多功能有機肥對土壤理化性狀及玉米產量的影響

陳 葉，趙蕓晨*，劉興斌，白曉彤，閆富海，陳紹江，樊廷錄

（1.河西學院農業(yè)與生態(tài)工程學院，甘肅張掖 734000；2.甘肅省敦煌種業(yè)研究院，甘肅酒泉 736299；3.中國農業(yè)大學，北京 100000；4.甘肅省農業(yè)科學院，甘肅蘭州 730000）

張掖市地處河西走廊中部，具有豐富的光能、熱能等氣候資源，晝夜溫差大，地理環(huán)境和氣候資源優(yōu)越，是雜交玉米制種的天然基地[1]，所生產的玉米種子籽粒飽滿、純度高、商品性好[2]。制種玉米基地面積穩(wěn)定在6.6萬h m2左右，生產的玉米種子占全國大田玉米年用種量的40%以上[3]。長期以來，玉米種業(yè)因大量施用化肥，有機肥投入少，造成土壤板結、土壤理化性質被破壞、土壤肥力下降、生產成本增加等困擾，其中生產成本大幅度增加，目前已成為制約種業(yè)發(fā)展的因素之一。因此，減施化肥、增施有機肥已成為玉米栽培管理不可或缺的舉措。鄒文秀等通過試驗發(fā)現，無肥處理的玉米產量均顯著低于化肥和有機肥處理（P<0.05）[4]。梁元振等在黑龍江省海林農場白漿土上研究了長期施肥對土壤生物、理化性質和玉米產量的影響，結果表明，有機肥與無機肥配施能顯著提高土壤酶活性，并且能明顯提高土壤養(yǎng)分總量和有效養(yǎng)分，增加土壤肥力[5]。目前，有機肥的種類和應用研究較多，而星碩有機肥是近幾年出現在市場的一種生物有機肥，該肥料利用有機材料和復合微生物為原料制作而成，目前還未見到星碩有機肥在張掖市制種玉米上的研究報道。為此，筆者以制種玉米ty809為材料，研究星碩有機肥對張掖市甘州區(qū)土壤理化性狀和玉米產量的影響，為雜交制種玉米生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

商品有機肥為星碩有機肥（有機質含量≥45%，N+P2O5+K2O≥5%，p H為5.5~8.5），由甘肅星碩生物科技有限公司生產并提供；磷酸二銨（N∶P2O5≥18∶46），北大荒牌；尿素（N≥46.4%），甘肅劉化有限責任公司生產；硫酸鉀（K2O≥40%），阿康國際化工集團有限公司生產；玉米材料父本為昌7-2種子，母本為鄭58，由甘肅省張掖市中儲糧張掖金象種業(yè)公司提供。

1.2 試驗設計

選取甘肅省張掖市中儲糧張掖金象種業(yè)公司所屬的玉米制種用地（張掖市甘州區(qū)明永鎮(zhèn)），試驗地地勢平坦，排水灌溉方便，前茬作物為制種玉米，土壤類型為鹽化潮土。試驗設4個處理：處理T0（C K），不施肥；處理T1800，施有機肥1 800 k g/h m2；處理T3600，施有機肥3 600 k g/h m2；處理T5400，施有機肥5 400 k g/h m2。各處理重復3次，共12個小區(qū)，小區(qū)長7 m，寬5.4 m。4月25日播種，行距40 cm，父本采用滿天星種植，株距50 cm，母本株距20 cm，在土壤耕作時每小區(qū)施入底肥磷酸二銨2 k g，并將所有有機肥料均作底肥一次性施入。為保證出苗率，父本每穴點播2粒，母本每穴點播1粒。生育期內追肥2次，在拔節(jié)期時向各小區(qū)分別增施尿素1 k g、硫酸鉀1 k g，在大喇叭口期時向各小區(qū)增施尿素2 k g，全生育期灌水4次，于9月20日收獲，其他管理同大田玉米。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 土壤理化性狀的測定。在玉米收獲期，分別在各小區(qū)采用5點取樣法采集0~20 cm深的土樣，將土樣充分混勻，及時風干預防變質，用圓木碾碾研并過20目篩保存待測[6]。土壤理化性質測定：土壤容重采用環(huán)刀法測定；堿解氮含量采用半微量凱氏定氮法測定；土壤速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度計法測定；土壤全碳含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；土壤p H采用電位計法測定[7]。

式中，M1為環(huán)刀及濕土重量（g）；M2為環(huán)刀重量；W為土壤含水量（%）；V為環(huán)刀容積（100 cm3）。

式中，r為土壤容重（g/cm3）；p為土壤比重（一般取其平均值2.65 g/cm3）。

1.3.2 玉米穗長、穗粒數、百粒重及產量的測定。每小區(qū)取5 m2成熟玉米果穗，測定玉米穗長、穗粒數，待自然風干后稱重，換算為單位面積產量。

1.4 數據分析

采用E x cel 2016軟件制表，用S P SS 26.0軟件進行數據統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤容重和孔隙度的影響

由表1可以看出，土壤容重隨著施肥量的增加呈減小趨勢，T1800、T3600和T5400處理的土壤容重分別為1.67、1.61和1.55g/cm3，分別比對照下降了5.11%、8.52%和11.93%。經統(tǒng)計分析，不同施肥處理與對照相比差異顯著（P<0.05），除T1800處理外，其他施肥處理與對照相比差異達極顯著水平（P<0.01）。隨著施肥量的增加，土壤孔隙度呈上升趨勢，T1800、T3600和T5400處理的土壤孔隙度分別為35.77%、38.08%和40.51%，與對照相比分別增加了3.46、5.77和8.20個百分點，對照除與T1800處理的差異不顯著（P>0.05）外，與其他處理相比差異均達極顯著水平（P<0.01）。由此可以看出，有機肥施用量的增加使土壤容重降低，增加了土壤透氣性。

表1 不同施肥處理對土壤容重和孔隙度的影響

2.2 不同施肥處理對土壤p H和有機質含量的影響

由表1可以看出，隨施肥量的增加土壤p H呈現下降趨勢，與對照相比，處理T1800、T3600和T5400的土壤p H分別降低了2.54%、2.89%和4.04%，差異均達到極顯著水平（P<0.01）。

2.3 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分的影響

由表1可以看出，土壤中有機質含量隨著施肥量的增加而增加，T1800、T3600和T5400處理土壤有機質含量分別為16.59、17.48和18.51 g/k g，比對照分別增加了10.45%、16.38%和23.24%。與對照相比，各施肥處理均達極顯著差異水平（P<0.01）。

土壤中堿解氮含量隨著施肥量的增加呈現上升趨勢，T1800、T3600和T5400處理的土壤堿解氮含量分別為6.81、7.51和7.99 m g/k g，分別比對照增加了17.41%、29.48%和37.76%。與對照相比，各施肥處理差異均達極顯著水平（P<0.01）。

土壤中速效磷含量隨著施肥量的增加呈增加趨勢，施肥量為T1800、T3600和T5400的處理土壤速效磷含量分別為7.07、7.13和7.63 m g/k g，分別比對照增加3.51%、4.39%和11.71%，僅T5400處理與對照相比達極顯著差異水平（P<0.01）。

土壤中速效鉀的含量隨著施肥量的增加也呈上升趨勢，T1800、T3600和T5400處理的土壤速效鉀含量分別為134.01、145.52和151.05 m g/k g，分別比對照增加了6.02%、15.13%和19.50%。與對照相比，各施肥處理差異均達極顯著水平（P<0.01）。

綜上可知，隨著有機肥施用量的增加，土壤中有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀含量均在增加，其中T5400處理下含量最高，T3600處理次之。從經濟效益角度分析，選擇施肥量3 600~5 400 k g/h m2效果最好。

2.4 不同施肥量對玉米經濟產量的影響

由表2可以看出，T1800、T3600和T5400處理玉米穗長分別為13.89、14.30和14.55 cm，分別比對照增加了1.39%、4.38%和6.20%。經統(tǒng)計分析，T1800處理與對照間無顯著差異（P>0.05），T3600和T5400處理與對照間有極顯著差異（P<0.01），而T3600與T5400處理間無顯著差異（P>0.05）。由此可知，玉米穗長隨著施肥量增加而增加，因T5400處理的穗長與T3600間無顯著差異，從成本角度考慮，選T3600處理較為適宜。

表2 不同施肥量對玉米產量的影響

穗粒數在T1800、T3600和T5400處理下呈上升趨勢，分別為386.67、406.93和420.27粒，分別比對照增加了9.35%、15.14%和18.85%。經統(tǒng)計分析，除T1800處理外，與對照相比T3600、T5400均達極顯著差異水平（P<0.01）。

百粒重在T1800、T3600和T5400處理下分別為31.87、33.43和33.23 g，與對照相比分別增加了19.95%、28.82%和25.06%。不同施肥處理與對照相比，差異均達極顯著水平（P<0.01），T3600與T5400處理間差異不顯著（P>0.05）。由此可知，百粒重隨著施肥量的增加基本呈上升趨勢，當施肥量為T5400時百粒重有所下降。

施肥量與產量呈正相關，其中T5400處理下的產量最高，為10 475.68 k g/h m2，比對照提高了48.68%；T3600處理次之，產量為10 200.56 k g/h m2，比對照提高了44.78%；T1800處理下產量最低，為9 243.76 k g/h m2，比對照提高了31.20%。經統(tǒng)計分析，不同施肥處理與對照間差異達極顯著水平（P<0.01），T3600與T5400處理間無顯著差異（P>0.05）。由此可知，產量隨著施肥量的增加而增加，但增加到一定程度增幅變小。

3 結論與討論

馬劉峰等研究了不同施肥處理對喀什地區(qū)蔬菜溫室土壤理化性狀的影響，研究表明，單純施用有機肥對土壤的改善作用較小，當化肥與有機肥搭配施用時，對土壤容重的下降、p H值的降低、有機質含量的提高作用較明顯[8]。周飛等研究表明，有機肥配施對土壤有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀的增加效果較好[9]。張慶忠等研究表明，有機肥的施用能增加土壤總孔隙度，促進土壤中C O2的擴散和釋放[10]。該試驗結果表明，與對照相比，施用星碩有機肥使土壤容重下降5.11%~11.93%，土壤p H下降2.54%~4.04%，土壤中有機質含量增加10.45%~23.24%，土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別增加17.41%~37.76%、3.51%~11.71%、6.02%~19.50%，前人的研究與該試驗結論一致。

有機肥能有效增加土壤速效磷、速效鉀含量，為作物的生長提供養(yǎng)分[11]。王興龍等研究表明，有機肥和無機肥配施顯著改善了玉米穗長、穗粒數、百粒重等指標，提高了玉米產量，其中減氮20%配施生物有機肥產量最高[12]。張鑫等研究表明，減氮15%配施腐殖酸、有機肥處理有效改善了玉米生物學性狀，增加了玉米穗粗、百粒重，提高了玉米產量[13]。該試驗結果表明，玉米產量隨著施肥量的增加而增加，該文與前人研究結果相近。

綜上可知，在玉米制種田中，星碩有機肥的施肥量為5 400 k g/h m2時，對土壤理化性狀有明顯改善，綜合考慮成本，建議在張掖市甘州區(qū)選擇星碩有機肥的施肥量為3 600~5 400 k g/h m2。