我国北方玉米施肥产量效应和经济效益分析

　　摘要:【目的】因土壤类型、养分管理措施不同导致施肥后作物的增产效应不同，由此影响经济效益。通过研究当前我国北方玉米产区氮、磷、钾施用对玉米的增产效应和经济效益，分析给定施肥效应、肥料和玉米价格情况下玉米的经济效益变化，为我国北方玉米科学施肥和经济施肥提供一定的借鉴意义。【方法】20102012年在我国北方七省玉米种植区开展373个田间试验。试验设置基于产量反应和农学效率的推荐施肥(NutrientExpert，简称NE)，在此基础上设置减素处理包括不施氮、不施磷和不施钾处理，以农民习惯施肥为对照。依据产量和试验期间玉米和肥料价格计算了肥料氮、磷、钾施用的产投比。【结果】玉米各试验点产量效应变异很大，黑龙江、吉林、辽宁、河北、河南、山东和山西各点的施氮产量效应分别为3040、2314、2324、981、2139、1184和1244kg/hm2，施磷产量效应分别为1463、1216、1425、635、944、376和620kg/hm2，施钾产量效应分别为1454、1063、1532、877、910、383和592kg/hm2。氮、磷、钾素产量效应变化范围分别为3417900kg/hm2，115381kg/hm2以及94097kg/hm2，依次平均为1889、954和973kg/hm2，表明不施氮对产量影响最大、其次为钾，不施磷对产量影响最小。经济效益分析结果表明，施用氮、磷和钾平均产投比(VCＲ)分别为2.8、7.8和4.6，即投入单位金额的氮、磷和钾养分可分别获得2.8、7.8和4.6倍的收益。预测不同肥料价格和玉米价格下的VCＲ表明，随着施肥增产效应的增加，即使施肥量增加，VCＲ也增加。收益多少随增产效应、施肥量、肥料和玉米价格而变化。采用专家系统推荐的N－P2O5－K2O用量(157－56－67kg/hm2)获得的籽粒产量为10255kg/hm2、经济效益为18903yuan/hm2，同样地点农民习惯施肥N－P2O5－K2O(225－61－47kg/hm2)获得的产量和经济效益分别为9996kg/hm2和18154元/hm2。专家系统推荐施肥多获益748yuan/hm2，其中1/3来自节约的肥料，2/3来自增产带来的效益。【结论】我国北方玉米产区玉米的增产效应以氮最高，其次是钾，磷最小。依据肥料价格因素，单位氮磷钾养分收益磷最高，其次是钾，最低是氮。依据玉米价格和肥料价格综合考虑，基于NE专家系统的推荐N－P2O5－K2O用量(157－56－67kg/hm2)是北方各地获得高产和高收益的施肥用量。

　　关键词:玉米;产量效应;经济效益;NutrientExpert

　　玉米作为重要的粮饲兼用作物以及重要的工业原材料，在保障粮食安全方面具有重要战略意义。2010年玉米的种植面积达到3250万公顷，占粮食作物种植面积的29.5%，使玉米成为我国第一大粮食作物［1］。在我国东北地区种植的春玉米和在华北地区种植的夏玉米其种植面积已达到玉米总种植面积的61%。

　　1材料与方法

　　1.1试验设计

　　试验于20102012年在东北和华北玉米种植区的373个田块上进行，用于评价氮、磷、钾在玉米上的施肥效应以及验证NE专家系统。所有373个田块中，分别有43、58、41，49、112、33和37个试验是在黑龙江、吉林、辽宁、河北、河南、山东和山西进行。黑龙江、吉林、辽宁、河北、河南、山东和山西的供试土壤分别为黑土、黑土、棕壤、潮土、潮土、褐土和棕壤。在每个田块上(每个处理小区面积90100m2，不设重复)设置以下5个处理:8831

　　1.2数据分析

　　施肥产量效应采用NE推荐施肥小区产量减去减素小区的产量。施肥产投比为施肥效益与肥料投入的比值，施肥效益为产量效应乘以玉米价格，肥料投入为肥料用量乘以肥料价格。在设定不同产量效应的施肥效益分析中，采用第25个、第50个和第75个百分位数观测数值作为产量效应低、中和高水平［7，13］，而把20102012年玉米最低价格、中间价格、最高价格以及最高价格的125%和最高价格的150%作为现在和将来的可能的价格变化。不同产量效应下的施肥量是根据NE专家进行推荐确定的。肥料价格和玉米价格来源于全国农产品成本收益资料汇编［14］。

　　2结果与分析

　　2.1施肥的增产效应

　　与农民习惯施肥比较，NE专家系统显著提高了河南、黑龙江、吉林和辽宁四个省份籽粒产量(P＜0.05)，七省平均籽粒产量也显著提高(P＜0.05)［6］。为便于讨论，文中产量效应中主要依据NE小区产量与各减素小区产量差来计算。

　　2.2经济效益分析

　　七省373个试验点的经济效益分析结果表明，肥料氮、磷、钾施用的产投比(VCＲ)分别为2.8(0.512.1)、7.8(0.143.7)和4.6(018.6)，表明每投入1元的氮、磷、钾肥料分别能够产生2.8、7.8和4.6元的经济效益(图2)。虽然玉米施用氮磷钾肥料的产量效应是N＞K＞P，而氮磷钾施用后的经济效益则表现为施磷获得的VCＲ最大，其次为施钾，施氮VCＲ最低。施磷VCＲ高的原因与较低的施磷量和较低的磷肥价格有关。虽然施氮的产量效应较大，但是较高的施氮量是施氮VCＲ低的主要原因。在373个试验点中，分别有30、39和43个试验点的VCＲ小于或等于1.0，其相对百分比分别为8%、10%和11%。表明在当前的养分管理和市场条件，约有90%的试验点施用氮、磷、钾肥料能够获得经济效益。

　　结论北方七省份玉米施用氮、磷、钾肥料的平均产量效应分别为1889、954和973kg/hm2。施肥经济效益与产量效应略有不同，施磷肥玉米的产投比最大，施钾肥次之，施氮肥最低。不施用氮、磷、钾肥料产量和经济效益均降低。在给定产量效应、施肥量以及肥料和玉米价格条件下，施肥效应随产量效应增加而增加。即使肥料价格增长，施肥仍有一定的获利空间，该收益随施肥产量效应、玉米价格增加而增加。与北方玉米产区农民习惯施肥比较，基于NE专家系统的N－P2O5－K2O推荐施肥量157－56－67kg/hm2能够增产增收，是一种方便使用的推荐施肥方法。

　　参考文献:

　　［1］农业年鉴编委会．农业年鉴［M］．北京:农业出版社，2011．ChinaAgricultureYearbook．EditorialboardofagricultureyearbookofChina［M］．Beijing:ChinaAgriculturePress，2011.

　　［2］HeP，LiST，JinJYetal．Performanceofanoptimizednutrientmanagementsystemfordouble-croppedwheat-maizerotationsinNorth-CentralChina［J］．AgronomyJournal，2009，(101):1489－1496.

　　［3］何萍，金继运，PampolinoMF，等．基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法［J］．植物营养与肥料学报，2012，18(2):499－505．HeP，JinJY，PampolinoMFetal．Fertilizerrecommendationmethodbasedonyieldresponseandagronomicefficiency［J］．PlantNutritionandFertilizerScience，2012，18(2):499－505.

　　何萍1，2，徐新朋2，仇少君2，赵士诚2

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