美國、巴西施肥－輪作－耕作方式對大豆產量影響最新研究進展*

韓曉增，鄒文秀，陸欣春

（中國科學院東北地理與農業生態研究所/國家大豆產業技術體系海倫綜合試驗站，哈爾濱 150081）

大豆是豆科作物，與禾本科作物相比，具有長時間的營養生長和生殖生長交錯期，同時還具有共生固定大氣中氮氣的功能，在固氮中還需要消耗一定量的植株光合產物。因此，大豆對化學肥料響應就具有一些獨特的效應，同時不同的輪作和耕作也會對肥料效果產生聯動效果。針對這些問題，我參加了2012年在南非召開的第九屆世界大豆研究會（World Soybean Research Conference IX）和2014年全美農學會、作物學會、土壤學會國際年會（2014 International Annual Meeting of the American Society of Agronomy,Crop Science Society ofAmerican,and SoilScience Society ofAmerica）。這兩個會議有40多個國家、4 705名代表（其中研究生1 074、本科生962人參加會議）參加了本次大會。會議口頭報告1 866個，墻報1 952個，參展商181個單位。共有31個主題、141個分會場，457個場次的學術研討和墻報作者的現場講解?，F就有關大豆施肥、輪作和耕作方面介紹一下美國和巴西的最新研究進展。

1 輪作對美國中西部地區大豆產量的影響

美國中西部自二十世紀中葉以來一直是美國玉米帶，并且近兩年間隨著玉米種植面積的增加，玉米種植面積已接近大豆面積，玉米－大豆輪作體系成為主要種植制度。由于種植玉米的經濟價值較高，在過去的十年間玉米種植面積不斷擴大而大豆面積種植逐漸縮小。到2012年，12個種植玉米帶州，玉米的播種面積增加至3 040萬公頃。相比之下，大豆種植面積減小為2 450萬公頃。在玉米生產最大的兩個州(伊利諾斯州和愛荷華州)玉米面積1 050萬公頃，而大豆面積只有720萬公頃。在這些州因為玉米播種面積比其他作物總和還多，因此大約20%～25%的玉米必須連作。當地科學家已經建立了多個長期輪作試驗用以觀察玉米和大豆連作、輪作或與其他作物輪作對各自產量的影響。在伊利諾斯伊州進行的為期4年的試驗表明，玉米大豆輪作條件下玉米的產量較連作玉米每公頃增產1噸，而大豆玉米輪作條件下大豆產量比連作大豆每公頃增產0.4噸。添加小麥作為玉米大豆輪作的第三作物，使大豆和玉米的產量對比各自連作增產12%～15%。在同一時間、同一地點進行第2個試驗表明，大豆-玉米-玉米輪作模式中玉米產量比大豆-玉米輪作模式中玉米產量增加0.4噸/公頃。雖然輪作能夠增加大豆和玉米的產量，但由于玉米相對較高的價格，在美國還是有更多的農民選擇種植玉米。然而在水資源缺乏的地區，玉米-大豆輪作模式在一定條件下能夠顯著增加玉米產量。因此，一些農民為了獲得在大豆之后種植玉米的增產效果，越來越多地選擇擴大大豆的種植面積。但是，有多少人會采用這種做法將取決于大豆和玉米的相對價格。很明顯大豆輪作既可以獲得其本身的收益，同時也能夠增加大豆產量獲得和玉米一樣的利潤。

2 巴西玉米-大豆輪作體系中施肥的產量效應

巴西是僅排在美國后面的，第二大大豆生產國，占全球大豆產量的28%。高的成交價格和強大的需求量，促使作物耕地與產量不斷增加。為了穩定和提高大豆的種植面積，越來越多的人關注種植大豆后的土壤對下一茬作物的影響。巴西當地的學者設置了一組大豆-玉米輪作體系下的肥料試驗，結果表明與對照（不施肥處理）相比，肥料的施用降低了當地大豆的產量，但是對于下一季玉米來說均起到了明顯的增產作用。在前茬種植大豆時不施用氮肥的情況下，對下一茬玉米僅施用氮肥就能夠顯著增加大豆的產量，氮肥的合理施用量為158公斤/公頃；當前茬大豆施氮量在14～43公斤/公頃變化時，對玉米來說在一定的磷鉀肥施用量下，增施氮肥有一定增產效果，但是卻明顯降低了磷鉀肥肥料利用率，造成了肥料的浪費。因此，在前茬大豆施用氮肥為30公斤/公頃時，玉米的氮、磷和鉀施用量分別為22、115、36公斤/公頃時，玉米的產量達到了最大值，其肥料利用率也較高。因此，在巴西大豆-玉米輪作體系中，前茬種植大豆，同樣對玉米的產量具有正效應。

我國是一個人口眾多的國家，人們日常生活中對大豆的需求量較高。但是近年來由于晚熟玉米品種的引進和玉米實現了機械化收割，導致我國大豆種植面不斷減小。美國和巴西在大豆-玉米輪作體系中大豆對玉米產量的影響，也是我們目前正在關注的重點。在今后的研究工作中，我們應該著重研究大豆的肥田功能在大豆和玉米減量化施肥技術中的應用，同時通過優化大豆-玉米輪作體系，逐漸擴大大豆的種植面積。

附表 巴西大豆對肥料用量的影響