李文廣，馬娟娟，楊珍平，高志強，薛乃雯

（山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，山西太谷030801）

土壤化學指標反映著土壤質(zhì)量的變化[1]，是衡量土壤能否提供作物生長所需各種養(yǎng)分的能力。隨著耕地面積的日益緊缺，糧食供應壓力增大[2]。統(tǒng)計結(jié)果顯示[3]，我國以世界9%的耕地養(yǎng)育著世界22%的人口[4]，其背后的大規(guī)模化肥使用作出了巨大的貢獻。在過去的半個世紀里，我國糧食總量增加了近300%。與此同時，作為土壤重要的氮素補充形式之一的化學氮肥施用量卻增加了約全球總用量的33%，大量的化肥使用對土壤、水體以及大氣造成了嚴重的污染[5]。研究更加合理的化肥施用方法可以為晉南一年兩熟地區(qū)復播夏玉米的種植提供科學依據(jù)。

目前，關(guān)于不同施肥類型對作物產(chǎn)量影響的研究已經(jīng)有不少報道，王力娜等[6]研究表明，玉米專用緩釋肥處理產(chǎn)量低于常規(guī)施肥處理。周寶元等[7]研究則表明，與傳統(tǒng)施肥類型相比，緩釋肥處理的夏玉米產(chǎn)量以及氮素利用率均較高。

本試驗將推薦施肥與常規(guī)農(nóng)戶施肥進行對比示范，并且結(jié)合復播夏玉米自身的需肥特點，以及試驗前測得的土壤基本理化性質(zhì)，最終確定合理的施肥類型，并進一步了解該地區(qū)作物生長的不同土層土壤養(yǎng)分的差異性[6]，旨在為促進晉南地區(qū)一年兩熟作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供切實可行的施用方案。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015年6月在山西省運城市垣曲縣長直鄉(xiāng)魯家坡村十傾園（111°31′56″E，35°39′42″N）小麥復播夏玉米田進行。該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，小氣候差異明顯，年均氣溫13.5℃，年均日照時數(shù)2 026.2 h，年積溫4 900℃，平均無霜期236 d，熱量資源較充足。年降水量600～800 mm。試驗地土壤類型為褐土性的紅利黃土，其耕層土壤基本理化性質(zhì)為：有機質(zhì)7.71～12.81 g/kg，堿解氮51.5～76.1 mg/kg，速效磷 5.1～11.26 mg/kg，速效鉀92.5～132 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為聯(lián)創(chuàng)808，其具有根系發(fā)達、莖稈韌性強、抗倒伏倒折、抗青枯病、斑病、銹病等特點。

供試玉米肥料為高濃度NPK復合肥（湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司）、NPK緩釋肥（施可豐化工股份有限公司）、生物菌肥（沈陽海樂斯生物科技有限公司）。

1.3 試驗設計

前茬作物為冬小麥，其成熟收獲后，利用秸稈粉碎播種一體機播種夏玉米。試驗采用隨機區(qū)組設計，設2個施肥處理，處理1為農(nóng)戶施肥（CF）：采用壟蓋溝播技術(shù)播種冬小麥，施用高濃度NPK復合肥，N∶P∶K為70%∶15%∶15%，每公頃地施肥1 500 kg；處理2為推薦施肥（CR）：采用小麥寬窄行溝播技術(shù)播種冬小麥，施用600 kg/hm2的NKP緩釋肥+150 kg/hm2的生物菌肥。

1.4 土壤樣品及植株的采集

分別在玉米關(guān)鍵生育時期（拔節(jié)期、抽穗期、成熟期） 采集各小區(qū) 0～20，20～40，40～60，60～80，80～100 cm共5個土層的土壤樣品。將各個小區(qū)分為3個樣塊，每個樣塊均勻分布點采集5點組成一個混合樣，每個小區(qū)采集3個土壤樣品作為3次重復。除去雜質(zhì)后混勻，待土壤樣品風干后過孔徑1 mm篩，密封保存于自封袋中，備用。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 產(chǎn)量的測定 在玉米的3個生育期內(nèi)每個處理定期分別取樣5株，玉米成熟期進行固定區(qū)段測產(chǎn)，設固定樣段為1.00 m×1.00 m，收獲固定樣段的玉米穗后，每個處理分別測定玉米穗的產(chǎn)量構(gòu)成及籽粒產(chǎn)量。

1.5.2 土壤養(yǎng)分含量測定 土壤速效氮含量測定采用堿解擴散法；速效磷含量測定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；土壤有機質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法[8]。

1.5.3 土壤酶活性測定 將風干后的1份土樣過1 mm篩，脲酶按靛酚比色法測定，堿性磷酸酶按磷酸苯二鈉比色法測定，蔗糖酶按3，5-二硝基水楊酸比色法測定，酶活性分別以培養(yǎng)24 h后每1 g干土中NH3-N、酚和葡萄糖的質(zhì)量表示[9]。

1.6 數(shù)據(jù)處理及分析

數(shù)據(jù)整理采用Excel 2016，統(tǒng)計分析采用SAS 9.4，所有測定結(jié)果均以3次測定結(jié)果的平均值表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥類型對玉米成熟期性狀及產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，2種施肥類型下穗長、穗粗、穗行數(shù)、穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量間沒有顯著差異；而施NPK復合肥的CF處理行粒數(shù)和產(chǎn)量顯著高于施NKP緩釋＋生物菌肥的CR處理。

表1 2種施肥類型對玉米成熟期性狀及產(chǎn)量的影響

2.2 不同施肥類型對玉米生育期內(nèi)土壤養(yǎng)分含量的影響

從表2可以看出，在拔節(jié)期，各施肥處理中土壤堿解氮、速效磷、有機質(zhì)含量均是0～20 cm顯著高于其他土層（P＜0.05）；且在0～20 cm土層，堿解氮、速效磷、有機質(zhì)含量CF處理顯著高于CR處理（P＜0.05）；20～40 cm土層，只有速效磷含量CF處理顯著高于CR處理；在40～60 cm土層，CR處理堿解氮和速效磷含量顯著高于CF處理（P＜0.05）；60～80，80～100 cm這2個土層，2種施肥類型對3種土壤養(yǎng)分的影響沒有顯著差異。

在抽穗期，各施肥處理中堿解氮、速效磷和有機質(zhì)含量0～20 cm土層均顯著高于其他土層（P＜0.05），且三者含量CF處理顯著高于CR處理；20～40 cm土層中，堿解氮含量CF處理顯著高于CR處理，而速效磷含量則是CR處理顯著高于CF處理（P＜0.05）；在其他土層中，2種施肥類型對于3種養(yǎng)分的影響均不顯著。

在成熟期，土壤中的養(yǎng)分在各土層開始發(fā)生變化，其中，0～20 cm土層中，只有有機質(zhì)含量CF處理顯著高于CR處理（P＜0.05），堿解氮和速效磷含量在施2種肥料時沒有表現(xiàn)出顯著性差異；20～40 cm土層中，只有速效磷含量CR處理顯著高于CF 處理（P＜0.05）；40～60，60～80，80～100 cm 這3個土層中2種施肥處理對3種土壤養(yǎng)分的影響均不顯著。從表2還可以看出，各施肥處理下堿解氮、速效磷和有機質(zhì)含量均在0～20 cm顯著高于其他土層（P＜0.05）。

表2 2種施肥類型對玉米各生育時期土壤堿解氮、速效磷及有機質(zhì)含量的影響

2.3 不同施肥類型對玉米生育期內(nèi)土壤酶活性的影響

從表3可以看出，在拔節(jié)期，施CF后蔗糖酶活性分別在 0～20，20～40，40～60，60～80，80～100cm 5個土層中均顯著高于施CR的處理（P＜0.05）。而堿性磷酸酶和脲酶活性在施2種肥料后沒有在各土層表現(xiàn)出顯著性差異。同樣可以看到各施肥處理中3種酶的活性在0～20 cm土層均顯著高于其他土層（P＜0.05）。

表3 2種施肥類型對玉米各生育時期土壤蔗糖酶、堿性磷酸酶及脲酶活性的影響mg/（g·d）

在抽穗期，CF處理的蔗糖酶活性分別在0～20，20～40，40～60，60～80，80～100 cm 這 5 個土層中均顯著高于CR處理（P＜0.05）；0～20 cm土層，CF處理的堿性磷酸酶活性顯著高于CR處理。在各施肥處理中，0～20 cm土層蔗糖酶、堿性磷酸酶和脲酶活性顯著高于其他土層（P＜0.05）。

在成熟期，CF處理的蔗糖酶活性分別在0～20，20～40，40～60，60～80 cm 這 4 個土層中均顯著高于CR處理（P＜0.05）；0～20 cm土層，CF處理的堿性磷酸酶活性顯著高于CR處理。在各施肥處理中，0～20 cm土層蔗糖酶、堿性磷酸酶和脲酶活性顯著高于其他土層（P＜0.05）。

3 結(jié)論與討論

土壤肥力是保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的基礎，在追求高產(chǎn)的同時更應該注重土壤的基礎養(yǎng)分，這樣才能保證土壤的可持續(xù)利用。土壤酶和土壤養(yǎng)分是反映土壤肥力的重要指標，研究表明[10-12]，土壤酶、土壤養(yǎng)分和產(chǎn)量之間存在相關(guān)性，說明土壤酶活性和施肥方式呈密切的相關(guān)性，可將其作為評價土壤肥力的指標。而施肥是提高土壤肥力[13-14]、增加糧食產(chǎn)量的重要手段[15]。研究表明，長期施NPK復合肥能提高作物地上部分生產(chǎn)力、土壤酶活性和土壤養(yǎng)分，這與本研究結(jié)果相似。通常認為[16]，緩釋肥料具有緩慢、穩(wěn)定釋放其養(yǎng)分的特性,一次基施可滿足作物整個生育期對養(yǎng)分的需求。但是不同作物和不同土壤條件下同一作物在不同生長期需肥是有差別的，相同的緩控釋肥養(yǎng)分釋放量與作物需求有時不能一致[17]。本研究得出，夏玉米施高濃度NPK復合肥在產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分及酶活性方面均優(yōu)于緩釋肥，這可能與夏玉米當年生長周期較短有關(guān)[18]；同時緩釋肥發(fā)揮作用受土壤pH、土壤水分、微生物活動及其肥效釋放周期等多重因素的影響也可能是原因之一[19-20]。因此，根據(jù)環(huán)境因素制定合理的施肥方式尤為重要。本試驗的不足之處在于僅從土壤肥力和產(chǎn)量的角度進行了分析，未進行產(chǎn)值及利潤2個方面的分析，可能會對2種施肥類型綜合評價產(chǎn)生誤差，這也有待于在后續(xù)試驗中進一步研究驗證。

本研究進行了高濃度NPK復合肥和NPK緩釋肥+生物菌肥2種不同的肥料對復播夏玉米產(chǎn)量和土壤肥力影響的對比，結(jié)果表明，晉南地區(qū)復播夏玉米田施用高濃度NPK復合肥產(chǎn)量顯著高于施NPK緩釋肥＋生物菌肥，并且在不同的生育時期，施用NPK復合肥的土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量均顯著高于施用NPK緩釋肥+生物菌肥。同時在夏玉米生長的土壤中土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量隨著土層的深入逐漸降低，在0～20 cm土層顯著高于其他土層。晉南地區(qū)復播夏玉米田施用NPK復合肥對于提高土壤肥力和產(chǎn)量更加有益。