韓曉增，鄒文秀，陸欣春

（中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所/國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系海倫綜合試驗(yàn)站，哈爾濱 150081）

大豆是豆科作物，與禾本科作物相比，具有長(zhǎng)時(shí)間的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)交錯(cuò)期，同時(shí)還具有共生固定大氣中氮?dú)獾墓δ?，在固氮中還需要消耗一定量的植株光合產(chǎn)物。因此，大豆對(duì)化學(xué)肥料響應(yīng)就具有一些獨(dú)特的效應(yīng)，同時(shí)不同的輪作和耕作也會(huì)對(duì)肥料效果產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)效果。針對(duì)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(huì)（World Soybean Research Conference IX）和2014年全美農(nóng)學(xué)會(huì)、作物學(xué)會(huì)、土壤學(xué)會(huì)國際年會(huì)（2014 International Annual Meeting of the American Society of Agronomy,Crop Science Society ofAmerican,and SoilScience Society ofAmerica）。這兩個(gè)會(huì)議有40多個(gè)國家、4 705名代表（其中研究生1 074、本科生962人參加會(huì)議）參加了本次大會(huì)。會(huì)議口頭報(bào)告1 866個(gè)，墻報(bào)1 952個(gè)，參展商181個(gè)單位。共有31個(gè)主題、141個(gè)分會(huì)場(chǎng)，457個(gè)場(chǎng)次的學(xué)術(shù)研討和墻報(bào)作者的現(xiàn)場(chǎng)講解?，F(xiàn)就有關(guān)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(jìn)展。

1 輪作對(duì)美國中西部地區(qū)大豆產(chǎn)量的影響

美國中西部自二十世紀(jì)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(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，在過去的十年間玉米種植面積不斷擴(kuò)大而大豆面積種植逐漸縮小。到2012年，12個(gè)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(chǎn)最大的兩個(gè)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?yàn)橛衩撞シN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(dāng)?shù)乜茖W(xué)家已經(jīng)建立了多個(gè)長(zhǎng)期輪作試驗(yàn)用以觀察玉米和大豆連作、輪作或與其他作物輪作對(duì)各自產(chǎn)量的影響。在伊利諾斯伊州進(jìn)行的為期4年的試驗(yàn)表明，玉米大豆輪作條件下玉米的產(chǎn)量較連作玉米每公頃增產(chǎn)1噸，而大豆玉米輪作條件下大豆產(chǎn)量比連作大豆每公頃增產(chǎn)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(chǎn)量對(duì)比各自連作增產(chǎn)12%～15%。在同一時(shí)間、同一地點(diǎn)進(jìn)行第2個(gè)試驗(yàn)表明，大豆-玉米-玉米輪作模式中玉米產(chǎn)量比大豆-玉米輪作模式中玉米產(chǎn)量增加0.4噸/公頃。雖然輪作能夠增加大豆和玉米的產(chǎn)量，但由于玉米相對(duì)較高的價(jià)格，在美國還是有更多的農(nóng)民選擇種植玉米。然而在水資源缺乏的地區(qū)，玉米-大豆輪作模式在一定條件下能夠顯著增加玉米產(chǎn)量。因此，一些農(nóng)民為了獲得在大豆之后種植玉米的增產(chǎn)效果，越來越多地選擇擴(kuò)大大豆的種植面積。但是，有多少人會(huì)采用這種做法將取決于大豆和玉米的相對(duì)價(jià)格。很明顯大豆輪作既可以獲得其本身的收益，同時(shí)也能夠增加大豆產(chǎn)量獲得和玉米一樣的利潤(rùn)。

2 巴西玉米-大豆輪作體系中施肥的產(chǎn)量效應(yīng)

巴西是僅排在美國后面的，第二大大豆生產(chǎn)國，占全球大豆產(chǎn)量的28%。高的成交價(jià)格和強(qiáng)大的需求量，促使作物耕地與產(chǎn)量不斷增加。為了穩(wěn)定和提高大豆的種植面積，越來越多的人關(guān)注種植大豆后的土壤對(duì)下一茬作物的影響。巴西當(dāng)?shù)氐膶W(xué)者設(shè)置了一組大豆-玉米輪作體系下的肥料試驗(yàn)，結(jié)果表明與對(duì)照（不施肥處理）相比，肥料的施用降低了當(dāng)?shù)卮蠖沟漠a(chǎn)量，但是對(duì)于下一季玉米來說均起到了明顯的增產(chǎn)作用。在前茬種植大豆時(shí)不施用氮肥的情況下，對(duì)下一茬玉米僅施用氮肥就能夠顯著增加大豆的產(chǎn)量，氮肥的合理施用量為158公斤/公頃；當(dāng)前茬大豆施氮量在14～43公斤/公頃變化時(shí)，對(duì)玉米來說在一定的磷鉀肥施用量下，增施氮肥有一定增產(chǎn)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(fèi)。因此，在前茬大豆施用氮肥為30公斤/公頃時(shí)，玉米的氮、磷和鉀施用量分別為22、115、36公斤/公頃時(shí)，玉米的產(chǎn)量達(dá)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(duì)玉米的產(chǎn)量具有正效應(yīng)。

我國是一個(gè)人口眾多的國家，人們?nèi)粘Ｉ钪袑?duì)大豆的需求量較高。但是近年來由于晚熟玉米品種的引進(jìn)和玉米實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化收割，導(dǎo)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(duì)玉米產(chǎn)量的影響，也是我們目前正在關(guān)注的重點(diǎn)。在今后的研究工作中，我們應(yīng)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(shù)中的應(yīng)用，同時(shí)通過優(yōu)化大豆-玉米輪作體系，逐漸擴(kuò)大大豆的種植面積。

附表 巴西大豆對(duì)肥料用量的影響