配施矿物质有机肥条件下化肥减量对玉米生产经济效益的影响

摘要 采用单因素随机区组试验，在甘肃河西绿洲灌区通过大田试验，研究了矿物质有机肥和化肥配合施用对玉米生产经济效益的影响。结果表明，化肥和矿物质有机肥配合施用对玉米增产效果显著，配施矿物质有机肥600 kg/hm2，化肥施量在当前高施肥水平基础上减量15%时，玉米籽粒的产量为15 783 kg/hm2，增产率2.7%，土地生产率、劳动生产率和成本盈利率均有所提高，而化肥减量水平达到30%时，玉米产量和经济效益指标都呈下降趋势。

关键词 矿物质有机肥；化肥减量；玉米；经济效益

中图分类号 S514；S147 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）08-0200-03

玉米是河西绿洲灌区重要的粮食及饲料作物之一，高产农田的产量在15 t/hm2左右，为了获得持续高产，化肥施量持续增大，不但提高了生产成本，也带来了一系列的生态问题[1-4]。减少化肥施用量，提高其利用效率和经济效益已成为当代农业研究的一个热门课题。自20世纪80年代以来，张道夫等就已经开始研究有机肥的施用对玉米产量和品质的影响[5]；孙文涛等采用田间微区定位的方法研究得出，与单施化肥相比，有机物料和化肥配合施用可使玉米增产1.64%～8.91%[6]，刘占军等在吉林进行春玉米试验时得出，有机无机配合施用提高了春玉米干物质积累速率，并且在氮磷钾肥用量一致的基础上，用30%有机肥氮替代化肥氮与100%化肥氮处理的产量相当[7]；田艳洪等用生物有机肥与常规化肥配施的试验玉米增产7.7%，土地盈利率增加660元/hm2[8]；高 亮等在盐碱地上的研究表明，在投入相同的条件下，生物有机肥改良的盐碱地上玉米增产幅度明显[9]；杨 荣等对黑河中游边缘绿洲的沙地研究也得出了有机肥与化肥配合施用能增加作物产量的结论[10]。早期的研究表明，有机肥与化肥配施不仅可以提高化肥的利用率[11-15]，还可以改善土壤的物理结构，提高土壤保墒能力和增强作物的抗逆性[14-15]。目前，许多研究都是侧重于生物菌肥和长效专用肥等对作物的产量、生长性状和土壤养分等其他指标的研究，对矿物有机肥对作物的生长发育以及生物产量、经济效益的影响研究还比较薄弱。矿物质有机肥是以含有作物生长所需要的P、K、Ca、Fe、B等多种营养元素的天然矿石作原料，采用高科技技术手段生产出的新型复合型有机肥料。该研究在大田玉米栽培条件下，通过矿物质有机肥和化肥不同水平配合施用的试验，对农田土地生产率、劳动生产率和资金生产率等经济效益进行评价。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在位于河西走廊东端的甘肃武威市凉州区进行，属冷温带干旱区，海拔1 531 m，年均降水量160 mm左右，分布不均，主要集中在7―9月。蒸发量1 919 mm，干燥度5.85，年平均气温7.8 ℃，≥10 ℃积温为2 985 ℃。全年无霜期156 d，年日照时数2 945 h。试验区土壤为荒漠灌淤土，试验地0～30 cm土壤有机质含量12.4 g/kg，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为55.97、13.46、138.00 mg/kg，pH值8.3。

1.2 试验材料

供试玉米品种为当地主栽品种武科2号，属中熟丰产型品种，纯度≥98.0%，发芽率≥95%。矿物质有机肥由河北攀宝沸石科技有限公司生产，有机质≥30%，总养分（N+P2O5+K2O）≥4.0%，矿物质含量≥10%。尿素（纯N≥46%）由甘肃刘化（集团）有限责任公司生产。磷酸二铵（N≥18%，P2O5≥46%）由美国嘉吉化肥国际有限公司生产。

1.3 试验设计

试验共设4个处理。处理1：当地目前单产目标为15 t/hm2的玉米高产栽培方法，其施肥指标为：纯N 450 kg/hm2、P2O5 225 kg/hm2，不配施矿物质有机肥；处理2：化肥较处理1减量15%，施纯N 382.5 kg/hm2、P2O5 191.25 kg/hm2，配施矿物质有机肥600 kg/hm2；处理3：化肥较处理1减量30%，施纯N 315 kg/hm2、P2O5 157.5 kg/hm2，配施矿物质有机肥600 kg/hm2；处理4：化肥不减量，施纯N 450 kg/hm2、P2O5 225 kg/hm2，配施矿物质有机肥450 kg/hm2。3次重复，随机区组排列，小区面积20 m2（5 m×4 m）。其中，全部的矿物质有机肥和磷肥作基肥，40%的氮肥作基肥，60%的氮作追肥，在拔节期和抽雄期各施50%，玉米薄膜覆盖种植，宽窄行播种，宽行60 cm，窄行40 cm，株距25 cm。灌水及其他管理措施参照当地地膜玉米高产栽培技术规程进行。

1.4 经济效益计算方法

玉米考种按常规方法进行，测产按小区单打单收，折算成单位面积产量[16]。经济效益指标按以下公式计算[17]：

生产成本=物化劳动费用+活劳动费用

土地生产率=产值（或产量）/土地面积

土地净产率=（农产品产值-消耗生产资料的价值）/土地面积

土地盈利率=（农产品价值-生产成本）/土地面积

劳动生产率=农产品总产量（或产值）/活劳动消耗量（工日）

劳动力占用生产率=农产品的产量（产值）/占用的劳动力数

劳动净产率=（农产品总产值-消耗生产资料的价值）/活劳动消耗（工日）

劳动盈利率=（农产品总收入-农产品总成本）/活劳动消耗量（工日）

每元生产费用产值=农产品总产值/生产费用投资总额

资金产品率=农产品总产量/生产费用投资总额

成本盈利率=净产值/农产品总成本

对测得的数据用Excel 2003、SPASS进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理的投入与产出比较

因为其他投入和管理措施一致，不同处理投入成本的高低取决于减量的化肥与配施的矿物质有机肥价值的差值。从表1可以看出，处理3总投入较处理1降低1.6%，处理2、4的投入分别较处理1高1.6%和4.7%。测产结果的统计分析表明；处理4的玉米籽粒产量最高，达16 544 kg/hm2，处理2、1次之，处理3最低。处理4、2较处理1分别增产7.6%和2.7%，处理3较处理1减产6.7%。方差分析的结果表明，处理1、2和处理4之间无显著差异，处理3与处理1之间的差异不显著，处理4与处理3间差异显著。收获的经济系数基本一致，生物产量与总产值之间的差异与经济产量一致。说明配施矿物质有机肥能显著提高玉米产量，在化肥减量15%条件下配施矿物质有机肥可保证玉米稳产或略有增产，但化肥减量幅度超过30%则产量呈下降趋势。

2.2 不同施肥处理对土地生产率的影响

土地生产率可反映土地投入量和产品产出量之间的比例关系。从表3可以看出，与处理1相比，处理4的土地生产率、土地净产率和土地盈利率分别增加7.61%、7.42%和9.58%。处理2的土地生产率、土地净产率和土地盈利率较处理1分别增加2.66%、2.63%和3.40%。处理3土地生产率、土地净产率、土地盈利率均呈下降趋势，较处理1降低的幅度分别为6.74%、7.97%和10.30%，与处理1、2、4的差异均达到显著水平，说明既使在配施有机肥的条件下，化肥的减量幅度超过30%时，也会显著降低农田生产的效益。

2.3 不同处理对劳动生产率的影响

劳动生产率反映了在该新技术条件下劳动者的劳动消耗与产量、产值的比例关系。由于物化劳动无法还原为劳动时间，因而这里用消耗的活劳动生产率来表示。从表4可以看出，反映劳动生产率的劳动力占用生产率、劳动生产率、劳动净产率和劳动盈利率的4个指标都以处理4最高，其他依次为处理2>处理1>处理3。其中，以最能直接客观反映劳动效率的劳动生产率、劳动净产率和劳动盈利率3个指标比较，处理4分别较处理1提高7.61%、7.42%和9.59%，处理2较处理1提高2.66%、2.63%和3.41%，而处理3则较处理1分别降低6.74%、7.96%和10.29%。说明玉米配施矿物质有机肥后，由于单位农田面积经济产品和产值的增加，从而提高了活劳动的生产效益，同样，化肥减量的幅度超过30%时，由于经济产品和产值的降低和活劳动的经济效益下降，导致了劳动力的浪费。

2.4 不同施肥处理对资金生产率的影响

资金生产率指标反映了在生产中投入的资金与生产成果的比率关系，是评价农业新技术的经济效果的重要指标。从表5可以看出，矿物质有机肥和化肥配合施用较只施用化肥的的效益要好。从净产值、资金产品率和成本盈利率3个指标比较，其排序都是处理4>处理2>处理1>处理3，表明化肥和矿物质有机肥配合施用，可显著增大增加单位资金的产品率，从而提高玉米生产中资金投入的回报。同时可看出，在配施矿物质有机肥600 kg/hm2的条件下，处理2单位农田面积的资金生产率各指标较处理1都略有升高，处理3净产值、资金产品率和成本盈利率3个指标分别较处理1下降了8.1%、5.3%和6.5%；表明处理2在资金投入收益上合理划算，而如果在试验设计条件下，化肥的减量达到30%及以上时，资金生产率会降低，在生产上不划算。

3 结论

从研究的结果看，配施矿物质有机肥对作物产量、作物的土地生产率、劳动生产率、资金生产率都有一定的正面影响。在河西绿洲灌区当前高水平化肥施量条件下玉米的产量较高，但在配施矿物质有机肥条件下化肥减量15%时，玉米在原本高产量的基础上又可以增产2.7%，而在化肥减量30%时，则会减产6.7%；同样的，在化肥减量15%时其土地生产率和劳动生产率可以提高2.7%和2.5%，化肥减量30%时土地生产率和劳动生产率会降低6.7%和6.8%；说明在化肥减量15%以内时，用矿物质有机肥替代15%化肥可以达到增产增收的目的；其次，在化肥不减量处理下施用矿物质有机肥，可以得到比减量时更高的产量和土地生产率、劳动生产率，但其投入相应的也高，资金生产率不如化肥减量15%配施矿物质有机肥高。所以配施矿物质有机肥条件下化肥减量可以提高土地生产率，劳动生产率和资金生产率。试验处理中所得出有关玉米产量（或产值）的增加的结论与孙文涛等，田艳洪等，高 亮等得出的有关有机肥在玉米应用产量方面的结果一致。从总体上看，配施矿物质有机肥条件下化肥减量对农业生产有一定的增产作用，并能在一定程度上提高作物生产劳动的利用效率。从低投高产与节能减排的前提来看，在当前施肥水平和技术配套条件下，施用矿物质有机肥条件下化肥减量是一种比较实用的减投增效、有利于生态环境健康可持续发展的措施。

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