李 棟, 閆治斌, 王 學(xué), 馬世軍, 閆富海, 秦嘉海, 肖占文

(1.河西學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院， 甘肅 張掖 734000；2.金塔縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 甘肅 酒泉735000； 3.甘肅敦煌種業(yè)股份有限公司， 甘肅 酒泉 735000)

多功能改土劑配方篩選及對河西內(nèi)陸灌區(qū)制種玉米田的改土培肥效應(yīng)

李 棟1,2, 閆治斌3, 王 學(xué)3, 馬世軍3, 閆富海3, 秦嘉海3, 肖占文1

(1.河西學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院， 甘肅 張掖 734000；2.金塔縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 甘肅 酒泉735000； 3.甘肅敦煌種業(yè)股份有限公司， 甘肅 酒泉 735000)

[目的] 研究甘肅省河西內(nèi)陸灌區(qū)多功能改土劑配方篩選及對制種玉米田改土培肥效應(yīng)的影響，為該區(qū)制種玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。 [方法] 選擇甘肅省酒泉市連續(xù)種植制種玉米15 a基地，采用田間試驗方法，開展了多功能改土劑配方篩選及對河西內(nèi)陸灌區(qū)制種玉米田改土培肥效應(yīng)的研究。 [結(jié)果] 多功能改土劑最佳配方組合：玉米專用肥、聚乙稀醇、有機廢棄物組合肥、保水劑重量配比為0.032 2∶0.001 4∶0.965 5∶0.000 9。不同劑量多功能改土劑施用量與制種玉米田孔隙度、團聚體、持水量、有機質(zhì)和速效氮磷鉀呈顯著的正相關(guān)關(guān)系；與容重、pH值呈顯著的負相關(guān)關(guān)系。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥比較，制種玉米田容重和pH值分別降低6.88%和5.10%；總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和團聚體分別增加10.46%，10.49%，10.48%和11.75%；飽和持水量、毛管持水量和非毛管持水量分別增加10.47%，10.46%和10.48%；有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀和陽離子交換量(CEC)分別增加9.03%，1.11%，4.12%，3.82%和32.03%；真菌、細菌、放線菌和菌體總量分別增加121.19%，34.95%，20.25%和28.57%；蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶分別增加44.74%，44.73%，38.46%和62.50%。 [結(jié)論] 施用多功能改土劑，改善了制種玉米田理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了酶活性及持水量和制種玉米產(chǎn)量。

多功能改土劑; 制種玉米田; 改土培肥

文獻參數(shù)： 李棟, 閆治斌, 王學(xué), 等.多功能改土劑配方篩選及對河西內(nèi)陸灌區(qū)制種玉米田的改土培肥效應(yīng)[J].水土保持通報，2017,37(2)：89-95.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.012； Li Dong, Yan ZHibin, Wang Xue, et al. Determinations of Multi-functional Soil Ameliorant Formula and Agent Content, and the Effects of Fertility Improvement on Seed Corn Field in the Irrigated Area of Hexi Inland [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(2)：89-95.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.012

甘肅省河西內(nèi)陸灌區(qū)海拔1 400～1 650 m是雜交玉米制種的最佳區(qū)域。近年來，受經(jīng)濟利潤的驅(qū)動，國內(nèi)外玉米制種公司在河西內(nèi)陸灌區(qū)建立了雜交玉米制種基地6.67×104～1.00×105hm2[1]，制種玉米產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)增收，企業(yè)增效方面起到了積極的推動作用。經(jīng)社會實踐調(diào)查，在制種玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在的突出問題是：由于制種玉米經(jīng)濟效益好，種植面積大，有機肥資源量匱乏，制種玉米產(chǎn)量的提高主要依賴于化肥的施用，長期施用化肥，團粒結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致土壤板結(jié)，通透性能差，貯水能力弱，制種玉米產(chǎn)量低而不穩(wěn)[2]。因此，研究和開發(fā)集有機、營養(yǎng)、改土、保水為一體的多功能改土劑成為改土劑研發(fā)的關(guān)鍵所在。近年來，有關(guān)改土劑研究受到了廣泛關(guān)注，20世紀美國首先開發(fā)了商品名為Kriluim的高分子土壤結(jié)構(gòu)改良劑，之后人們對水解聚丙烯睛、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、瀝青乳劑及多種共聚物進行了較為深入的研究，其中聚乙烯醇是目前應(yīng)用較多的土壤結(jié)構(gòu)改良劑之一[3]。80年代人工合成高聚物土壤改良劑達到研究和應(yīng)用高潮，技術(shù)領(lǐng)先國家包括美國、前蘇聯(lián)、比利時等，其中以比利時的TC改良劑[4]和印度的Agri-CS改良劑最為成功。1982年，中國農(nóng)牧漁業(yè)部從比利時引進聚丙烯酰胺和瀝青乳劑，應(yīng)用于渠道防滲、鹽漬土改良、造林、種草、防止水土流失、旱地增溫、保墑等方面[5]。近年來商品化土壤改良劑在中國的種類和數(shù)量均呈增加趨勢，獲得國家行政審批的土壤改良劑產(chǎn)品達到40多個，這些土壤改良劑產(chǎn)品的主要功能包括改良土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤鹽堿危害、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、改善土壤水分狀況或修復(fù)污染土壤等。本文針對甘肅省河西內(nèi)陸灌區(qū)制種玉米田存在的上述問題，選擇玉米專用肥、聚乙稀醇、有機廢棄物組合肥、保水劑為原料[6-7]，采用正交試驗方法確定原料最佳配合比例，合成多功能改土劑，為河西內(nèi)陸灌區(qū)制種玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地概況 試驗于2011—2015年在甘肅省酒泉市東洞鄉(xiāng)舊溝村三社連續(xù)種植制種玉米15 a的基地上進行，試驗地海拔高度為1 605 m，99°38′63″E，38°29′33″N，年均溫7.0 ℃，年均降水量81 mm，年均蒸發(fā)量2 400 mm，無霜期150 d，土壤類型是耕種棕漠土[8]，0—20 cm耕作層含有機質(zhì)含量13.43 g/kg，堿解氮34.27 mg/kg，速效磷6.14 mg/kg，速效鉀126.57 mg/kg，pH值8.43，全鹽1.83 g/kg，土壤質(zhì)地為輕壤質(zhì)土，前茬作物是制種玉米。

1.1.2 試驗材料 尿素，含N 46%，蘭州劉家峽化工有限公司；磷酸二銨，含N 18%,P2O546%，北京利奇世紀化工商貿(mào)有限公司產(chǎn)品；硫酸鉀，含K2O 50%，蘭州劉家峽化工有限公司；硫酸鋅，含Zn 23%，新疆先科農(nóng)資有限公司產(chǎn)品；糠醛渣，含有機質(zhì)650～700 g/kg，腐殖酸11.63%，全氮0.61%，全磷0.36%，全鉀1.18%，pH值為2.1，粒徑1～2 mm，甘肅共享化工有限公司產(chǎn)品；腐熟牛糞，含有機質(zhì)140～160 g/kg，全氮0.32%，全磷0.25%，全鉀0.16%，粒徑1～2 mm，張掖市甘州區(qū)長安鄉(xiāng)前進二社奶牛養(yǎng)殖場產(chǎn)品；生物菌肥有效活菌數(shù)≥2.0×109個/g，山東大地生物科技有限公司產(chǎn)品；聚乙稀醇，粒徑0.05～2 mm,甘肅蘭維新材料有限公司產(chǎn)品；保水劑，吸水倍率645 g/g，粒徑1～2 mm，甘肅民樂福民精細化工有限公司生產(chǎn)；玉米專用肥(自主研發(fā))，將尿素、磷酸二銨、硫酸鋅重量比按0.640 0∶0.320 0∶0.040 0混合，含N 35.20%，含P2O514.72%，Zn 0.92%；有機廢棄物組合肥(自主研發(fā))，將糠醛渣、腐熟牛糞、生物菌肥重量比按0.60∶0.38∶0.02混合，含有機質(zhì)49.80%，N 0.46%，P2O50.29%，K2O 0.76%；玉米專用肥(自主研發(fā))，將玉米專用肥、聚乙稀醇、有機廢棄物組合肥、保水劑重量比按0.032 2∶0.001 4∶0.965 5∶0.000 9混合，含有機質(zhì)48.09%，N 1.57%，含P2O50.75%，Zn 0.03%；玉米品系為敦玉328，由甘肅省敦煌種業(yè)股份有限公司選育。

1.2 試驗方法

1.2.1 糠醛渣改性 在1 000 kg糠醛渣中，分別加入尿素5.4 kg，石灰粉35 kg，加水使其含水量達到60%～65%，將糠醛渣C/N調(diào)整為25∶1，pH值調(diào)整為6.50～6.80，堆置并覆蓋塑料棚膜，每平方米塑料棚膜開直徑3～5 cm的小孔2～3個，堆置發(fā)酵60 d后，在陰涼干燥處風(fēng)干15 d，含水量小于5%時，全部過5 mm篩，經(jīng)室內(nèi)測定，改性后的糠醛渣含有機碳14.14%～15.23%，全氮0.57%～0.61%。

1.2.2 試驗處理

(1) 試驗1。多功能改土劑配方篩選。2011年4月26日選擇玉米專用肥、聚乙稀醇、有機廢棄物組合肥、保水劑為4種原料，每種原料設(shè)計3個梯度施用量，按正交表L9(34)設(shè)計9個處理[9]，采用表1中括號內(nèi)的用量制成9種多功能改土劑。每個試驗小區(qū)單獨收獲，將田間試驗小區(qū)產(chǎn)量折合為hm2產(chǎn)量，采用正交試驗分析方法，計算出各因素不同梯度施用量的T值和原料間效應(yīng)值(R)，確定原料間最佳組合，組成多功能改土劑配方。

表1 L9(34)正交試驗設(shè)計

注：括號內(nèi)數(shù)據(jù)為試驗數(shù)據(jù)(t/hm2)； 括號外數(shù)據(jù)為正交試驗編碼值。下同。

(2) 試驗2。不同劑量多功能改土劑對制種玉米田理化性質(zhì)影響的研究。2012年4月26日至2013年4月26日，按照試驗一篩選的多功能改土劑配方比例，將玉米專用肥、聚乙稀醇、有機廢棄物組合肥、保水劑風(fēng)干重量比按0.032 2∶0.001 4∶0.965 5∶0.000 9混合，得到多功能改土劑產(chǎn)品，經(jīng)室內(nèi)化驗分析，含有機質(zhì)48.09%，N 1.57%，P2O50.75%，Zn 0.03%。將合成的多功能改土劑施用量梯度設(shè)計為0.00(CK)，14，28，42，56，70，84 t/hm2共7個處理，以處理1為CK，每個處理重復(fù)3次，隨機區(qū)組排列。

(3) 試驗3。多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥對制種玉米田理化性質(zhì)影響的研究。2014年4月26日至2015年4月26日，在純N和P2O5投入量相等的條件下(純N 0.44 t/hm2+P2O5為0.21 t/hm2)，試驗共設(shè)計3個處理，處理1，對照(不施任何肥料)；處理2，傳統(tǒng)化肥，尿素施用量0.78 t/hm2+磷酸二銨施用量0.46 t/hm2；處理3，多功能改土劑施用量28 t/hm2。每個處理重復(fù)3次，隨機區(qū)組排列。

1.2.3 種植方法 試驗小區(qū)面積40 m2，(10 m×4 m)，播種時間為2011—2015年每年的4月26日，播種深度4～5 cm，母本株距22 cm，父母本行距50 cm，父母本行比1∶6，磷酸二銨、多功能改土劑在播種前施入0—20 cm耕作層做肥底，尿素分別在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期和開花期結(jié)合灌水追施，追肥方法為穴施，在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、開花期、灌漿期、乳熟期各灌水1次，每個小區(qū)灌水量相等，其它與常規(guī)制種方法相同。

1.2.4 測定指標與方法 每個試驗小區(qū)單獨收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成hm2產(chǎn)量進行統(tǒng)計分析。玉米收獲后，分別在試驗小區(qū)內(nèi)按對角線布置5個采樣點，采集0—20 cm耕作層土樣5 kg，用四分法帶回1 kg混合土樣，風(fēng)干后過1 mm篩供室內(nèi)化驗分析，其中土壤容重、土壤團聚體用環(huán)刀采集原狀土，未進行風(fēng)干。土壤容重采用環(huán)刀法測定；土壤總孔隙度采用計算法求得；>0.25 mm團聚體采用干篩法測定；有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法測定；堿解氮采用擴散法測定；速效磷采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用NH4OAc3浸提—火焰光度法測定；pH采用5∶1水土比浸提，用pH-2 F數(shù)字pH計測定[10]。微生物數(shù)量采用稀釋平板法測定；脲酶測定采用靛酚比色法測定；蔗糖酶測定采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定；磷酸酶測定采用磷酸苯二鈉比色法測定；多酚氧化酶測定采用碘量滴定法測定[11]；飽和持水量按公式(飽和持水量=面積×總孔隙度×土層深度)求得。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理方法 測試數(shù)據(jù)采用DPSS 10.0統(tǒng)計軟件分析，差異顯著性采用多重比較，LSR檢驗法。

2 結(jié)果與分析

2.1 多功能改土劑配方篩選

2011年9月26日玉米收獲后測定數(shù)據(jù)可以看出，不同原料間的效應(yīng)(R)表現(xiàn)為：A>B>D>C，說明影響玉米產(chǎn)量的原料依次為：玉米專用肥(R=3.62)>聚乙稀醇(R=3.55)>保水劑(R=2.55)>有機廢棄物組合肥(R=1.01)。比較各原料不同梯度施用量的T值表現(xiàn)為：TA3>TA2>TA1，說明隨著玉米專用肥施用量梯度的增加，玉米產(chǎn)量在增加，玉米專用肥適宜用量一般為2.25 t/hm2；TB2>TB3>TB1，說明玉米產(chǎn)量隨著聚乙稀醇施用量梯度的增大而增加，當聚乙稀醇施用量超過0.10 t/hm2，玉米產(chǎn)量又隨聚乙稀醇施用量的增大而降低；TC3>TC1和TC2，說明隨著有機廢棄物組合肥施用量梯度的增加，玉米產(chǎn)量在增加,有機廢棄物組合肥適宜用量一般為67.50 t/hm2；TD2>TD1和TD3，說明玉米產(chǎn)量隨保水劑施用量梯度的增大而增加，當保水劑施用量超過0.06 t/hm2，玉米產(chǎn)量又隨保水劑施用量梯度的增大而降低。

從各因素的T值可以看出，多功能改土劑因素間最佳組合比例為：A3(玉米專用肥2.25 t/hm2)：B2(聚乙稀醇0.10 t/hm2) ：C3(有機廢棄物組合肥67.50 t/hm2) ：D2(保水劑0.06 t/hm2)。將玉米專用肥、聚乙稀醇、有機廢棄物組合肥、保水劑重量比按0.032 2∶0.001 4∶0.965 5∶0.000 9混合，得到多功能改土劑產(chǎn)品(表2)。

表2 L9(34)正交試驗分析結(jié)果

注：同列不同大寫字母為LSR0.01顯著差異水平; 不同小寫字母為LSR0.05顯著差異水平。下同。

2.2 不同劑量多功能改土劑對制種玉米田物理性質(zhì)及持水量的影響

2.2.1 對容重的影響 連續(xù)定點試驗2 a后，于2013年9月26日玉米收獲后測定數(shù)據(jù)可知，隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，制種玉米田容重下降。多功能改土劑施用量84 t /hm2容重最小，平均為1.42 g/cm3，CK容重最大，平均為1.51 g/cm3，多功能改土劑施用量84 t/hm2，與CK比較，容重降低5.96%，差異極顯著(p<0.01)。經(jīng)相關(guān)分析可知，多功能改土劑與制種玉米田容重之間呈顯著的負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)為-0.987 7(表3)。

2.2.2 對孔隙度的影響 由表3可知，多功能改土劑施用量與制種玉米田總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.987 3、9 712和0.986 9。多功能改土劑施用量84/hm2，與CK比較，總孔隙度和毛管孔隙度分別增加7.88%和10.19%,差異極顯著(p<0.01)；非毛管孔隙度增加5.60%,差異顯著(p<0.05)(表3)。

2.2.3 對團聚體的影響 由表3可知，多功能改土劑施用量與團聚體之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)為0.932 6。多功能改土劑施用量84 t/hm2團聚體最大，平均為39.98%，與CK比較，團聚體增加10.17%，差異極顯著(p<0.01)(表3)。

2.2.4 對持水量的影響 由表3可知，多功能改土劑施用量與制種玉米田飽和持水量、毛管持水量和非毛管持水量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.985 7，0.971 2，0.986 9。多功能改土劑施用量84 t/hm2，與CK比較，飽和持水量和毛管持水量分別增加7.88%和10.19%，差異極顯著(p<0.01)；非毛管持水量增加5.60%,差異顯著(p<0.05)(表3)。

表3 不同劑量多功能改土劑對制種玉米田物理性質(zhì)和持水量的影響

2.3 不同劑量多功能改土劑對制種玉米田化學(xué)性質(zhì)及有機質(zhì)和速效氮磷鉀的影響

2.3.1 對pH值的影響 由表4可知，隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，制種玉米田pH值在降低，多功能改土劑施用量84 t/hm2pH值最小，平均為8.31；CK的pH值最大，平均為8.43，多功能改土劑施用量84 t/hm2，與CK比較，pH值降低1.42%，差異顯著(p<0.05)。經(jīng)相關(guān)分析可知，多功能改土劑與制種玉米田pH值之間呈顯著的負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)為-0.993 2(表4)。

表4 不同劑量多功能改土劑對制種玉米田pH及有機質(zhì)和速效養(yǎng)分的影響

2.3.2 對有機質(zhì)的影響 由表4可知，隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，制種玉米田有機質(zhì)在增加，多功能改土劑施用量84 t/hm2時，有機質(zhì)含量最大，平均為14.93 g/kg，CK有機質(zhì)含量最小，平均為13.45 g/kg，多功能改土劑施用量84 t /hm2，與CK比較，有機質(zhì)增加11.00%，差異極顯著(p<0.01)。經(jīng)相關(guān)分析看出，多功能改土劑施用量與有機質(zhì)之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)為0.914 0(表4)。

2.3.3 對速效氮磷鉀的影響 由表4可知，多功能改土劑施用量與制種玉米田堿解氮、速效磷和速效鉀之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.988 0，0.996 1和0.964 3。多功能改土劑施用量84 t/hm2，與CK比較，堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加29.18%、23.93%和12.65%,差異極顯著(p<0.01)(表4)。

2.4 多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥對制種玉米田物理性質(zhì)和持水量的影響

連續(xù)定點試驗2 a后，于2015年9月26日玉米收獲后采集耕作層0—20 cm土樣測定結(jié)果可知，不同處理制種玉米田容重由大到小的變化順序依次為：對照>傳統(tǒng)化肥>多功能改土劑。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥和對照比較，容重分別降低6.88%和7.45%，差異極顯著(p<0.01)；施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，容重降低0.62%，差異不顯著(p>0.05)(表5)。不同處理制種玉米田孔隙度、團聚體和持水量由大到小的變化順序依次為：多功能改土劑>傳統(tǒng)化肥>對照。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥和對照比較，總孔隙度分別增加10.46%和11.49%，毛管孔隙度分別增加10.49%和11.49%，非毛管孔隙度分別增加10.48%和11.55%；團聚體分別增加11.75%和12.03%；飽和持水量分別增加10.47%和11.52%，毛管持水量分別增加10.46%和11.49%，非毛管持水量分別增加了10.48%和11.55%，差異極顯著(p<0.01)。施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分別增加0.93%，0.93%和0.96%；團聚體、飽和持水量、毛管持水量和非毛管持水量分別增加0.24%，0.94%，0.93%和0.96%，差異不顯著(p>0.05)(表5)。

表5 多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥對制種玉米田物理性質(zhì)和持水量的影響

2.5 多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥對制種玉米田化學(xué)性質(zhì)及有機質(zhì)和速效氮磷鉀的影響

由表6可知，不同處理制種玉米田pH值由大到小的變化順序依次為：對照>傳統(tǒng)化肥>多功能改土劑。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥和對照比較，pH值分別降低5.10%和5.22%，差異顯著(p<0.05)；傳統(tǒng)化肥與對照比較，pH值降低0.21%，差異不顯著(p>0.05)。不同處理制種玉米田有機質(zhì)、速效氮磷鉀和土壤陽離子交換量(CEC)由大到小的變化順序依次為：多功能改土劑>傳統(tǒng)化肥>對照。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥和對照比較，有機質(zhì)分別增加9.03%和9.20%，差異極顯著(p<0.01)；施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，有機質(zhì)增加0.15%，差異不顯著(p>0.05)。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥比較，堿解氮增加1.11%，差異不顯著(p>0.05)，施用多功能改土劑和施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，堿解氮分別增加32.28%和30.83%，差異極顯著(p<0.01)。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥比較，速效磷增加4.12%，差異顯著(p<0.05)，施用多功能改土劑和施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，速效磷分別增加15.22%和10.65%，差異極顯著(p<0.01)。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥和對照比較，速效鉀分別增加3.82%和4.05%，差異顯著(p<0.05)，施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，速效鉀增加0.12%，差異不顯著(p>0.05)。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥和對照比較，CEC分別增加32.21%和32.36%，差異極顯著(p<0.01)；.施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，CEC增加0.11%，差異不顯著(p>0.05)(表6)。

表6 多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥對對制種玉米田化學(xué)性質(zhì)及有機質(zhì)和速效氮磷鉀的影響

2.6 多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥對土壤微生物和酶活性的影響

由表7可知，不同處理制種玉米田微生物和酶活性由大到小的變化順序依次為：多功能改土劑>傳統(tǒng)化肥>對照。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥比較，真菌、細菌、放線菌和菌體總量分別增加121.19%,34.95%，20.25%和28.57%，差異極顯著(p<0.01)；施用多功能改土劑與對照比較，真菌、細菌、放線菌和菌體總量分別增加125.00%，36.27%，23.38%和30.72%，差異極顯著(p<0.01)。施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，真菌、細菌、放線菌和菌體總量分別增加1.72%,0.98%,2.60%和1.670%，差異不顯著(p>0.05)(表7)。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥比較，蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶分別增加44.74%，44.73%，38.46%和62.50%，差異極顯著(p<0.01)；施用多功能改土劑與對照比較，蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶分別增加63.08%，70.10%，71.43%和67.14%，差異極顯著(p<0.01)。施用傳統(tǒng)化肥與對照比較，脲酶和磷酸酶分別增加17.53%和23.81%，差異顯著(p<0.05)；蔗糖酶和多酚氧化酶分別增加0.72%和2.85%,差異不顯著(p>0.05)(表7)。

表7 多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥對制種玉米田微生物和酶活性的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，土壤容重降低，總孔隙度增大，究其原因是多功能改土劑中的糠醛渣和腐熟牛糞含有豐富的有機質(zhì)，施用多功能改土劑后使板結(jié)的土壤疏松了，因而增大了孔隙度，降低了容重。制種玉米田施用多功能改土劑后團聚體在增加，究其原因是多功能改土劑中的聚乙烯醇是一種高分子聚合物，具有良好的黏結(jié)作用，與土粒黏合后可以形成團聚體[12-17]。隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，土壤持水量在增加，分析這一結(jié)果產(chǎn)生的原因是多功能改土劑中的保水劑是一類高分子保水劑，這類物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，本身不溶于水，卻能在10 min內(nèi)吸附超過自身重量100～1 400倍的水分，體積大幅度膨脹后形成飽和吸附水球，吸水倍率很大，在提高土壤持水性能方面具有重要的作用[18]。隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，制種玉米田有機質(zhì)在增加，究其原因是多功能改土劑中的糠醛渣和腐熟牛糞含有豐富的有機質(zhì),因而提高了土壤有機質(zhì)含量。隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，制種玉米田堿解氮、速效磷、速效鉀在增加，究其原因是多功能改土劑含有氮磷鉀，因而提高了土壤速效養(yǎng)分含量。隨著多功能改土劑施用量梯度的增加，土壤pH值在下降，其原因是多功能改土劑中的糠醛渣是一種酸性廢棄物，因而降低了土壤酸堿度。

3.2 結(jié) 論

多功能改土劑施用量與制種玉米田孔隙度、團聚體、持水量、有機質(zhì)和速效氮磷鉀呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，與容重、pH值呈顯著的負相關(guān)關(guān)系。施用多功能改土劑與傳統(tǒng)化肥比較，玉米制種田容重和pH值分別降低6.88%和5.10%；總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和團聚體分別增加10.46%，10.49%，10.48%和11.75%；飽和持水量、毛管持水量和非毛管持水量分別增加10.47%，10.46%和10.48%；有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀和CEC分別增加9.03%，1.11%，4.12%，3.82%和32.03%；真菌、細菌、放線菌和菌體總量分別增加121.19%，34.95%，20.25%和28.57%；蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶分別增加44.74%，44.73%，38.46%和62.50%。在甘肅省河西內(nèi)陸灌區(qū)的制種玉米田上施用多功能改土劑，改善了土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了土壤酶活性和持水量。

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Determinations of Multi-functional Soil Ameliorant Formula and Agent Content, and Effects of Fertility Improvement on Seed Corn Field in Irrigated Area of Hexi Inland

LI Dong, YAN Zhibin, WANG Xue, MA Shijum, YAN Fuhai, QIN Jiahai, XIAO Zhanwen

(1.TheHexiInstituteCollegeofAgricultureandBiotechnology，Zhangye，Gansu734000，China; 2.JintaCountyAgriculturalTechnologyPromotionCenter,Jiuquan,Gansu735000，China; 3.GansuDunhuangSeedIndustryCoLtd,Jiuquan,Gansu735000，China)

[Objective] The selection of soil ameliorant formula and the effect on soil fertility of maize field in Hexi irrigated area in Gansu Province were studied to provide technical support for the sustainable development of corn industry in this area. [Methods] A field experiment was conducted in a field base that had been used successively for maize seed production in the past 15 years, to select multi-functional ameliorant formula and to determine the corresponding agent content that have good effects on soil fertility improvement. The field is located in Hexi inland irrigated area of Jiuquan City, Gansu Province.[Results] The multi-functional content of agent formula had the following best combination: corn fertilizer, poval, organic waste group and aquasorb weight ratio is 0.032 2∶0.001 4∶0.965 5∶0.000 9. Doses of the multi-function ameliorant and variables as seed corn field applying content of agent content, porosity, aggregate, water holding capacity, organic matter and available NPK, were significantly and positively correlated. It had significant and negative correlations with bulk density, pH value. As compared with traditional chemical fertilizer, application of multifunctional content of agent, seed corn field bulk density and pH value reduced 6.88% and 5.10% respectively; total porosity, capillary porosity, non-capillary porosity and aggregate increased by 10.46%, 10.49%, 10.48% and 11.75%; saturated water holding capacity, capillary water holding capacity and capillary moisture capacity respectively increased by 10.47%, 10.46% and 10.48%; organic matter, alkali-hydro nitrogen, available phosphorus and available potassium and cation exchange capacity(CEC) increased by 9.03%, 1.11%, 4.12%, 3.82% and 32.03%; fungi, bacteria, actinomyces and bacteria amount respectively increased by 121.19%, 34.95%, 20.25% and 28.57%; Sucrase, urease, phosphatase, and polyphenol oxidase respectively increased by 44.74%, 44.73%, 38.46% and 62.50%. [Conclusion] Application of multi-functional content of agent can improve seed corn field profiting from the improved physio-chemical and biological properties, and from the enhancement of soil enzyme activity and water holding capacity.

multi-function content of agent; seed corn fields; content of fertilizer

2016-07-11

2016-07-20

國家星火計劃項目“敦玉系列玉米新品種制種及高效生產(chǎn)技術(shù)示范應(yīng)用”(2015GA860001); 甘肅省重大科技專項計劃項目(1602ZKDF021)

李棟(1964—)，男(漢族)，甘肅省金塔縣人，學(xué)士,農(nóng)藝師，主要從事植物營養(yǎng)與施肥方面的研究。E-mail:qinjiahai123@163.com。

肖占文(1966—)，男(漢族),甘肅省金塔縣人，學(xué)士，教授，主要從事植物營養(yǎng)與施肥方面的研究。E-mail:qinjiahai123@163.com。

A

1000-288X(2017)02-0089-07

S143.6