仁寿县2023年中央财政耕地建设与利用资金化肥减量增效项目基础性工作-板桥镇玉米化肥利用率试验报告
摘要
关键词
玉米化肥利用率;耕地建设;利用资金化肥减量增效项目
正文
前言
仁寿县板桥镇位于四川省眉山市,地处四川盆地西南部,气候温和,雨量充沛,光照充足,适宜玉米种植[1]。该镇玉米种植以春玉米和夏玉米为主,种植面积较大,是当地重要的粮食作物之一。近年来,随着农业技术的推广和机械化水平的提高,玉米种植逐渐向规模化、集约化方向发展,产量和品质稳步提升[2]。板桥镇的土地以丘陵和平坝为主,土壤类型主要为紫色土和黄壤,土质疏松,透气性较好,有机质含量中等,但部分地区存在土壤肥力不均的问题[3]。为改善土壤条件,当地农户普遍采用有机肥与化肥结合的方式,既提高了土壤肥力,又减少了化肥对环境的负面影响。此外,板桥镇水利设施较为完善,灌溉条件良好,为玉米生长提供了充足的水源保障。然而,板桥镇玉米种植仍面临一些挑战,如部分土地因长期耕作导致肥力下降,病虫害防治压力较大,以及极端天气对产量的影响等。相关数据显示仁寿县板桥镇化肥利用率低的问题已成为制约当地玉米种植经济效益和生态可持续性的重要挑战[4]。根据农业部门数据,该地区玉米种植中氮肥利用率普遍不足40%,远低于全国平均水平(约50%),磷钾肥利用率更低,这一现象对农业生产和生态环境均产生了深远影响[5]。基于此,笔者选择眉山市仁寿县板桥镇朱家村朱国元责任地作为试验地,设计玉米和玉米化肥利用率试验各1个,对比不同试验地玉米化肥利用率,为仁寿县2023年中央财政耕地建设与利用资金化肥减量增效项目基础性工作提供参考依据。
1. 资料和方法
1.1仁寿县板桥镇试验地情况及玉米肥料资料
板桥镇玉米化肥利用率试验位于眉山市仁寿县板桥镇朱家村朱国元责任地,地块面积约为2.5亩,坐标E:104.398160°,N:29.878438°,田块平整,肥力中等,差异较小。
本次试验供试作物为玉米,品种:蓉玉294。试验供试肥料主要有尿素(生产厂家:四川天华化工集团股份有限公司)、过磷酸钙(生产厂家:四川龙腾农业开发有限公司)及硫酸钾(生产厂家:重庆东安钾肥有限公司),养分含量分别为N:46.12%、P₂O₅:12.11%、K₂0:52.50%。
表1试验供试肥料
肥料种类 | 养分含量 | 生产厂家 |
尿素 | N:46.12% | 四川天华化工集团股份有限公司 |
过磷酸钙 | P₂O₅:12.11% | 四川龙腾农业开发有限公司 |
硫酸钾 | K₂0:52.50% | 重庆东安钾肥有限公司 |
1.2方法
1.2.1处理方法
本试验参照《肥料效果试验和评价通用要求》(NY/T2544-2014)、《测土配方施肥技术规程》(NY/T2911-2016)等要求设计玉米化肥利用率田间试验,试验设5个处理,设3次重复,共计15个小区,随机区组排列。(1)处理1:空白区,即试验小区不施用化肥;(2)处理2:无氮区,即试验小区不施氮肥,仅施用磷、钾肥;(3)处理3:无磷区,即试验小区不施磷肥,仅施用氮、钾肥;(4)处理4:无钾区,即试验小区不施钾肥,仅施用氮、磷肥;(5)处理5:氮磷钾区,即试验小区施用氮、磷、钾肥。
处理5氮、磷、钾肥用量依据施肥技术模式的要求设定,且符合当地生产实际。处理2、处理3、处理4的氮、磷、钾肥种类、剂型、用法、用量与处理5保持一致。氮肥一般分基肥、提苗肥和攻苞肥,按4:3:3的比例施用,磷肥作基肥一次施入,钾肥基肥和提苗肥各50%。各处理的小区面积应一致,玉米每个小区面积为50m²。小区间设置隔离,采取措施保证各小区单灌单排,避免串灌串排。
氮磷钾区按照N:16kg/亩、P₂O₅:6kg/亩、K₂O:7kg/亩的用量。种植时施氮肥占总氮肥量的40%,氮肥一般分基肥、提苗肥和攻苞肥,按4:3:3的比例施用,磷肥作基肥一次施入,钾肥基肥、提苗肥各50%。
1.2.3资料收集
按照《测土配方施肥技术规程》(NY/T2911-2016)的有关规定进行土壤样品采集。按照《测土配方施肥技术规程》(NY/T2911-2016)的有关规定进行茎叶和籽粒样品采集。参照《农业机械试验条件测定方法的一般规定》(GB/T5262-2008的有关规定进行田间测产。按照规定进行样品检测分析。
1.3观察指标
试验选取土壤的pH值、有机质、全氮、有效磷、速效钾、施肥用量等指标作为观察指标。肥料利用率(%)=(施肥区农作物每667m²吸收养分量-缺素区农作物每 667m²吸收养分量/(肥料施用量×肥料中的养分含量)。
1.4统计学方法
数据采用EpiData进行数据录入;采用SPSS27.0软件进行数据分析。计量资料满足正态分布用“均数±标准差”描述;不满足正态分布用“中位数和四分位数间距”进行描述;计数资料采用频数、百分比(%)表示。两组间比较满足正态分布方差齐采用两独立样本t检验,不满足条件采用秩和检验;组内比较满足正态分布采用配对t检验,不满足条件采用秩和检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
2. 结果
2.1对比不同试验地产量
氮磷钾区产量最高为531.75kg/亩,产量由高到低为:氮磷钾区(531.75kg/亩)〉无钾区(473.72kg/亩)〉无磷区(425.54kg/亩)〉无氮区(317.98kg/亩)〉空白区(306.72kg/亩)。空白区和无氮区对玉米籽粒产量影响较大。不同试验地之间的产量对比具有统计学差异,P<0.05,且玉米籽粒、玉米植株之间对比也具有统计学差异,P<0.05,见表2。
表2对比不同试验地产量
处理 | 空白区 | 无氮区 | 无磷区 | 无钾区 | 氮磷钾区 | F | P |
玉米籽粒,产量kg/亩 | 306.72 | 317.98 | 425.54 | 473.72 | 531.75 | 23.264 | <0.05 |
玉米植株,产量kg/亩 | 382.42 | 393.48 | 522.36 | 591.25 | 662.98 | 25.118 | <0.05 |
t | 5.264 | 6.335 | 7.154 | 5.194 | 8.115 | 9.418 | 7.315 |
P | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 |
2.2对比不同试验地之间的养分含量
氮磷钾区、无磷区和无钾区的玉米籽粒全氮和植株全氮含量高于无氮区和空白区;籽粒全氮含量〉植株全氮含量。氮磷钾区、无氮区和无钾区的玉米籽粒和植株全磷含量高于无磷区和空白区;籽粒全磷含量〉植株全磷含量。氮磷钾区和无磷区的玉米籽粒和植株全钾含量略高于无钾区和空白区;籽粒全钾含量〈植株全钾含量。不同区域之间玉米籽粒全氮含量、植株全氮含量、玉米籽粒全磷含量及植株全磷含量对比均具有统计学差异,P<0.05,
表3对比不同试验地之间的养分含量
区域 | 玉米籽粒全氮含量(g/kg) | 植株全氮含量(g/kg) | 玉米籽粒全磷含量(g/kg) | 植株全磷含量(g/kg) |
空白区 | 11.5 | 4.2 | 2.4 | 0.4 |
无氮区 | 11 | 4.2 | 2.7 | 0.45 |
无磷区 | 12.5 | 4.8 | 2.3 | 0.3 |
无钾区 | 12.6 | 4.6 | 2.55 | 0.48 |
氮磷钾区 | 12.5 | 4.8 | 2.6 | 0.49 |
F | 6.265 | 8.449 | 7.136 | 9.168 |
P | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 |
2.3对比不同试验区肥料利用率
氮磷钾区的施肥量:N(16kg/亩)、P₂O₅(6kg/亩)、K₂O (7kg/亩),氮、磷、钾肥的利用率为氮肥利用率31.67%、磷肥利用率22.02%、钾肥利用率50.60%。钾肥利用率显著高于氮肥利用率及磷肥利用率,对比具有统计学差异,P<0.05,见表4。
表4对比不同试验地之间的肥料利用率
处理小区 | 空白区 | 无氮区 | 无磷区 | 无钾区 | 氮磷钾区 | |
籽粒 | 产量(kg1667m²) | 306.72 | 317.98 | 425.54 | 473.72 | 531.75 |
全氮(N,g/kg) | 11.4 | 11.03 | 12.4 | 12.67 | 12.53 | |
全磷(P₂Os,g/kg) | 5.41 | 6.27 | 5.25 | 5.81 | 6.11 | |
全钾(K₂O,g/kg) | 5.28 | 5.39 | 6.32 | 5.58 | 5.82 | |
茎叶 | 产量(kg1667m²) | 382.42 | 393.48 | 522.36 | 591.25 | 662.98 |
全氮(N,g/kg) | 4.37 | 4.36 | 5.44 | 5.2 | 5.47 | |
全磷(P₂Os,g/kg) | 0.85 | 0.98 | 0.81 | 1.05 | 1.1 | |
全钾(K₂O,g/kg) | 23.25 | 25.23 | 27.88 | 26.08 | 27.92 | |
施肥量(kg/667m2) | 氮(N)kg | 0 | 0 | 16 | 16 | 16 |
磷(P₂O₅)kg | 0 | 6 | 0 | 6 | 6 | |
钾(K₂O)kg | 0 | 7 | 7 | 7 | ||
化肥利用率(%) | 氮(N) | 31.67 | ||||
磷(P₂O₅)kg | 22.02 | |||||
钾(K₂O)kg | 50.6 |
3. 讨论
中央财政耕地建设与利用资金化肥减量增效项目通过技术推广、资金支持和政策引导,有效减少了化肥使用,提升了耕地质量和农业生产效率,推动了农业绿色发展[6]。中央财政耕地建设与利用资金化肥减量增效项目对仁寿县板桥镇的影响是多方面的,不仅减少了化肥使用、改善了生态环境,还提升了耕地质量和农业生产效率,增加了农民收入,推动了农业绿色发展和产业升级。项目的实施还增强了农民的科技意识和技术水平,形成了良好的示范带动效应,为板桥镇的农业可持续发展奠定了坚实基础[7]。玉米化肥利用率低会带来一系列负面影响,化肥利用率低意味着养分不能被玉米充分吸收,导致作物生长不良,产量下降。养分供应不足或不均衡会影响玉米的营养成分(如蛋白质、淀粉含量),降低品质和市场竞争力[8]。化肥利用率低可能导致作物生长过程中出现缺肥或肥害现象,增加生产风险[9]。通过推广测土配方施肥、水肥一体化等科学施肥技术,可以显著提高玉米种植中的化肥利用率,根据土壤养分状况和玉米生长需求,精准施肥,减少化肥浪费,提高利用效率[10]。
选择眉山市仁寿县板桥镇朱家村朱国元责任地作为试验地,设计玉米和玉米化肥利用率试验各1个,试验结果显示氮磷钾区产量最高,空白区和无氮区对玉米籽粒产量影响较大。氮、磷、钾三种元素在玉米生长中具有不可替代的生理功能,且三者之间存在协同效应,合理的氮、磷、钾配比能够满足玉米各生长阶段的需求,提高养分利用效率,增加穗粒数和粒重,能够有效提高玉米产量,与本次试验的结果相同。
籽粒全钾含量小于植株全钾含量,不同小区玉米籽粒和植株养分比较具有统计学差异,分析原因可知籽粒全钾含量小于植株全钾含量主要是由于钾在植物体内的生理功能、运输机制和养分分配规律决定的。钾优先分配到代谢活跃的组织,而籽粒中积累较少[11]。此外,环境因素、施肥管理以及植物种类差异也会影响钾的分配和积累。
氮、磷、钾肥的利用率为氮肥利用率31.67%、磷肥利用率22.02%、钾肥利用率50.60%,钾肥利用率较高。钾元素在植物体内具有高度流动性和再利用能力,土壤中的钾主要以有效态存在,固定较少且释放较快,作物对钾的需求量大且吸收能力强,通过优化农业管理措施,可以进一步提高钾肥的利用率,实现作物高产和资源高效利用。
4. 结论
综上所述,仁寿县板桥镇中央财政耕地建设与利用资金化肥减量增效项目顺利开展,板桥镇玉米化试验结果表明氮磷钾区产量较高,钾肥利用率较高,在后续工作开展中应调节氮肥的用量,提高玉米化肥利用率,促进农业绿色发展和可持续发展。
参考文献
[1] 陈奎栋.四川省仁寿县耕地质量评价及空间特征分析[D].浙江海洋大学,2023.
[2] 曹瑞芬,张安录,苑韶峰. 耕地保护财政转移支付制度体系重构——以浙江省新增建设用地使用费为例[J]. 自然资源学报,2023,38(7):1880-1895.
[3] 王盛国. 土地发展水平对地方财政困境的影响机制研究——基于耕地保护的思考[D]. 山东:山东大学,2023.
[4] 杨芹春,杨煜卿,王文康. 夏玉米化肥利用率试验研究[J]. 云南农业,2021(8):72-74.
[5] 李静. 阳城县玉米化肥利用率试验浅析[J]. 农业技术与装备,2024(12):164-166.
[6] 王惠滨,位国峰,张翠玉,等. 滨海盐碱地夏玉米化肥利用率试验[J]. 耕作与栽培,2022,42(6):94-96.
[7] 刘亚晶. 玉米化肥利用率试验浅析[J]. 新农民,2021(8):33.
[8] 李新美,齐红志,何家帅,等. 不同比例有机肥替代化肥对夏玉米氮肥利用率及N2O排放的影响[J]. 河南农业科学,2024,53(5):92-100.
[9] 郭强,王长武. 植物生节调节剂对玉米化肥利用率效应的研究[J]. 北京农业科学,1998,016 (1):11-13.
[10] 谢小聪,郑晓康,徐欣欣,等. 有机肥部分替代化肥对玉米产量和氮素利用率的影响[J]. 浙江农业科学,2024,65(3):541-544.
[11] 李龙,王占海,赵海波,等. 化肥减量配施生物有机肥对制种玉米产量、土壤养分及氮肥利用率的影响[J]. 现代化农业,2024(6):78-81.
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