雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥的應(yīng)用效果研究

周 麗 高進(jìn)華 解學(xué)仕 楊恒哲 趙 文 郭步慶

史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司 臨沂 276700

2019年，中央1號(hào)文件明確提出“實(shí)現(xiàn)化肥使用量負(fù)增長(zhǎng)”，在該目標(biāo)引領(lǐng)下，大力發(fā)展新型肥料將對(duì)減肥增效發(fā)揮重要作用。

腐植酸是土壤有機(jī)質(zhì)的核心組成部分，土壤中增施腐植酸可以刺激作物生長(zhǎng)、增強(qiáng)作物抗逆能力、改良土壤理化性質(zhì)、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、提高肥料利用率[1～4]。腐植酸結(jié)構(gòu)中含有大量的親水基團(tuán)，能夠提高土壤的保水能力，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中灌溉的次數(shù)。另外，腐植酸來(lái)源廣泛，是一種環(huán)境友好型物質(zhì)。腐植酸肥料具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景［5～7］，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在水稻[8]、玉米[9]等作物上已有很多研究和應(yīng)用。研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)施肥類型相比，緩釋肥處理的夏玉米產(chǎn)量及氮素利用率均較高[10]。腐植酸緩釋肥料是新型肥料的重要類型之一，在豐富我國(guó)肥料品類、提高化肥利用率和保障糧食安全等方面具有重要作用。

本研究從腐植酸包膜和玉米專用配方兩方面研制了雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥新產(chǎn)品，通過(guò)與通用型配方復(fù)合肥的玉米田間試驗(yàn)比較，實(shí)現(xiàn)雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥等量增產(chǎn)和減量增產(chǎn)/不減產(chǎn)的目標(biāo)，以期為開(kāi)發(fā)腐植酸緩釋肥料產(chǎn)品及玉米科學(xué)施肥推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥的研發(fā)

采用流化床轉(zhuǎn)鼓包膜工藝，結(jié)合測(cè)土配方技術(shù)，選用聚乙烯醇縮丁醛（polyvinyl butyral，簡(jiǎn)稱PVB）為包膜劑、己二酸二正己酯（dihexyl adipate，簡(jiǎn)稱DHA）為增塑劑，以腐植酸、聚乙烯醇、丁醛、淀粉等為原料，通過(guò)共混、交聯(lián)反應(yīng)制備可生物降解的腐植酸緩釋包膜材料，在緩釋包膜材料的加工過(guò)程中加入了作物必需的中微量元素，研發(fā)出一種新型、高效、綠色、增效的腐植酸包膜緩釋肥料。目前，通過(guò)化學(xué)工程手段，把有機(jī)高分子材料噴涂在肥料顆粒表面形成結(jié)晶膜，或者使有機(jī)單體或預(yù)聚體在肥料顆粒表面反應(yīng)形成聚合物膜，是控制肥料養(yǎng)分釋放的一種重要手段。

本研究通過(guò)雙包膜（腐植酸包膜和中微量元素包膜）的形式解決了中微肥施用中分布不平衡的問(wèn)題，產(chǎn)品具備刺激農(nóng)作物生長(zhǎng)、增強(qiáng)作物抗逆和改良土壤等功能，能夠達(dá)到“控氮、解磷、促鉀”的效果。同時(shí)，通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析、室外田間試驗(yàn)驗(yàn)證，可實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分釋放速度與作物生長(zhǎng)周期需肥規(guī)律基本相吻合、大量元素營(yíng)養(yǎng)與中微量元素營(yíng)養(yǎng)相配合、作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與土壤培肥改良相結(jié)合，增產(chǎn)效果顯著。

項(xiàng)目總體技術(shù)實(shí)施方案見(jiàn)圖1。

圖1 項(xiàng)目總體技術(shù)實(shí)施方案Fig.1 Overall technical implementation plan of the project

2 材料與方法

2.1 供試材料

試驗(yàn)地點(diǎn)：山東省臨沂市臨沭縣史丹利現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園。

供試土壤：壤質(zhì)褐土，土壤pH 6.1，有機(jī)質(zhì)含量為12.2 g/kg，堿解氮含量為90.8 mg/kg，速效磷含量為11.2 mg/kg，速效鉀含量為96.8 mg/kg。

供試作物：玉米，品種為“鄭單958”。

供試肥料：普通三元復(fù)合肥（17-17-17，含中微量元素），史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司研制生產(chǎn)；雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥（26-10-15，總腐植酸含量6%，含中微量元素），史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司研制生產(chǎn)；摻混肥料——尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%、P2O546%）、氯化鉀（K2O 60%）3種單質(zhì)肥料按一定比例混合施用，這3種單質(zhì)肥料均為市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理（表1），每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積36 m2，6行區(qū)，外設(shè)保護(hù)行，隨機(jī)區(qū)組排列。種植密度為6.3萬(wàn)株/公頃，播種深度3～5 cm，玉米株行距為25 cm×60 cm，按照不同處理的施肥方案進(jìn)行施肥，按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行田間管理。2018年6月10日播種，6月17日出苗，7月5日進(jìn)入拔節(jié)期，8月9日抽雄，9月21日收獲。

表1 玉米肥效試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.1 The design of fertilizer eきciency test for maize

2.3 測(cè)定指標(biāo)

玉米收獲時(shí)，每小區(qū)按照對(duì)角線取樣法，選取30株樣本，分別測(cè)定各樣本的株高、穗位高，玉米果穗的穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重等指標(biāo)，并實(shí)測(cè)各小區(qū)產(chǎn)量。其中株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗指標(biāo)用米尺測(cè)量，百粒重用電子天平稱量。

2.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均使用SAS 9.2進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Microsoft Oきce Excel 2013作圖。

試驗(yàn)結(jié)果選用3次重復(fù)的“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差”表示，多重比較采用Duncan's法，顯著性水平為“P＜0.05”，用“標(biāo)記字母法”顯示顯著性檢驗(yàn)結(jié)果。

3 結(jié)果與分析

3.1 同等施肥量下不同處理對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

同等施肥量下不同處理對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響見(jiàn)表2。由表可以看出，在施肥量均為50千克/畝時(shí)，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥（HF3）的玉米生長(zhǎng)情況最好，普通三元復(fù)合肥處理（PF）次之，均好于施用摻混肥料處理（CK）的玉米生長(zhǎng)情況。在玉米農(nóng)藝性狀方面，與施用摻混肥料處理（CK）相比，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥（HF3）和普通三元復(fù)合肥處理（PF）的株高分別顯著增加9.6%和2.5%，穗位高分別顯著增加16.5%和3.9%，穗粗分別增加10.3%和3.9%（HF3增加顯著），這說(shuō)明同等施肥量下，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥對(duì)玉米生長(zhǎng)的促進(jìn)作用大于普通三元復(fù)合肥。在玉米產(chǎn)量指標(biāo)方面，與施用摻混肥料處理（CK）相比，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥處理（HF3）和普通三元復(fù)合肥處理（PF）的穗粒數(shù)分別顯著增加7.7%和2.2%，百粒重分別增加20.0%和2.4%（HF3增加顯著），產(chǎn)量分別顯著提高11.4%和3.3%，說(shuō)明同等施肥量下，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥可顯著提高玉米產(chǎn)量。

3.2 雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥減量施用對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥減量施用對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響見(jiàn)表3。由表可以看出，施肥量為45千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥處理（HF2），玉米生長(zhǎng)情況與產(chǎn)量表現(xiàn)最佳，施肥量為40千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥處理（HF1）次之，施肥量為50千克/畝普通三元復(fù)合肥處理（PF）中除穗長(zhǎng)和穗粗，其他指標(biāo)數(shù)值均最小。與施肥量為50千克/畝普通三元復(fù)合肥處理（PF）相比，施肥量為40千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥處理（HF1）和施肥量為45千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥處理（HF2）的株高分別增加0.8%和4.4%（HF1增加顯著），穗位高分別提高3.7%和8.4%（HF1增加顯著），穗粒數(shù)分別顯著增加2.8%和3.8%，百粒重分別增加3.6%和1.04%，產(chǎn)量分別提高0.15%和1.84%（HF1增加顯著）。這說(shuō)明與普通三元復(fù)合肥處理相比，減量施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥對(duì)玉米性狀數(shù)值間差距影響不大，可使玉米增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

表2 同等施肥量下不同處理對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響Tab.2 Effects of different treatments on agronomic characters and yield of maize under the same amount of fertilizer application

表3 雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥減量施用對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響Tab.3 Effects of double-coated humic acid slow-release compound fertilizer on agronomic characters and yield of maize under decrement application

4 結(jié)論

在本試驗(yàn)條件下，與普通三元復(fù)合肥和摻混肥料相比，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥能夠提高玉米株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗等農(nóng)藝性狀指標(biāo)，提高穗粒數(shù)和百粒重，增加玉米產(chǎn)量。施用與普通三元復(fù)合肥等量的雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥增產(chǎn)效果顯著，在雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥減量10%，甚至減量20%的情況下也可穩(wěn)產(chǎn)；同時(shí)，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥的處理均為一次性施肥，后期不追肥，節(jié)本增效的同時(shí)也切合國(guó)家提倡的化肥使用量負(fù)增長(zhǎng)的目標(biāo)。

雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥可謂是一種新型、高效、綠色、增效的緩釋肥料，一次施肥既省工省時(shí)，又能有效地提高肥料養(yǎng)分利用率，減少肥料損失，提高經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染。綜上，在玉米種植上，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復(fù)合肥值得大力推廣，以為促進(jìn)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、化肥減量增效、實(shí)現(xiàn)化肥使用量負(fù)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)力量。