劉 爽，王艷宇，楊煥民，王 鵬，殷奎德，張興梅

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 動物科技學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

玉米是我國主要糧食作物，在保障國家糧食安全中占重要地位，東北地區(qū)是我國春玉米主要產(chǎn)區(qū)之一。近年來，玉米產(chǎn)量的迅速增加，很大程度上依靠化肥的大量施用，但是玉米產(chǎn)量增加的幅度遠遠低于肥料施用量增加的幅度[1]。過高的肥料用量會導(dǎo)致土壤肥力下降、肥料利用效率降低[2]，造成資源浪費和環(huán)境負擔(dān)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，長期配施有機肥能提高土壤微生物量碳氮含量、多種酶活性、生物多樣性，降低呼吸商，從而為作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)創(chuàng)造良好的土壤生態(tài)環(huán)境[4]；另外，增施有機肥及有機改良劑可以增加土壤酶活性與土壤養(yǎng)分含量，從而有利于土壤養(yǎng)分供應(yīng)進而提高作物產(chǎn)量[5-11]。這是因為有機肥含有植物生長所必需的大量元素和微量元素，可以增強作物的抗逆性[12]、改善土壤的理化性狀[13-14]。糞肥是一種有機肥，含有豐富的作物生長所需要的養(yǎng)分，長期施用糞肥有助于提高土壤微生物的碳源利用能力和群落多樣性，增強土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化能力[15]。但是畜禽養(yǎng)殖中常使用含有Zn、Hg、Pb等重金屬的飼料添加劑，長期施用畜禽糞便會使農(nóng)田系統(tǒng)的重金屬污染日益嚴重[16]。

動植物共育模式可以降低畜禽糞肥污染，逐漸被人們接受。廖詠梅等[17]研究發(fā)現(xiàn)，稻鴨共育模式的水稻根際土壤pH值略低，有機質(zhì)含量稍高，真菌種群結(jié)構(gòu)豐富。王蓉等[18]研究發(fā)現(xiàn)，稻蝦共作可顯著提高水稻土壤nosZ基因豐度，但對群落多樣性的影響較小。王昂等[19]研究得出，稻蟹共作模式可以在一定程度上提高土壤微生物量氮含量和酶活性，增強酶在土壤氮素轉(zhuǎn)換過程中的積極作用，提高土壤氮素的有效性等。目前，關(guān)于玉鵝種養(yǎng)模式的研究很少，僅曹艦艇等[20]研究玉米田養(yǎng)鵝處理對農(nóng)田系統(tǒng)雜草數(shù)量、種類、生物量及玉米產(chǎn)量的影響，但其養(yǎng)鵝年限較短，且單靠鵝在田間行走時的排泄物作為肥料不能滿足玉米生長需求。本研究采用的玉鵝種養(yǎng)模式相對完善，自2012年開始，經(jīng)連續(xù)8 a的摸索形成了具有玉米種植、植物保護、優(yōu)質(zhì)肉鵝培育等多方面技術(shù)相結(jié)合的生態(tài)農(nóng)業(yè)配套技術(shù)；每年秋天施入田間的鵝糞和鵝田間行走時的排泄物可作為有機肥料充分供應(yīng)玉米生長，減少化肥的施用；鵝以玉米老葉、雜草及粉碎后的玉米秸稈為食，不僅節(jié)省養(yǎng)鵝飼料和農(nóng)藥，改善玉米地的通風(fēng)狀況，同時養(yǎng)鵝飼料來源健康，也降低環(huán)境污染。本研究在養(yǎng)鵝第7年和第8年的玉米田進行試驗，探討玉鵝種養(yǎng)模式對玉米各生育時期地上部干質(zhì)量、養(yǎng)分積累量及產(chǎn)量的影響，為更好地推廣應(yīng)用玉鵝種養(yǎng)模式奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗點概況及試驗材料

試驗于2018年和2019年在黑龍江省大慶市大同鎮(zhèn)獅白鵝育種基地(124°41′33″ E、46°3′49″ N)進行。玉米地養(yǎng)鵝試驗于2012年開展，每年夏季在同一玉米田放鵝，2012年試驗前對土壤基本理化性質(zhì)進行了測定，供試土壤為黑鈣土，地力均勻，堿解氮(N)含量為79.5 mg/kg，有效磷(P2O5)含量為27.5 mg/kg，速效鉀(K2O)含量為184.1 mg/kg，有機質(zhì)含量為22.3 g/kg，pH值為8.25。2018年和2019年種植玉米品種為龍高L2，均為5月8日播種，9月25日收獲。2018年和2019年玉米成熟期供試土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 2018、2019年供試土壤基本理化性質(zhì)

1.2 試驗處理

試驗設(shè)2個大區(qū)：養(yǎng)鵝區(qū)(玉鵝種養(yǎng)模式)和常規(guī)區(qū)(常規(guī)玉米種植模式)，每區(qū)面積2 hm2，共4 hm2，壟間距為0.67 m，株距為0.32 m。常規(guī)區(qū)化肥施用量:N 150 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2(當?shù)爻Ｒ?guī)用量)，氮肥2/3作基肥、1/3作追肥，磷、鉀肥以基肥一次性施入田間；養(yǎng)鵝區(qū)為玉鵝種養(yǎng)模式，2018、2019年分別為田間養(yǎng)鵝的第7、8年，2 a均不施用任何化肥(2012—2014年化肥施用量逐年減少1/3，2015—2018年不施用任何化肥)，養(yǎng)鵝田每年秋天施鵝糞于田間，鵝糞便中氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)、有機質(zhì)含量(干基)分別為1.66%、1.47%、2.07%、36.6%，干鵝糞施入量為4 510 kg/hm2(以常規(guī)區(qū)施氮肥量的1/2為基準計算)，當玉米長至120 cm時向玉米地里放養(yǎng)鵝雛，玉米與鵝同步生長，直至玉米成熟，利用鵝排出的糞便作為追肥為玉米生長提供營養(yǎng)，鵝放養(yǎng)密度為450只/hm2。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 地上部干質(zhì)量及養(yǎng)分含量 于玉米拔節(jié)期、抽雄期、乳熟期、成熟期，在大試驗區(qū)隨機選3點，每點取3株玉米，沿地面割取地上部分，將玉米植株莖、葉、籽粒分離，于105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干，稱質(zhì)量，并對玉米抽雄期、乳熟期、成熟期莖、葉進行全N、P、K含量的測定，另外成熟期還進行籽粒全N、P、K含量的測定。其中，全N含量采用H2SO4-H2O2消煮—凱氏定氮法測定，全P含量采用H2SO4-H2O2消煮—釩鉬黃比色法測定，全K含量采用H2SO4-H2O2消煮—火焰光度法測定[21]。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 于玉米成熟期，每個處理收獲3行10 m的玉米穗，風(fēng)干至含水量為14%后進行產(chǎn)量測定。每個處理隨機選取20株玉米的穗進行考種，測定穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒質(zhì)量等指標。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016對數(shù)據(jù)進行整理,使用Origin 8.5軟件制圖,使用SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉鵝種養(yǎng)模式對玉米地上部干質(zhì)量的影響

由表2可知，同年相比，抽雄期—成熟期，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米莖干質(zhì)量均顯著高于常規(guī)玉米種植模式。拔節(jié)期，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米葉干質(zhì)量顯著高于常規(guī)玉米種植模式；抽雄期—乳熟期，2種模式下玉米葉干質(zhì)量無顯著差異；成熟期，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米葉干質(zhì)量顯著低于常規(guī)玉米種植模式，這是因為鵝取食玉米下部葉片造成的。玉鵝種養(yǎng)模式下玉米籽粒干質(zhì)量均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，2018、2019年成熟期增幅分別達41.86%、27.27%。對于玉米地上部總干質(zhì)量來說，拔節(jié)期—成熟期，玉鵝種養(yǎng)模式均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，2018、2019年成熟期增幅分別達33.29%、23.14%。

表2 玉鵝種養(yǎng)模式對玉米地上部干質(zhì)量的影響

2.2 玉鵝種養(yǎng)模式對玉米養(yǎng)分積累的影響

2.2.1 莖中全N、P、K積累量 由圖1可見，抽雄期—成熟期，隨著生育進程的推進，玉米莖中全N積累量總體上呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。同年相比，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米莖中全N積累量在抽雄期、乳熟期(2019年除外)、成熟期均顯著高于常規(guī)玉米種植模式。成熟期，2018、2019年玉鵝種養(yǎng)模式下玉米莖中全N積累量分別為47.64、43.67 kg/hm2，較常規(guī)玉米種植模式增加171.76%、44.17%。抽雄期—成熟期，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米莖中全P積累量均顯著高于常規(guī)玉米種植模式。抽雄期—成熟期，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米莖中全K積累量均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，與2018年相比，2019年常規(guī)玉米種植模式下玉米莖中全K積累量無顯著差異，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米莖中全K積累量顯著升高。總體來看，玉鵝種養(yǎng)模式有助于提高玉米莖中養(yǎng)分的積累。

不同小寫字母表示同一生育時期不同種植模式之間差異顯著(P<0.05)。下同

2.2.2 葉中全N、P、K積累量 由圖2可知，2種種植模式下玉米葉中全N、P積累量呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢。同年相比，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米葉中的全N積累量在拔節(jié)期—乳熟期均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，在成熟期與常規(guī)玉米種植模式相比無顯著性差異。玉鵝種養(yǎng)模式下玉米葉中全P積累量在拔節(jié)期—成熟期均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，抽雄期，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米葉中全P積累量達到最大值，2018、2019年分別為26.44、28.47 kg/hm2，較常規(guī)玉米種植模式提高114.78%、111.05%。玉鵝種養(yǎng)模式下玉米葉中全K積累量在拔節(jié)期、抽雄期均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，在乳熟期、成熟期與常規(guī)玉米種植模式均無顯著性差異?？傮w而言，玉鵝種養(yǎng)模式更有利于玉米葉中養(yǎng)分的積累。

圖2 玉鵝種養(yǎng)模式對玉米葉中全N、P、K積累量的影響

2.2.3 籽粒中全N、P、K積累量 由圖3可知，同年相比，成熟期，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米籽粒中全N、P、K積累量均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，2018年分別提高34.77%、46.66%、34.69%，2019年分別提高41.95%、32.30%、42.26%?？傮w而言，玉鵝種養(yǎng)模式更有利于玉米籽粒養(yǎng)分的積累。

不同小寫字母表示同一養(yǎng)分不同種植模式之間差異顯著(P<0.05)

2.3 玉鵝種養(yǎng)模式對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表3看出，2018年玉鵝種養(yǎng)模式下玉米穗長、穗粗、行粒數(shù)、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，2019年玉鵝種養(yǎng)模式下玉米穗粗、穗行數(shù)、產(chǎn)量均顯著高于常規(guī)玉米種植模式。其中，產(chǎn)量分別提高19.15%、22.32%?？傮w而言，玉鵝種養(yǎng)模式能提高玉米產(chǎn)量。

表3 玉鵝種養(yǎng)模式對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

3 結(jié)論與討論

提高干物質(zhì)積累量是保證玉米優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的前提，而植物吸收N促進自身光合作用，進而提高養(yǎng)分積累是干物質(zhì)積累的重要條件[22]。張麗華等[23]認為，合理施用氮肥可顯著提高各器官中N含量。本研究發(fā)現(xiàn)，玉鵝種養(yǎng)模式下玉米莖、葉、籽粒中全N、P、K積累量總體上均顯著高于常規(guī)玉米種植模式，其中2018年籽粒中全N、P、K積累量分別提高34.77%、46.66%、34.69%，2019年籽粒中全N、P、K積累量分別提高41.95%、32.30%、42.26%。這說明長期施用有機肥可以替代化肥，提高植株養(yǎng)分含量，從而保證作物正常生長，進而達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。

沙志鵬等[24]研究表明，玉米田養(yǎng)鵝處理在初期存在玉米減產(chǎn)的問題，但其損失的部分可由肉鵝的經(jīng)濟產(chǎn)出得以補償并獲得了更高的經(jīng)濟效益。張奇等[25]、張秀芝等[26]研究認為，長期施用有機肥可以培肥土壤，在保障我國糧食作物穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)方面有重要作用。武升等[27]研究指出，規(guī)?；B(yǎng)殖場畜禽糞便生產(chǎn)的有機肥存在重金屬、抗生素和激素殘留，施入農(nóng)田具有一定的重金屬和有機污染物污染風(fēng)險。本研究結(jié)果表明，2018、2019年玉鵝種養(yǎng)模式下玉米產(chǎn)量分別比常規(guī)玉米種植模式提高19.15%、22.32%。這是因為本研究是基于長期定位試驗，擺脫了有機肥相較于化肥肥效緩慢、前期產(chǎn)量降低的缺點，同時鵝取食玉米下部葉片和雜草，飼料來源健康，不含抗生素，也保障了食品安全。玉鵝種養(yǎng)模式不僅可以提高經(jīng)濟效益，還可以保護土壤環(huán)境，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。綜上所述，玉鵝種養(yǎng)模式實現(xiàn)了植物-動物共育的可持續(xù)生產(chǎn)，可以培肥地力，減少化肥施用量，改善玉米生長環(huán)境，提高玉米產(chǎn)量。