呼伦贝尔青贮玉米田机械化作业化肥减施效果及土壤养分变化研究论文
2026-05-21 15:30:37 来源: 作者:xuling
摘要:为提高青贮玉米机械化施肥生产效能,对化肥减施及土壤养分变化进行研究具有重要的现实意义。在呼伦贝尔地区对青贮玉米化肥减施进行试验,设置不同化肥减施处理,研究其生长、产量表现及土壤养分变化。
摘要:为提高青贮玉米机械化施肥生产效能,对化肥减施及土壤养分变化进行研究具有重要的现实意义。在呼伦贝尔地区对青贮玉米化肥减施进行试验,设置不同化肥减施处理,研究其生长、产量表现及土壤养分变化。试验结果表明,适度化肥减施对青贮玉米生长和产量无显著影响,土壤有机质及主要速效养分总体保持稳定。但是过高减施幅度会对作物生产和土壤养分产生不利影响。研究结果为青贮玉米机械化施肥减施措施提供参考依据,对优化施肥管理具有一定的指导意义。
关键词:呼伦贝尔市;青贮玉米;化肥减施;土壤养分;试验研究
1.引言
青贮玉米凭借其高生物量、高营养、生长周期短、耐储存等优势,是反刍动物养殖不可或缺的饲草来源[1]。近年来,农业机械化作业提升了青贮玉米生产效率,同时由于青贮玉米全株收获,单位面积饲草养分生产量大,农户多通过增施化肥保障青贮玉米产量。但传统的过量施肥容易导致肥料利用率低、环境污染严重等问题[2]。随着作物生产“减肥减药”政策的推动,青贮玉米生产过程中化肥减施工作成为提高其产量和肥料利用率的关键研究方向。
2.呼伦贝尔青贮玉米机械化施肥作业试验设计
2.1试验区概况
试验区位于呼伦贝尔市试验田基地,试验地耕作层土壤类型为黑钙土,0—20cm土层质地以壤质为主,其0—20cm土层的土壤理化指标分别为土壤有机质24.8g/kg、全氮1.36g/kg、碱解氮86.4mg/kg、有效磷13.2mg/kg、速效钾162.7mg/kg,土壤pH=6.9。试验地前茬作物为玉米,秸秆已全部离田且上一季生产中未施用有机肥。
2.2供试材料
试验青贮玉米品种为“先玉335”,试验用化肥包括:尿素(N46%)、过磷酸钙(P2 O5 12%)、硫酸钾(K2O50%)。试验以常规施肥(CK)为对照,设置3个肥料减施水平,共4个处理,每处理重复3次,共12个小区。每个小区面积为60m2(长20m×宽3m),区间设置1.0m隔离带。
常规施肥(CK)纯养分投入量为:N=240kg/hm2、P2O5=120kg/hm2、K2O=90kg/hm2。肥料减施处理在CK基础上按比例同步减少N、P2O5、K2O投入量,对应纯养分投入量如下:
(1)处理R 20(减施20%):N=192 kg/hm2,P2 O5=96 kg/hm2,K 2 O=72 kg/hm2;
(2)处理R 30(减施30%):N=168 kg/hm2,P2 O5=84 kg/hm2,K 2 O=63 kg/hm2;
(3)处理R 40(减施40%):N=144 kg/hm2,P2 O5=72 kg/hm2,K 2 O=54 kg/hm2。
施用方式为磷肥、钾肥及60%氮肥于播种时一次性机械条施为基肥;剩余40%氮肥于拔节期以机械侧深追肥方式施入[3]。
2.3作业方式
玉米播前进行旋耕、镇压以及土壤整平作业,全过程采用机械化作业方式组织实施。播前整地以拖拉机配套旋耕机进行旋耕作业,旋耕深度18—20cm;旋耕后配套镇压器进行镇压作业,并使用整平装置进行地表整平作业,整地作业速度为3—5km/h。播种作业采用精量播种机进行机械化播种,播种行距60cm,播深4—5cm,播种密度7.5万株/hm2。播种机配套施肥装置同步进行基肥条施作业,施肥位置为种行侧向5—6cm、垂向8—10cm。追肥作业在玉米拔节期进行,以侧深追肥机进行机械追肥,追肥带位于种行侧向8—10cm,施肥深度10—12cm,作业速度5—6 km/h。
3.化肥减施对青贮玉米生产与土壤养分的影响
3.1化肥减施处理对青贮玉米生长及产量的影响
在相同的机械化作业条件下,试验中不同化肥减施处理对青贮玉米生长性状及产量形成产生了不同程度的影响,结果如表1所示。
表1试验结果表明,与常规施肥处理(CK)相比,R20处理株高和茎粗差异不显著;R30处理株高略有降低,但仍维持在较高的水平;R40处理株高和茎粗均明显降低,与CK差异明显。同时,CK处理的青贮玉米鲜草产量和干物质产量也都处于较高水平。R20处理鲜草产量与CK相比下降约2.0%,差异不显著,干物质产量也保持了稳定;R30处理鲜草产量较CK降幅约4.8%,但差异不大;而R40处理的鲜草产量与干物质产量均显著下降。

3.2化肥减施处理对土壤养分变化的影响
3.2.1土壤有机质和碱解氮变化
试验结果表明,不同化肥减施处理对耕作层(0—20cm)土壤有机质和碱解氮含量产生了显著的影响,具体如表2所示。

CK处理的土壤有机质含量较播前略有下降,可能是在常规施肥和全株收获的条件下,土壤有机质存在一定的消耗趋势。R20和R30处理的有机质含量基本保持了稳定,与CK相比并没有显著的差异;而R40处理有机质含量下降幅度相对较大,与CK相比二者的差异较为明显,这说明高强度的肥料减施极有可能加剧了土壤的有机质消耗。同时CK处理收获后的碱解氮含量仍维持在较高水平。R20和R30处理碱解氮含量虽有下降,但下降幅度有限;而R40处理碱解氮含量则显著降低,这表明在较高的肥料减施水平下,土壤速效氮供给能力会出现明显的减弱。
3.2.2土壤有效磷和速效钾变化
化肥减施对土壤有效磷和速效钾含量的影响表现出与氮素不同的变化,实验结果如表3所示。
CK处理收获后的有效磷和速效钾含量仍然较高,从中可以看到常规施肥条件下的土壤磷、钾供给能力较为充足。R20和R30处理的有效磷和速效钾含量虽有一定下降,但差异并不显著;而R40处理的有效磷和速效钾含量降低显著,说明在较高的肥料减施比例下,土壤磷、钾库容会大幅下降,而这种趋势很大可能会对后续的作物生长产生潜在的负面影响。
3.3综合分析
综合分析上述结果可以看到,化肥减施对青贮玉米生产和土壤养分的影响表现出了一种明显的阈值效应。当减施比例稳定在20%—30%时,青贮玉米的生长和产量会保持相对稳定,其土壤有机质及主要速效养分变化并不明显。当肥料减施比例提高至40%左右,青贮玉米的产量和干物质积累就会显著下降,同时其土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量也会明显降低。
综合试验中的玉米作物产量表现与土壤养分变化特征,在呼伦贝尔青贮玉米机械化施肥条件下,将化肥减施比例控制在20%—30%范围内,有利于在保障青贮玉米生产稳定性的同时,降低化肥投入强度并维持土壤养分水平。
4.结语
一直以来化肥和农药在促进作物健康生长、提高作物产量和保障粮食安全等方面发挥着重要的作用。但过量施用肥料同样会降低土壤的质量,引发水体污染等问题[4]。研究结果显示,适度降低化肥投入水平,并不会对青贮玉米的生长和产量产生明显的不利影响。而且在肥料减施幅度相对合理的条件下,土壤有机质和氮、磷、钾等关键养分指标总体能够保持基本的稳定。但当减施强度进一步提高时,部分养分指标会出现明显的下降,可能不利于后续作物的稳定生产。
综上所述,将化肥减施控制在20%—30%的合理范围内,有助于在保障生产稳定性的同时降低化肥投入强度,兼顾青贮玉米作物产量与土壤养分维持。这一结果可为该区域及相关地区的青贮玉米施肥管理优化及绿色生产模式构建提供实践依据。
参考文献:
[1]陈桂平,李盼,邵冠贵,等.减量灌水与有机无机肥配施对青贮玉米吐丝期后叶片持绿特性的调控作用[J].中国农业科学,2025,58(7):1381-1396.
[2]焦金龙,李友强,吴玲,等.化肥减量配施有机肥对青贮玉米产量、营养品质及土壤养分的影响[J].华北农学报,2022,37(3):128-135.
[3]白雪纯,张君红,冯魁亮,等.化肥减量配施有机肥对青贮玉米产量、营养价值及土壤微生物活性的影响[J].草业科学,2020,37(2):348-354.
[4]任冬雪,穆云森,李一,等.承德市春玉米化肥农药减施技术模式应用效果[J].陕西农业科学,2025,71(4):95-100.