水肥一体化模式下不同施肥配方对鲜食玉米产量及经济效益的影响

Effects of Different Fertilization Formulas on Yield and Economic Benefits of Fresh-Edible Maize Under Integrated Water and Fertilizer Management Mode

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2026.04.003

张华 Hua ZHANG

福建省农田建设与土壤肥料技术总站福建福州 350000 Fujian Provincial General Station of Farmland Construction and Soil and Fertilizer Technology, Fuzhou, Fujian 350000, China

摘要：

为探明化肥减量条件下，水肥一体化施肥技术中不同施肥配方对鲜食玉米产量及经济效益的影响，在福建省建瓯市的砂壤土与黏壤土上开展了田间小区试验。试验共设置常规施肥及总养分施用量均为常规施肥60%的高氮配方、均衡配方和高钾配方等4个处理，考察了不同施肥处理对鲜食玉米的农艺性状、产量、土壤理化性状及经济效益的影响。结果表明：与常规施肥处理相比，均衡配方处理在砂壤土与黏壤土上分别实现鲜食玉米显著增产10.06%和7.83%，净收入分别提高14.43%和12.89%，投入产出比表现较优；高氮、高钾配方处理的鲜食玉米产量与净收入均低于常规施肥处理的；均衡配方处理在砂壤土上的产量和净收入增幅分别比在黏壤土上高2.23%和1.54%。适宜的施肥配方结合水肥一体化技术可在闽北周边区域推广应用。

关键词：

水肥一体化; 施肥配方; 鲜食玉米; 产量; 经济效益;

Abstract：

In order to clarify the effects of different fertilization formulas on the yield and economic benefits of fresh-edible maize under fertigation technology with reduced chemical fertilizer application, field plot experiments are conducted on sandy loam and clay loam soils in Jian'ou City, Fujian Province. Four treatments are established, including conventional fertilization and three formulations: high-nitrogen, balanced, and high-potassium with total nutrient application rates set at 60% of the conventional fertilization level. The effects of different fertilization treatments on agronomic traits, yield, soil physical and chemical properties, and economic benefits of fresh-edible maize are examined. The results show that, compared with the conventional fertilization treatment, the balanced formulation treatment significantly increases the yield of fresh-edible maize by 10.06% on sandy loam and 7.83% on clay loam, and increases the net income by 14.43% and 12.89%, respectively, with an optimal input-output ratio. The yield and net income of fresh-edible maize under the high-nitrogen and high-potassium formulation treatments are lower than those under the conventional fertilization treatment. The increases in yield and net income under the balanced formulation treatment on sandy loam are 2.23% and 1.54% higher than those on clay loam. The appropriate fertilization formula combined with fertigation technology is recommended for popularization and application in the surrounding areas of Jian'ou City northern Fujian.

Keyword：

integrated water and fertilizer management; fertilization formula; fresh-edible maize; yield; economic benefit;

鲜食玉米营养丰富，富含淀粉、糖、蛋白质、维生素及铁、钙等微量元素，不含胆固醇^[1]，且口感较好，因此越来越受到消费者的青睐，消费需求不断增长^[2]。近年来，我国鲜食玉米种植规模持续扩大，种植面积已超过134万hm²^[3]。福建省建瓯市作为“中国东部鲜食玉米之乡”，鲜食玉米种植面积达12万亩次(1亩=667 m²)，年产量近150 kt。建瓯市是闽北重要的鲜食玉米主产区，鲜食玉米产业已成为当地农业农村经济发展的支柱产业^[4]。随着产业规模扩大，传统生产模式下水肥供应不匹配、施肥结构不合理等问题日益突出，严重制约了鲜食玉米产量、品质与经济效益的同步提升^[5-6]。

建瓯市属亚热带季风气候，秋冬季节降水偏少，鲜食玉米在生长期易遭遇阶段性干旱缺水，水分供应不足成为限制其产量形成的重要因素。水肥一体化技术通过滴灌将水分与养分精准输送至作物根区，有助于减少养分淋失、提高肥料利用效率，是推动化肥减量增效的重要技术途径^[7]。水肥一体化技术的应用效果通常受土壤质地影响：砂壤土保水保肥能力相对较弱，水肥一体化技术的精准供肥有助于降低养分淋溶风险，在一定程度上可弥补其物理性状短板；黏壤土保肥供肥能力相对稳定，水肥一体化技术的边际提升效果相对有限。前人针对氮磷钾配方施肥开展了大量研究，结果显示，合理的养分配比有助于提升玉米产量并改善其品质，适宜配方通常因土壤质地不同而存在差异^[8-12]。然而，现有研究多以常规施肥或单一养分配比调控为主，鲜有在水肥一体化技术体系下系统比较不同施肥配方在砂壤土与黏壤土上的综合效应，缺乏关于“水肥一体化+配方优化”协同实现化肥减量、增产增效及土壤质地适配的综合效应研究。因此，现有研究尚不足以支撑南方丘陵区鲜食玉米绿色高效生产对精准施肥技术的实际需求。

本文以福建建瓯鲜食玉米为材料，选取当地砂壤土与黏壤土两种质地的土壤，设置常规施肥、高氮配方、均衡配方、高钾配方等4种水肥一体化处理，系统分析不同施肥配方对鲜食玉米农艺性状、产量、收获后土壤理化性状及经济效益的影响，探究水肥一体化技术与不同质地土壤的适配特征，对照适配南方生态区的较优施肥配方，为华南区域鲜食玉米高产优质、节本增效与绿色生产提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2024年11月至2025年4月在福建省建瓯市(27°10′ N，118°20′ E)进行。该地区平均海拔为130 m，年平均气温为18 ℃，年平均降水量为1 800 mm左右，年平均蒸发量为1 200 mm以上，属于亚热带季风气候，降水主要集中在7月—9月。砂壤土试验地位于东游镇子林村，黏壤土试验地位于东游镇上范村，两试验地在前茬收获后均进行了深翻灭茬。试验前耕层土壤(0~30 cm)的基本理化性状见表 1。

表 1

供试土壤的基本理化性状

试验地点	土壤质地	土层深度/cm	pH	w(有机质)/(g·kg^-1)	w(碱解氮)/(mg·kg^-1)	w(有效磷)/(mg·kg^-1)	w(速效钾)/(mg·kg^-1)
东游镇子林村	砂壤土	0~30	5.44	18.16	108.45	36.14	72.06
东游镇上范村	黏壤土	0~30	5.41	27.47	146.37	38.26	88.40

1.2 供试材料

供试作物：鲜食玉米，品种为“闽双色6号”。

供试肥料：尿素，w(N)为46%，福建三钢(集团)三明化工有限责任公司；过磷酸钙，w(P₂O₅)为12%，厦门厦化实业有限公司；磷酸二氢钾，w(P₂O₅)为52%，w(K₂O)为34%，瓮福紫金化工股份有限公司；硫酸钾，w(K₂O)为50%，青上化工(厦门)有限公司。所有肥料均符合农业生产相关标准，确保养分含量稳定。

1.3 试验设计

在两种不同质地土壤上分别设置4个施肥处理，分别为常规施肥(对照处理，N∶P₂O₅∶K₂O=23∶8∶15)、高氮配方(N∶P₂O₅∶K₂O=9∶2∶4)、均衡配方(N∶P₂O₅∶K₂O=6∶2∶7)、高钾配方(N∶P₂O₅∶K₂O=4∶2∶9)。常规施肥采用传统沟施方式，高氮配方、均衡配方和高钾配方均采用滴灌水肥一体化方式进行施肥，且3个处理的纯养分总施用量均为常规施肥处理的60%。采用随机区组设计，每个处理设3次重复，共24个小区，小区面积为40 m²。各处理纯养分施用量见表 2，不同品种肥料的施用实物量见表 3。

表 2

各处理的纯养分施用量

土壤类型	处理	纯养分施用量/(kg·亩^-1)
土壤类型	处理	N	P₂O₅	K₂O	总施用量
砂壤土	常规施肥	34.50	12.00	22.50	69.00
	高氮配方	24.84	5.52	11.04	41.40
	均衡配方	16.56	5.52	19.32	41.40
	高钾配方	11.04	5.52	24.84	41.40
黏壤土	常规施肥	41.40	14.40	27.00	82.80
	高氮配方	29.81	6.62	13.25	49.68
	均衡配方	19.88	6.62	23.18	49.68
	高钾配方	13.25	6.62	29.81	49.68

表 3

各处理不同品种肥料的施用实物量

土壤类型	处理	肥料施用量/(kg·亩^-1)
土壤类型	处理	尿素	过磷酸钙	磷酸二氢钾	硫酸钾
砂壤土	常规施肥	75.00	100.00	0	45.00
	高氮配方	54.00	23.00	5.31	18.47
	均衡配方	36.00	23.00	5.31	35.03
	高钾配方	24.00	23.00	5.31	46.07
黏壤土	常规施肥	90.00	120.00	0	54.00
	高氮配方	64.80	27.58	6.37	22.17
	均衡配方	43.22	27.58	6.37	42.03
	高钾配方	28.80	27.58	6.37	55.29

田间种植与管理措施均统一规范：播种前按1.2 m开沟起垄，采用“宽窄行”播种方式，其中宽行行距80 cm，窄行行距40 cm，株距30 cm，种植密度控制为55 600株/hm²。玉米生育期内结合中耕除草进行培土，拔节期于宽行深松、窄行浅锄，并培土固根，有效防止玉米倒伏；及时去除植株分蘖，减少养分消耗；花期进行人工辅助授粉，提高结实率。在病虫害防治方面，于大喇叭口期采用苏云金杆菌(Bt)可湿性粉剂进行生物防治，重点防控玉米螟，确保玉米正常生长。

鲜食玉米分4次施肥：基肥施用50%的磷肥；苗期施用40%的氮肥、20%的磷肥和40%的钾肥；大喇叭口期施用40%的氮肥、20%的磷肥和40%的钾肥；开花期施用20%的氮肥、10%的磷肥和20%的钾肥。

1.4 指标及其测定方法

1.4.1 植株农艺性状与产量的测定

在玉米成熟期，随机选取15株玉米进行室内考种，测量玉米株高及果穗的穗长、穗行数、穗粒数、单穗质量和千粒质量等指标, 计算玉米的产量。

1.4.2 土壤理化性状的测定

在试验地块，采用梅花形取样，确定采样点。清除土壤表面枯枝落叶，用土钻钻取0~30 cm的土壤，多点采集土样后混匀，剔除杂草和石砾，风干，磨细过1 mm筛后进行土壤理化性状的测定。土壤pH按水土比2.5∶1制成悬液采用电位法测定，有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，碱解氮含量采用碱解扩散法测定，有效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法测定，速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定^[13-14]。

1.5 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2021软件和SPSS 17.0数据处理系统进行数据的整理与统计分析。通过方差分析(ANOVA)检验处理间差异显著性，并用Duncan新复极差法进行多重比较(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对玉米农艺性状的影响

不同施肥处理的玉米农艺性状见表 4，表中数据均为均值±标准差，同列数据后不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

表 4

不同施肥处理的玉米农艺性状

土壤类型	处理	株高/cm	穗长/cm	穗行数/行	穗粒数/(粒·穗^-1)	单穗质量/g	千粒质量/g
砂壤土	常规施肥	203.0±7.37 ab	18.3±0.70 a	13.5±0.47 a	503±8.19 ab	355.0±15.24 b	319.0±3.52 ab
	高氮配方	196.9±4.94 b	17.9±1.39 a	13.5±0.47 a	493±5.29 b	397.6±13.08 a	315.8±2.87 b
	均衡配方	211.2±7.80 a	19.4±1.04 a	14.5±0.82 a	523±18.19 a	390.5±5.41 a	331.8±13.24 a
	高钾配方	194.9±3.48 b	17.8±0.70 a	13.5±0.47 a	498±5.20 b	340.8±7.62 b	312.6±3.96 b
黏壤土	常规施肥	208.9±7.14 a	18.6±0.56 a	14.0±0.47 a	518±6.24 b	381.0±7.81 b	323.0±3.82 ab
	高氮配方	200.6±5.19 a	18.2±0.46 a	13.5±0.47 a	528±8.89 ab	422.9±9.10 a	319.8±3.20 b
	均衡配方	215.3±12.59 a	19.2±0.70 a	14.0±0.47 a	544±11.36 a	415.3±5.50 a	332.7±9.70 a
	高钾配方	198.6±9.42 a	18.0±0.96 a	13.5±0.47 a	513±9.00 b	373.4±4.52 b	316.5±4.78 b

从表 4可以看出：在两种质地的土壤中，均衡配方处理的玉米在株高、穗长、穗粒数、单穗质量和千粒质量等关键性状上均优于常规施肥处理的；与常规施肥处理相比，均衡配方处理的玉米在砂壤土和黏壤土中的株高、单穗质量和千粒质量分别提高4.0%、10.0%、4.0%和3.1%、9.0%、3.0%；在两种质地的土壤中, 高氮配方和高钾配方处理的玉米多项农艺性状指标均低于常规施肥处理的。

2.2 不同施肥处理对玉米产量的影响

不同施肥处理的玉米产量见表 5。

表 5

不同施肥处理的玉米产量

土壤类型	处理	单穗质量占比/%				平均产量/(kg·亩^-1)	较常规施肥增产率/%
土壤类型	处理	100~200 g	200~300 g	300~400 g	400~500 g	平均产量/(kg·亩^-1)	较常规施肥增产率/%
砂壤土	常规施肥	8	35	48	9	1 268.4±49.81 b
	高氮配方	9	39	44	8	1 105.2±79.08 c	-12.87
	均衡配方	4	21	58	17	1 396.0±56.33 a	10.06
	高钾配方	12	41	42	5	1 081.1±71.73 c	-14.77
黏壤土	常规施肥	6	32	52	10	1 310.7±18.94 b
	高氮配方	8	45	40	7	1 207.3±89.32 c	-7.89
	均衡配方	3	27	57	13	1 413.3±31.30 a	7.83
	高钾配方	10	48	36	6	1 167.7±71.46 c	-10.91

从表 5可知：在两种质地的土壤中，均衡配方处理的玉米平均产量均显著高于其他处理的，较常规施肥处理的分别增产10.06%和7.83%；从单穗质量分布来看，均衡配方处理中单穗质量超过300 g的占比最高，在砂壤土和黏壤土中分别达到75%、70%；高氮和高钾配方处理的玉米平均产量在两种土壤中均显著低于常规施肥处理的，在砂壤土中分别减产12.87%和14.77%，在黏壤土中分别减产7.89%和10.91%。这表明均衡配方处理的养分比例更贴近玉米的需肥规律，且采用滴灌水肥一体化的施肥模式大幅提高了肥料利用率；而高氮、高钾配方因氮钾比例严重失衡，引发养分拮抗或关键元素供应不足，从而导致减产。

2.3 不同施肥处理对土壤理化性状的影响

不同施肥处理的土壤理化性状见表 6。

表 6

收获后土壤的基本理化性状

土壤类型	处理	pH	w(有机质)/(g·kg^-1)	w(碱解氮)/(mg·kg^-1)	w(有效磷)/(mg·kg^-1)	w(速效钾)/(mg·kg^-1)
砂壤土	常规施肥	5.44±0.04 a	16.42±0.34 a	128.61±1.87 b	35.47±0.97 a	69.46±1.27 a
	高氮配方	5.41±0.03 a	16.19±0.30 a	133.75±1.77 a	35.12±0.53 a	65.29±1.12 b
	均衡配方	5.36±0.04 a	16.91±0.33 a	127.32±1.75 b	34.41±0.83 a	67.38±1.19 ab
	高钾配方	5.45±0.04 a	16.09±0.32 a	114.46±1.61 c	34.05±0.79 a	70.85±1.18 a
黏壤土	常规施肥	5.41±0.06 a	24.31±0.54 a	134.56±2.73 b	34.38±0.42 a	83.04±0.93 ab
	高氮配方	5.43±0.06 a	23.82±0.54 a	142.63±2.98 a	34.14±0.43 a	78.89±0.82 b
	均衡配方	5.32±0.06 a	24.80±0.56 a	129.18±2.67 b	33.69±0.42 a	83.87±0.91 ab
	高钾配方	5.29±0.06 a	23.34±0.67 a	122.45±4.10 c	33.35±0.65 a	85.53±0.86 a

从表 6可看出：与常规施肥处理相比，均衡配方处理在两种质地土壤中的pH及有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量均无明显变化，处理间差异不显著；在高氮配方处理下，两种质地土壤中的碱解氮含量均显著高于常规施肥处理的；在高钾配方处理下，两种质地土壤中的速效钾含量均高于常规施肥处理的。

2.4 不同施肥处理对玉米经济效益的影响

按鲜食玉米3.0元/kg，肥料投入以尿素3.0元/kg、过磷酸钙1.0元/kg、磷酸二氢钾12.0元/kg、硫酸钾3.0元/kg计算，其他成本包含种子、农药等，不同施肥处理的经济效益见表 7。

表 7

不同施肥处理的经济效益

土壤类型	处理	产值/(元·亩^-1)	成本/(元·亩^-1)				净收入/(元·亩^-1)	净收入较常规施肥处理增幅/%	投入产出比
土壤类型	处理	产值/(元·亩^-1)	肥料	用工	设备	其他	净收入/(元·亩^-1)	净收入较常规施肥处理增幅/%	投入产出比
砂壤土	常规施肥	3 805.2	460.0	100	0	176	3 069.2		5.17
	高氮配方	3 315.6	304.1	0	200	176	2 635.5	-14.13	4.88
	均衡配方	4 188.0	299.8	0	200	176	3 512.2	14.43	6.20
	高钾配方	3 243.3	296.9	0	200	176	2 570.4	-16.25	4.82
黏壤土	常规施肥	3 932.1	552.0	100	0	176	3 104.1		4.75
	高氮配方	3 621.9	364.9	0	200	176	2 881.0	-7.19	4.89
	均衡配方	4 239.9	359.8	0	200	176	3 504.1	12.89	5.76
	高钾配方	3 503.1	356.3	0	200	176	2 770.8	-10.74	4.78

从表 7可看出：均衡配方处理在两种质地土壤中的净收入均高于其他处理的；高氮配方和高钾配方处理虽降低了肥料投入，但因玉米产量下降，净收入均低于常规施肥处理的。

3 讨论

科学施肥与水肥一体化技术是提升鲜食玉米水肥利用效率、实现节肥增产与效益提升的途径^[15]。水肥一体化技术通过精准根区供肥，可促进作物对养分的吸收和干物质积累，从而提升作物产量与水分利用效率^[16]。不同施肥配方对玉米产量具有显著影响^[17]，且不同养分配方的玉米产量与经济效益的响应也存在明显差异。本研究在化肥减量条件下，将3种配方纯养分总施用量均设为常规施肥的60%，结果显示，均衡配方处理因养分比例协调，可以有效优化穗粒数与千粒质量等产量性状，提升大穗比例，在砂壤土与黏壤土上较常规施肥处理分别增产10.06%和7.83%，净收入分别提升14.43%和12.89%。

砂壤土保水保肥能力较弱，常规施肥易造成养分淋失，而水肥一体化技术通过根区精准供肥，能够有效弥补砂壤土物理性状缺陷。因此，均衡配方处理在砂壤土上的增产幅度比在黏壤土上高2.23%，净收入增幅高1.54%，充分体现了土壤质地对水肥一体化配方施肥效果具有明显的调控效应，也充分印证了科学的养分配比可促进作物产量增长^[18]。而高氮和高钾配方处理因养分失衡，虽然降低了肥料投入成本，但产量与净收入均低于常规施肥处理的，这与以往关于不均衡施肥会抑制产量、降低效益的研究结论一致^[19-20]，说明单一养分过量会破坏养分平衡，无法达成减肥增效的目标。在不同土壤质地条件下，配方施肥的增产效果存在差异，水肥一体化技术在砂壤土的增产作用更为显著，且均衡配方处理的增产作用在两种土壤上均表现最优，具备广泛的区域应用潜力^[21]。综合来看，在试验地周边的鲜食玉米生产中，采用水肥一体化技术配套均衡施肥配方，既能实现化肥减量，又可稳定提升产量与经济效益，是适配当地鲜食玉米绿色高效种植的优选技术模式。

4 结语

均衡配方结合水肥一体化技术在化肥减量条件下能够显著提升鲜食玉米产量，较常规施肥处理在砂壤土和黏壤土上分别增产10.06%和7.83%，净收入分别提高14.43%和12.89%；而养分总施用量相同的高氮与高钾配方处理，产量与净收入均有所下降。水肥一体化技术可有效弥补砂壤土保水保肥能力弱的缺陷，因此均衡配方处理在砂壤土上的增产幅度高于在黏壤土上的。在化肥减量条件下，采用适宜的施肥配方与水肥一体化技术，可保障鲜食玉米的高产，具备在闽北周边区域推广应用的价值。

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