A4（綠肥翻壓+85%化肥）處理整體表現最好，為試驗最優處理。

關鍵詞： 貴州；黃壤；玉米；綠肥；化肥減量；養分；產量

中圖分類號：S513.06 ?文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）02-0098-06

貴州省接近1/2的土壤類型為黃壤［1］，土壤肥力偏低，保肥能力差，很容易造成養分流失等現象的發生，最終導致肥料利用率偏低［2］。施綠肥作為我國傳統培肥地力的措施，通過種植翻壓可有效提高土壤有機投入，調節土壤碳氮比，改善土壤微生物環境［3-6］；激活土壤速效養分，促進有機無機協同，提高肥料利用率，提高土壤養分［7-10］?；蕼p量、有機提升是我國鄉村振興戰略的重要舉措，對綠色低碳化的農業農村產業發展具有重要推動作用。糧食安全是“國之大者”，事關國家根基。積極推動糧油作物的高效生產，離不開科學高效的生產技術。利用綠肥生態、高效、輕簡化的生產特點，針對貴州黃壤區土壤養分特點，因地制宜開發玉米綠肥高效利用技術，對推動糧食安全具有重要影響。研究表明，翻壓綠肥可有效促進玉米養分吸收與積累［11-13］，促進玉米生長發育［14-16］，提高玉米產量［17-20］，但針對貴州喀斯特黃壤地區相關研究較少。為推動貴州特殊環境下玉米綠肥高效利用技術的開發與運用，推動貴州糧食作物安全、高效生產，本研究通過開展大田試驗，研究連續2年化肥減施量配合綠肥翻壓對玉米養分積累、生長狀況、玉米產量的影響，在保證玉米增產、農民增收的前提下，篩選出適宜貴州黃壤區種植玉米綠肥高效利用方案，以期為實現綠肥綜合利用技術在貴州黃壤上的高效利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

玉米定位試驗于2018年5月至2019年10月在貴州省畢節地區織金縣茶店鄉大營村進行， 連續2年玉米開展綠肥翻壓配合化肥減量試驗。試驗地位于茶店鄉西北面，海拔1 263.47 m，105.742 609°E， 26.895 468°N，年均氣溫13.91 ℃，降水量 1 194 mm；隔六沖河與大方縣、黔西縣相望，緊鄰貴州第一人工淡水湖——吱嘎阿魯湖，耕地面積 125.47 hm2。供試土壤為黃壤，土壤耕層基本理化性質見表1。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為安單4號，屬于中熟平展型品種，春播、夏播均可；

供試綠肥品種為光葉苕子；

供試肥料：普通尿素（N含量為46.7%）、過磷酸鈣（P2O5含量為12%）和氯化鉀（K2O含量為60%）。

1.3 試驗設計

試驗設6個處理：不翻壓綠肥、不施化肥（A1）；100%化肥（A2）；綠肥+100%化肥（A3）；綠肥+85%化肥（A4）；綠肥+70%化肥（A5）；綠肥+55%化肥（A6）。每個處理設置3個重復，綠肥用量：1 500 kg/hm2。肥料用量：N 180 kg/hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2。每年9月中旬進行光葉苕子撒播，播種量45 kg/hm2。來年4月上旬進行綠肥翻壓、整地、劃分小區、施用基肥、播種玉米，種植密度按照當地習慣，為50 025株/hm2。玉米大喇叭口期追施氮肥，抽穗期追施氮肥，具體施肥量由表2所示。小區面積10.5 m2（1.5 m×7.0 m），每個處理重復3次，各小區隨機區組排列，行株距分別為75、40 cm。開展2年的連續定位試驗，田間管理措施統一按農戶常規管理方式進行。

1.2 樣品采集與測定方法

玉米播種前采集0～20 cm土壤樣品，采用常規方法測定測定基礎理化性質［19］。

玉米收獲時對各小區進行測產，并選擇小區代表性6株玉米，取其地上部分，測定株高（cm）、莖粗（mm）、葉片數（片）、株高（cm），并將植株和玉米籽粒分別粉碎測定氮、磷、鉀含量，植株各部位養分含量測定：經硫酸-高氯酸消煮法消煮后，全氮采用凱氏定氮法測定，全磷采用鉬銻抗比色法測定，全鉀采用火焰光度計法測定。玉米收獲后用5點取樣法取土樣，風干處理過篩待測。

1.3 統計方法

試驗數據均采用Excel 2010軟件計算處理，Origin 2021軟件作圖，利用SPSS 20軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 貴州黃壤區連續翻壓綠肥配合化肥減量對玉米生長的影響

由圖1可知，翻壓綠肥配合化肥減量，可有效促進玉米各時期的生長。對玉米各生育期株高進行比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）對玉米株高有明顯促進作用。苗期、拔節期、抽穗期、成熟期，與A1處理相比，第1年株高可分別提高8.63%～20.71%、15.51%～21.37%、1.20%～6.21%、5.40%～10.45%，第2年株高可分別提高17.07%～38.57%、40.03%～54.36%、14.30%～20.84%、6.81%～10.34%，A4處理整體長勢較好。對玉米各生育期莖粗進行比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）對玉米莖粗也有明顯提高，第1年苗期、拔節期、抽穗期、成熟期莖粗可分別提高20.41%～57.14%、8.88%～18.06%、7.15%～17.39%、4.23%～9.31%，第2年苗期、拔節期、抽 穗期、成熟期分別提高18.18%～33.46%、45.27%～ 60.78%、15.36%～24.98%、6.81%～10.34%，成熟期無明顯提高。翻壓綠肥配合化肥減量處理對玉米葉片數亦有一定程度的影響，第1年苗期A2處理、抽穗期A2、A6葉片數與對照處理A1相比，差異明顯，第2年拔節期A2、A3、A6處理，成熟期A4、A6與對照處理A1相比，也差異明顯。

2.2 貴州黃壤區連續翻壓綠肥配合化肥減量對玉米養分積累的影響

由圖2可知，翻壓綠肥配合化肥減量，可有效提高植株氮、磷、鉀元素的積累量。根據玉米各生育期不同部位氮素積累量比較，第1年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）對玉米氮素養分積累表現在拔節期、抽穗期。其中，A6處理拔節期玉米莖氮含量最高，與不施化肥、不翻壓綠肥處理A1差異顯著（P<0.05），氮含量提高23.11%；A4處理抽穗期玉米葉氮含量最高與不翻壓綠肥處理A1差異顯著（P<0.05），氮含量提高31.03%。翻壓綠肥配合化肥減量第2年，氮素養分積累表現在拔節期、抽穗期玉米莖稈。其中，A5、A6 處理拔節期玉米莖氮含量與 不翻壓綠肥處理A1 差異顯著（P<0.05），氮含量 提高18.08%～ 27.32%；A4、A5處理成熟期玉米莖 氮含量與不翻壓綠肥處理（A1）差異顯著（P<0.05）， 氮含量提高48.37%～53.26%。處理間氮素養分積累大多呈現出先升后降趨勢。

根據玉米各生育期不同部位磷素積累量比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1相比，拔節期、抽穗期對玉米莖葉磷素積累無顯著差異，主要影響表現在成熟期玉米莖稈磷素的積累。其中，第1年A2處理玉米莖磷含量與A1處理相比，差異顯著（P<0.05），含量提高39.39%。第1年A6處理玉米莖磷含量與A1處理相比，差異顯著（P<0.05），含量提高18.37%?？傮w看來翻壓綠肥處理對玉米磷素養分積累影響較小。

根據玉米各生育期不同部位鉀素積累量比較，翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）可顯著提高各時期玉米莖、葉鉀素含量。第1年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1處理相比，拔節期玉米葉、莖鉀素含量分別提高46.68%～115.04%、153.11%～298.19%，抽穗期玉米葉、莖鉀素含量分別提高53.36%～86.89%、24.49%～47.56%，成熟期玉米葉、莖鉀素含量分別提高116.70%～206.13%、47.41%～130.01%。第2年翻壓綠肥配合化肥減量處理（A2～A6）與A1處理相比，拔節期玉米葉、莖鉀素含量分別提高110.63%～178.86%、106.98%～363.00%，抽穗期玉米葉、莖鉀素含量分別提高20.13%～46.30%、20.37%～62.20%，成熟期玉米葉、莖鉀素含量分別提高124.32%～203.98%、58.60%～61.94%。翻壓綠肥可顯著提高玉米莖、葉鉀素含量，鉀素養分積累大多呈現出先升后降趨勢。

2.3 貴州黃壤區連續翻壓綠肥配合化肥減量對玉米產量的影響

由表3可知，翻壓綠肥配合化肥減量處理A2～A6可顯著提高玉米單株莖葉干質量、單株玉米棒干質量以及玉米籽粒產量。第1年，與對照處理A1相比，A2～A6處理玉米單株莖葉干質量，A3、A5處理單株玉米棒干質量差異顯著（P<0.05），分別提高32.71%～66.58%、17.88%～21.05%；A2～A6玉米籽粒產量略有提升，但無顯著差異（P>0.05）。第2年，與對照處理A1相比，A3～A6處理玉米單株莖葉干質量，A5處理單株玉米棒干質量，A2～A6玉米籽粒產量差異顯著（P<0.05），分別提高8.75%～14.36%、31.93%、49.59%～56.20%?？傮w看來A4、A5處理最大程度影響玉米單株莖葉干質量、單株玉米棒干質量以及玉米籽粒產量，為試驗最優處理。

2.4 貴州黃壤區連續翻壓綠肥配合化肥減量對玉米籽粒養分的影響

由表4可知，翻壓綠肥配合化肥減量可改善玉米籽粒養分狀況。第1年，與對照處理A1相比，A3處理玉米籽粒氮含量，A3～A5處理玉米籽粒鉀含量，A3～A6玉米籽粒蛋白質含量差異顯著（P<0.05），分別提高27.59%、13.79%～17.24%、28.41%～33.91%，玉米籽粒磷含量無顯著差異。第2年，與對照處理A1相比，A4、A5處理玉米籽粒氮含量，A2～A5處理玉米籽粒鉀含量，A4～A6玉米籽粒蛋白質含量差異顯著（P<0.05），分別提高13.04%、10.34%～13.79%、7.96%～10.45%，玉米籽粒磷含量無顯著差異?？傮w看來A4、A5處理提升玉米籽粒的氮、磷、鉀、蛋白質等養分含量。

3 討論與結論

本試驗結果表明，翻壓綠肥配合化肥減量可以顯著提高玉米部分生育期莖葉及籽粒養分積累量，這與申田田等的研究結果［20-22］相似?；蕼p施配合翻壓綠肥對玉米植株氮素養分積累的影響，第1年主要體現玉米生長的前中期（拔節期、抽穗期），第2年則體現在成熟期。說明綠肥翻壓土壤有機養分比例增加，改善玉米植株氮素養分的吸收與積累，隨著翻壓時間延長，影響逐漸增大，養效后移。整體看來A4處理（綠肥翻壓+85%化肥）玉米氮素養分積累最高；化肥減施配合翻壓綠肥對玉米磷素養分積累僅在成熟期莖稈第1年A2（翻壓綠肥+100%化肥）處理、 ?第2年A6（翻壓綠肥+55%化肥） ??有顯著差異，無明顯規律，這可能與黃壤地區土壤磷特性有關；化肥減施配合翻壓綠肥對玉米鉀養分吸收與積累的影響最為明顯，對各生育期玉米莖、葉均有顯著影響，整體看來整體看來A4處理（綠肥翻壓+85%化肥）玉米鉀素養分積累量最高，第2年鉀素積累較第1年相比，有一定程度的提高，說明隨綠肥翻壓年限增加，對玉米鉀素吸收與積累有促進作用。

本研究中化肥減施配合翻壓綠肥對各時期玉米株高、莖粗、葉片數，以及玉米生長狀況有不同程度的促進作用，這與楊爽等的研究結果［23-25］相似。整體看來，無明顯規律性變化，可能與連續翻壓時間較短有關，通過處理間比較發現，A2處理（翻壓綠肥+100%化肥）對玉米植株生長發育有較好促進作用。本次試驗中，化肥減施配合翻壓綠肥處理可有效提高玉米產量、籽粒養分，總體看來A4（綠肥翻壓+85%化肥）處理整體表現最好，為試驗最優處理。說明化肥減施配合翻壓綠肥在貴州黃壤區玉米生產中有效可促進玉米生長發育、提高玉米產量、改善玉米籽粒的養分狀況。

貴州黃壤區化肥減施配合翻壓綠肥在玉米生產中可有效促進玉米生長發育，提高玉米產量，改善玉米籽粒的養分狀況。其中，就玉米生長發育來看，A2處理（翻壓綠肥+100%化肥）效果最好；就玉米植株養分積累、籽粒養分含量、產量效果來說，A4處理（翻壓綠肥+85%化肥）效果最好最佳；與第1年相比，第2年植株氮、素積累量、籽粒產量有一定程度的提高，說明隨綠肥翻壓年限增加，對玉米部分養分吸收與積累有促進作用。綜合來看，A4（翻壓綠肥+85%化肥）處理可考慮在貴州黃壤實際中生產利用。

參考文獻：

［1］ 肖厚軍，王正銀，何佳芳，等. 貴州黃壤鋁形態及其影響因素研究［J］. 土壤通報，2009，40（5）：1044-1048.

［2］趙 歡，張 萌，秦 松，等. 貴州黃壤小白菜生長、品質、光合特性及氮素利用對新型肥料的響應［J］. 中國生態農業學報，2016，24（10）：1320-1327.

［3］胡啟良，楊濱娟，劉 寧，等. 綠肥混播下不同施氮量對水稻產量、土壤碳氮和微生物群落的影響［J］. 華中農業大學學報，2022，41（6）：16-26.

［4］黃 璐，李廷亮，李 順，等. 旱地冬小麥夏閑期種植不同豆科綠肥對還田養分和土壤有機碳、氮組分的影響［J］. 生態學雜志，2022，41（12）：2335-2343.

［5］楊 爽. 稻茬-紫云英聯合還田對土壤碳氮特征及水稻生長的影響［D］. 武漢：華中農業大學，2021.

［6］吳科生，車宗賢，包興國，等. 長期翻壓綠肥對提高灌漠土土壤肥力和作物產量的貢獻［J］. 植物營養與肥料學報，2022，28（6）：1134-1144.

［7］于淑慧，朱國梁，董 浩，等. 綠肥間作和滴灌對蘋果園土壤肥力和果實品質的影響［J］. 土壤通報，2022，53（3）：640-647.

［8］崔月貞，王 呂，吳玉紅，等. 冬綠肥聯合稻稈還田對水稻產量及稻田土壤肥力的影響［J］. 西北農林科技大學學報（自然科學版），2022，50（7）：100-108.

［9］陳檢鋒，梁 海，王 偉，等. 玉米—綠肥輪作體系下光葉紫花苕的氮肥替代和土壤肥力提升效應［J］. 植物營養與肥料學報，2021，27（9）：1571-1580.

［10］ 何 燕. 綠肥還田對貴州黃壤養分、細菌群落結構及玉米氮磷利用率的影響［D］. 貴陽：貴州民族大學，2022.

［11］蘇 港. 綠肥油菜還田和減施化肥對土壤微生態及玉米氮素積累、轉運的影響［D］. 天津：天津農學院，2022.

［12］周 興，李 莓，鄧力超，等. 油菜綠肥利用后鮮食玉米生長及磷素利用特征［J］. 湖南農業科學，2022（4）：31-34，38.

［13］畢銀麗，張家毓，王 坤，等. 綠肥翻壓接種叢枝菌根真菌和深色有隔內生真菌對玉米生長及氮素利用的影響［J］. 土壤通報，2022，53（4）：890-896.

［14］張盛南，汪 波，張一為，等. 復種綠肥油菜還田對青貯玉米農藝性狀、產量及土壤養分的影響［J］. 天津農業科學，2022，28（4）：21-24，30.

［15］ 王 玥，杜廣祖，黃 鈺，等. 冬種綠肥還田對春玉米主要農藝性狀及產量的影響［J］. 西南農業學報，2021，34（4）：784-790.

［16］李含婷，柴 強，胡發龍，等. 間作綠肥彌補減施氮肥引起的玉米產量損失［J］. 植物營養與肥料學報，2022，28（7）：1329-1340.

［17］蘇向向，于愛忠，呂漢強，等. 綠洲灌區小麥復種綠肥并翻壓還田對翌年玉米產量形成及氮素吸收利用的影響［J］. 植物營養與肥料學報，2022，28（7）：1208-1218.

［18］劉建香，郭樹芳，雷寶坤，等. 綠肥生產利用方式對云南高原紅壤理化性狀及玉米產量的影響［J］. 植物營養與肥料學報，2022，28（2）：237-246.

［19］楊世梅. 喀斯特山區綠肥還田對玉米產量及黃壤溫室氣體排放的影響［D］. 貴陽：貴州大學，2021.

［20］申田田. 綠肥還田和化肥減量對土壤養分和玉米產量的影響［D］. 合肥：安徽農業大學，2018.

［21］孫寧科，趙建華，孫建好，等. 河西灌區制種玉米化肥減量技術對制種產量的影響［J］. 中國土壤與肥料，2021（2）：193-198.

［22］趙 蕊. 綠肥還田和減施化肥對玉米生長、肥料利用率及土壤特性的影響［D］. 天津：天津農學院，2020.

［23］楊 爽. 翻壓光葉紫花苕減施化肥對玉米生長、產量、品質及土壤肥力的影響［D］. 貴陽：貴州大學，2018.

［24］魏 靜. 不同冬季覆蓋作物對土壤養分及雨養玉米生長特征的影響［D］. 楊凌：西北農林科技大學，2018.

［25］王 珂. 基于綠肥的不同施肥措施對新整理地玉米生長及土壤肥力的影響［D］. 重慶：西南大學，2018.

收 稿日期：2023-03-07

項目來源：貴州省科技支撐計劃（編號：黔科合支撐［2020］4Y100號）；貴州省農業科學院學術新苗培養及創新探索專項項目培育計劃（編號：黔科合平臺人才［2018］5768-06）；國家綠肥產業技術體系建設專項（編號：CARS-22）。

作者簡介： 廖 恒（1993—），男，貴州印江人，碩士，助理研究員，主要從事植物營養與農業生態研究。E-mail：897379905@qq.com。

通信作者：姚單君，碩士，助理研究員，主要從事土壤肥料與農業生態研究。E-mail：y_danjun@163.com。