呼伦贝尔黑土坡耕地机械化侧深施肥对土壤氮素流失阻控及玉米产量的影响论文
2026-04-30 10:17:40 来源: 作者:xuling
摘要:应用机械化侧深施肥技术以减少土壤氮素流失,进而提高玉米产量。以呼伦贝尔黑土坡耕地为研究对象,选择坡度为5—15°的坡耕地进行试验。
摘要:应用机械化侧深施肥技术以减少土壤氮素流失,进而提高玉米产量。以呼伦贝尔黑土坡耕地为研究对象,选择坡度为5—15°的坡耕地进行试验。试验设置三组,对照组采用传统肥料表施+常规耕作的作业模式,试验1组采用侧深施肥+常规耕作,试验2组采用侧深施肥+保护性耕作。试验指标为氮素流失量和玉米生长状态及产量。试验结果表明,侧深施肥的总氮流失量明显下降,土壤氮素转化效率明显上升,玉米株高、茎粗、总产量均有所提高。
关键词:呼伦贝尔地区;黑土坡耕地;侧深施肥;氮素流失控制;玉米产量
黑土区是我国重要的商品粮基地,具有保障国家粮食安全与生态安全的功能。但长期高强度的利用导致了黑土地的退化。呼伦贝尔黑土坡耕地丘陵起伏、侵蚀沟密布,年均黑土层流失0.4cm,造成保水保肥能力下降,严重威胁粮食产能与北方生态安全[1]。黑土坡耕地水土流失加剧氮素多途径流失,传统表施氮肥易造成氮素流失与农业污染,且不合理施肥导致土壤养分失衡,玉米生产受到影响,化肥增投却难促增产,传统耕作呈现低产高耗特征。侧深施肥技术可实现种肥分离,提高氮肥利用率、减少损失,但呼伦贝尔复杂地形使传统施肥机具存在施肥不均等问题。本研究通过实证,探讨该区域机械化侧深施肥对土壤氮素流失阻控作用及对玉米产量的影响。
1.试验材料与方法
1.1试验田与材料
试验地点为将呼伦贝尔岭东南典型黑土区,坡耕地的坡度为5—15°,土壤类型为黑土,具有代表性的侵蚀特征,在实验前对土壤的基本性质进行测定。PH值为7—7.5,有机质含量1.5—2.0%,全氮含量0.15—0.20%,碱解氮含量100—150mg/kg,土壤容重1.3—1.5g/cm3,侵蚀模数为5000—8000t/km2。试验作物为玉米,种植密度每公顷6万株,生育期为120天。
侧深施肥机生产商为苏州久富农业机械有限公司,免耕播种机生产商为黑龙江省勃农兴达机械有限公司,玉米秸秆粉碎还田机生产商为石家庄惠田机械有限公司[2]。
1.2田间管理
试验前采用激光平地技术整地,确保田面平整,耕层深度20—25cm。5月上旬播种,行距60cm,株距25cm,密度约6.7万株/hm2。采用喷灌方式,在玉米生育期保持土壤含水量为60%—70%,优先采用生物防治和物理防治,必要时使用高效低毒农药[3]。
1.3试验方法
试验对照组采用肥料传统行表施+常规耕作的作业模式。通过铧式犁将土壤深翻20—25cm,打破犁底层以改善土壤透气性。但此操作会破坏黑土原有结构,导致土壤孔隙度增大、容重降低,加速表层土壤颗粒的分离与流失。翻耕后需进行耙地作业。施肥环节中,在播种前将化肥均匀撒施于田面,主要使用速效氮肥与复合肥。撒施后通过旋耕机将肥料混入5—10cm浅层土壤中。采用传统条播机进行播种,行距60cm、株距25cm,播种深度3—5cm。生育期需进行2—3次追肥,采用人工撒施或机械表施方式补充氮肥。追肥后若遇降雨,肥料会迅速溶解并随地表径流进入沟道,造成面源污染[4]。
试验1组采用肥料行测深施肥+常规耕作的作业模式。具体步骤如下:(1)整地,采用常规翻耕方式,使用铧式犁将土壤深翻20—25 cm,打破犁底层以改善土壤透气性。翻耕后进行耙地作业,使土壤达到上虚下实的播种状态。但应避免过度耙地,以减少土壤团粒结构的粉碎,降低其抗侵蚀能力;(2)侧深施肥。在播种时,将基肥通过侧深施肥机施入指定土层,侧深施肥机实现基肥一次性定位施入5 cm土层,侧方距离种子4 cm。根据玉米生长需求,在拔节期等关键生育时期进行追肥。追肥可采用叶面喷施方式,选用0.3%尿素溶液等,以补充玉米生长所需的氮素。播种深度为3—5 cm,保证土壤与种子紧密接触,有利于种子萌发及根系生长。
试验2组采用肥料行测深施肥+保护性耕作。具体步骤如下:(1)前期准备,采集土壤样本进行化验,了解土壤养分状况,包括氮、磷、钾等主要营养元素的含量;(2)保护性耕作措施,在玉米收获后,将秸秆整秆留于地表越冬,采用免少耕播种技术,减少土壤动土量,保护土壤结构。使用配备有可靠切茬切秆和防堵工作部件的免耕播种机进行播种,确保播种质量。根据土壤耕层情况,适时进行深松作业,打破犁底层,改善土壤透气性;(3)侧深施肥,在播种前或播种时,用机器在土壤中开一道浅沟,位置正好在种子旁边,距离控制在5 cm左右。将准备好的肥料沿着开好的沟均匀撒入,播种后将开沟埋土,覆土一定要细密,防止水土流失影响肥料吸收。确保种子与土壤紧密接触,有利于种子萌发和根系生长。
1.4评价指标
土壤氮素流失阻控指标选择土壤总氮素流失量、土壤氮素转化效率作为评价指标。玉米产量选择玉米总产量、玉米株高、玉米茎粗作为评价指标。
2.试验结果分析
2.1土壤氮素流失
研究试验结果表明,相较于对照组而言,试验1组和试验2组的总氮流失量明显下降,土壤氮素转化效率明显上升,且试验2组的总氮流失量低于试验1组,土壤氮素转化效率高于试验1组,在数据对比中具有统计学意义(P<0.05),具体数据如表1所示。

2.2玉米产量
研究试验结果表明,相较于对照组,试验1组和试验2组的玉米株高、茎粗、总产量均有所提高,且试验2组的玉米株高、茎粗、总产量均高于试验1组,在数据对比中具有统计学意义(P<0.05),具体数据如表2所示。

3.讨论
呼伦贝尔黑土坡耕地位于东北黑土漫岗区,地势起伏导致土壤易受侵蚀,有机质与肥力下降,制约玉米产量。传统表施氮肥易使氮素富集表层,加剧径流、淋溶及气态损失,造成资源浪费与农业污染。侧深施肥依托农机精准作业,将肥料施于种子侧下方深层,减少表层氮素残留,降低流失概率并提升深层储量,这与已有相关研究结论一致。
侧深施肥与保护性耕作结合可优化土壤环境,减少翻土量以保护土体团聚体结构,提升孔隙度与保水保肥能力,秸秆覆盖还能增加有机质、增强氮素吸附,进一步阻控养分流失并提高利用率。研究以呼伦贝尔5—15°黑土坡耕地为对象,设三组分别进行试验,结果表明,两试验组总氮流失量显著低于对照组,氮素转化效率显著高于对照组(P<0.05),且试验2组效果更优(P<0.05),这是因保护性耕作可削弱雨滴击溅、维持土壤稳定,增强了土壤的抗侵蚀能力。
两试验组的玉米株高、茎粗及总产量均显著高于对照组(P<0.05)。这是因为侧深施肥适配玉米中后期氮素需求高峰,解决了传统施肥“前盛后缺”问题,通过养分持续释放保障玉米生长。机械化侧深施肥技术协同保护性耕作可有效阻控氮素多途径流失,提升土壤养分利用率与玉米产量,适配当地地形,为黑土地保护与农业可持续发展提供了技术支撑和理论基础。
参考文献:
[1]管艳霞,王群,赵寒梅,等.深松和施肥方式对砂姜黑土区夏玉米生长、光合特性及产量的影响[J].河南农业科学.2021,50(4):31-39.
[2]刘一田,郝小雨,孟鑫,等.控释氮肥与稳定性氮肥一次性施用实现大豆"4R"施肥效益[J].植物营养与肥料学报.2025,31(9):1892-1900.
[3]Hu M,Li Z,Chen K,et al.Side deep placement of slow-release N as base fertilizer combined with urea as panicle fertilizer increases rice yield by optimizing dry matter and N accumulation and translocation[J].Frontiers in Plant Science.2025,161600215-1600215.
[4]姬景红,刘双全,马星竹,等.侧深施不同比例控释尿素对寒地水稻产量效益的影响[J].黑龙江农业科学.2025(6):30-34.