王艷麗 吳鵬年 李培富 王西娜 朱 旭

?

有機(jī)肥配施氮肥對(duì)滴灌春玉米產(chǎn)量及土壤肥力狀況的影響

王艷麗 吳鵬年 李培富*王西娜 朱 旭

寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 寧夏銀川 750021

針對(duì)寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)沙質(zhì)土壤肥力貧瘠、養(yǎng)分利用率低以及農(nóng)田生產(chǎn)力弱等問題。通過兩年連續(xù)田間定位試驗(yàn), 采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì), 主處理為不施有機(jī)肥(?M)處理和施有機(jī)肥3000 kg hm–2(+M)處理, 副處理為施純氮0 (N0)、75 (N75)、150 (N125)、225 (N225)和300 kg hm–2(N300) 5個(gè)不同氮肥用量, 進(jìn)行滴灌條件下有機(jī)肥與氮肥配合施用對(duì)玉米產(chǎn)量及土壤肥力狀況的研究, 探討施肥對(duì)土壤養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量的影響, 以選擇最佳的肥料配比, 從而達(dá)到玉米高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和土壤培肥的目的。結(jié)果表明, 有機(jī)肥配施氮肥能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效鉀和速效磷含量, 促進(jìn)春玉米干物質(zhì)累積并提高產(chǎn)量, 以有機(jī)肥配施純氮300 kg hm–2和225 kg hm–2處理的培肥效果最佳。有機(jī)肥配施氮150、225和300 kg hm–2處理間的玉米產(chǎn)量無顯著差異, 但較不施氮肥處理產(chǎn)量分別提高了74.21%、91.33%和81.23%, 施有機(jī)肥處理較不施有機(jī)肥處理平均增產(chǎn)24.28%。在試驗(yàn)區(qū)的推薦施肥量為3000 kg hm–2有機(jī)肥配施225~300 kg hm–2氮肥。

滴灌; 有機(jī)肥; 氮肥; 玉米產(chǎn)量; 水肥狀況

玉米是我國(guó)主要的糧飼兼用作物[1], 種植面積達(dá)2400萬公頃[2]。但玉米是旱地作物中需水量大、耗肥性強(qiáng)、對(duì)水肥脅迫比較敏感的作物之一。因此, 土壤貧瘠、干旱缺水是限制玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量提高的重要因素?？茖W(xué)施肥是提高產(chǎn)量的有效途徑之一, 玉米生長(zhǎng)所需要的多種元素中, 氮尤為重要, 是限制生長(zhǎng)和產(chǎn)量的首要因素[3]。近年來, 為了增加玉米產(chǎn)量, 大量施用氮肥[4], 而缺乏一些有機(jī)質(zhì)的投入, 使土壤結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞, 造成化肥浪費(fèi)嚴(yán)重, 目前中國(guó)氮肥利用率僅為28%~41%[5]。相關(guān)研究表明, 有機(jī)肥與氮肥配施可以大大提高氮肥利用率, 從而提高玉米產(chǎn)量[6]。有機(jī)肥與氮肥配施, 氮肥增產(chǎn)率可提高10%左右[7]。寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)是主要的糧食產(chǎn)區(qū), 玉米種植面積占灌區(qū)面積的70%, 達(dá)9.5萬公頃, 其中滴灌春玉米面積達(dá)3.5萬公頃, 為水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)[8]。而在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在水資源短缺, 土壤貧瘠, 有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等養(yǎng)分缺乏, 土壤沙化和次生鹽漬化嚴(yán)重等問題, 以及農(nóng)民為了追求高產(chǎn), 盲目追施氮肥, 造成施肥后效果不佳, 氮肥利用率低, 生態(tài)環(huán)境受到污染[9-11], 并且施肥時(shí)間不恰當(dāng), 造成養(yǎng)分供應(yīng)不均衡, 使產(chǎn)量不穩(wěn)定。因此, 本研究以寧夏中部干旱帶揚(yáng)黃灌區(qū)玉米為對(duì)象, 以節(jié)水培肥技術(shù)為中心, 以提高揚(yáng)黃灌區(qū)產(chǎn)量為目標(biāo), 通過有機(jī)肥配施氮肥不同處理, 測(cè)定玉米關(guān)鍵生育期水分、養(yǎng)分、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量, 進(jìn)行滴灌條件下有機(jī)肥與氮肥配合施用對(duì)玉米產(chǎn)量及水肥狀況的研究, 了解施肥對(duì)土壤養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量的影響, 以選擇最佳的肥料配方, 達(dá)到玉米高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和土壤培肥的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2016年和2017年兩年田間定位試驗(yàn), 在寧夏鹽池縣馮記溝鄉(xiāng)三墩子村天朗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)公司進(jìn)行。該地處黃河上游, 東經(jīng)106°52′, 北緯37°38′, 海拔1500 m左右, 屬中溫帶干旱、半干旱氣候區(qū), 平均氣溫22.4℃, 多年平均降水量為280 mm左右, 年內(nèi)降水分布極不平衡, 降雨主要集中在6月至9月, 而同期蒸發(fā)量高達(dá)2000~3000 mm, 無霜期151 d; ≥10℃積溫2949.9℃, 日照時(shí)數(shù)2800 h左右。玉米生育期內(nèi)降雨量和平均溫度見圖1。

該區(qū)屬鹽環(huán)定揚(yáng)黃灌溉區(qū), 開墾多年, 因周邊過度放牧, 原灰鈣土表層被深厚風(fēng)積沙土層覆蓋, 土壤沙性。播前0~40 cm土層土壤容重為1.77 g cm–3, 總孔隙度33.3%, 含有機(jī)質(zhì)4.43 g kg–1、全氮0.20 g kg–1、全磷0.29 g kg–1、全鉀19.36 g kg–1、堿解氮24.55 mg kg–1、速效磷4.65 mg kg–1、速效鉀67.50 mg kg–1、全鹽0.41 mg kg–1, pH 8.61。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和田間管理

采用裂區(qū)設(shè)計(jì), 設(shè)置有機(jī)肥水平和氮肥水平2個(gè)處理, 主處理為不施有機(jī)肥(?M)和施有機(jī)肥(+M, 3000 kg hm–2), 在2016年全部做基肥施入; 副處理為5個(gè)施氮水平即不施氮肥(N0)、施氮75 kg hm–2(N75)、施氮150kg hm–2(N150)、施氮225kg hm–2(N225)和施氮300 kg hm–2(N300), 3次重復(fù), 共30個(gè)小區(qū), 小區(qū)面積為80 m2(10 m × 8 m)。

供試有機(jī)肥屬于腐植酸型有機(jī)肥(生物發(fā)酵肥, 品名: 漁谷豐, 生產(chǎn)廠家: 寧夏吳忠市綠色能源開發(fā)有限公司), 其中含有機(jī)質(zhì)55.3%、全氮4.6%、全磷0.2%、全鉀0.29%。在玉米播種前機(jī)械撒施, 然后結(jié)合旋耕施入土壤。供試氮肥為尿素, 含氮量46%; 磷鉀肥通過磷酸二氫鉀(含P2O552%, K2O 34%)補(bǔ)充, 其總用量為P2O5140 kg hm–2, K2O 92 kg hm–2。全部結(jié)合滴灌水肥一體化在玉米關(guān)鍵生育期追施, 具體灌水和施肥情況見表1, 兩年灌水定額均為2775 m3hm–2, 分10次滴灌。

圖1 2016–2017年生育期內(nèi)降雨量和平均氣溫

供試玉米品種為銀玉439, 采用氣吸式播種機(jī)精量播種、鋪滴灌帶、覆土一體完成。采用寬窄行種植, 寬行70 cm, 窄行30 cm, 株距22 cm。種植密度為9萬株hm–2。滴灌帶鋪設(shè)于窄行之間, 干土播種, 播后滴水, 播種時(shí)施入種肥磷酸二銨(含P2O516%, K2O 46%) 300 kg hm–2。

表1 玉米不同生育期灌水和施肥情況

“-”表示對(duì)應(yīng)生育期下不施肥?！?” means no fertilization at the corresponding growth period.

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 土壤養(yǎng)分 參照鮑士旦編寫的《土壤農(nóng)化分析》[12], 測(cè)定玉米收獲后0~40 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀等指標(biāo), 分析其對(duì)土壤養(yǎng)分的影響。

1.3.2 土壤水分 在玉米關(guān)鍵生育期采用土鉆(直徑0.08 m)烘干法測(cè)定0~100 cm土壤質(zhì)量含水量(每 20 cm土層取一個(gè)土樣), 并結(jié)合降雨量和灌水量, 計(jì)算玉米的階段耗水量[13]: W =×××10, 其中W為土壤貯水量(mm),為土層深度(cm),是土壤容重,是土壤水分含量(%); 作物耗水量: ET =++Δ, 其中為作物生育期降雨量,為生育期灌水量, Δ為玉米播種期和收獲期土壤貯水量之差。

1.3.3 植株樣品采集 當(dāng)田間出苗率達(dá)90%以上時(shí), 第1次采樣, 之后每隔20 d取樣1次。從每小區(qū)隨機(jī)采集植株樣品(完整植株) 10株, 分小區(qū)包裝標(biāo)記后, 帶回實(shí)驗(yàn)室, 測(cè)定鮮重和干重。

1.3.4 玉米籽粒產(chǎn)量 在測(cè)產(chǎn)區(qū)每個(gè)小區(qū)取中間3行玉米測(cè)產(chǎn)。

1.3.5 相關(guān)計(jì)算公式 氮肥偏生產(chǎn)力=施肥區(qū)作物產(chǎn)量/施肥區(qū)的施氮量; 氮肥農(nóng)學(xué)效率= (施肥區(qū)作物產(chǎn)量–空白區(qū)作物產(chǎn)量)/施肥區(qū)的施肥量; WUE =/ET, 式中WUE為水分利用效率,為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量, ET為玉米生育期的耗水量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Origin 9.5和R軟件制圖, DPS7.5軟件統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù), 采用LSD法進(jìn)行多重比較(<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥配施氮肥對(duì)玉米生育期土壤養(yǎng)分的影響

有機(jī)肥配施氮肥處理顯著影響玉米耕層土壤養(yǎng)分含量, 但不同處理的調(diào)節(jié)效應(yīng)不同(表2)。兩年土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和堿解氮在不施有機(jī)肥(?M)條件下, 各處理均以N300處理最為顯著, 分別較N0處理平均提高20.41%、100.00%、56.67%和12.31%, 施有機(jī)肥(+M)條件下, N300處理較N0處理分別平均提高22.16%、82.52%、64.58%和12.73%, 較?M-N0分別平均提高了24.21%、108.89%、71.22%和17.70%, +M處理較?M處理分別平均提高了2.14%、8.98%、6.92%和3.19%。兩年期間, 玉米收獲期不同處理速效磷、速效鉀含量均顯著高于對(duì)照處理。在?M和+M條件下, N225處理對(duì)速效磷和速效鉀含量的提高作用最佳, 分別較?M-N0平均提高了10.30%、118.41%和14.01%、136.21%, +M處理較?M處理分別平均提高了1.78%和9.43%。說明施用有機(jī)肥可提高土壤肥力。

2.2 有機(jī)肥配施氮肥對(duì)玉米關(guān)鍵生育期地上部干物質(zhì)的影響

兩年研究結(jié)果(表3)顯示, 在玉米關(guān)鍵生育期各處理地上部干物質(zhì)重呈逐漸上升的趨勢(shì)。玉米生長(zhǎng)前期(拔節(jié)期), 兩年在?M和+M各處理的植株地上部干物質(zhì)重均以N300處理表現(xiàn)最佳, 分別較?M-N0平均增加了20.14%和23.73%。玉米生育中后期(抽雄–灌漿期), 在?M處理下, N300和N225處理間無顯著差異, 較N0處理分別平均增加了22.40%和19.70%, 在+M處理下, N300和N225處理顯著高于N0處理, 較N0處理平均增加了20.08%、19.34%。在玉米生長(zhǎng)后期(成熟期), 在?M條件下, N225、N300較N0處理兩年分別平均增加了7.68%和10.10%, +M處理中以N225處理最顯著, 較N0處理平均增加了17.14%, 較?M-N0處理增加了25.85%。2017年與N0處理相比, N225和N300處理的玉米關(guān)鍵生育期干物質(zhì)重在+M處理下的增幅比?M處理的增幅更顯著。方差分析表明, 2016年只有成熟期出現(xiàn)交互作用; 而2017年從抽雄期開始出現(xiàn)顯著的交互作用。分析其原因主要是玉米生長(zhǎng)前期有機(jī)肥腐熟與作物爭(zhēng)奪土壤中的氮素, 且氣候較為干旱, 擾動(dòng)土壤不利于保水所致, 中后期玉米生長(zhǎng)受有機(jī)肥、土壤水分和氮肥共同作用, 處理間差異顯著。

表2 2016年和2017年成熟期有機(jī)肥配施氮肥對(duì)耕層(0~40 cm)土壤養(yǎng)分的影響

同列標(biāo)以不同小寫字母的數(shù)值在0.05水平差異顯著。*表示差異顯著(< 0.05), ns表示差異不顯著(> 0.05)。?M-N0: 不施有機(jī)肥不施氮肥; ?M+N75: 不施有機(jī)肥, 施氮75 kg hm–2; ?M+N150: 不施有機(jī)肥, 施氮150 kg hm–2; ?M+N225: 不施有機(jī)肥, 施氮225 kg hm–2; ?M+N300: 不施有機(jī)肥, 施氮300 kg hm–2; +M-N0: 施有機(jī)肥3000 kg hm–2, 不施氮肥; +M+N75: 施有機(jī)肥3000 kg hm–2, 施氮75 kg hm–2; +M+N150: 施有機(jī)肥3000 kg hm–2, 施氮150 kg hm–2; +M+N225: 施有機(jī)肥3000 kg hm–2, 施氮225 kg hm–2; +M+N300: 施有機(jī)肥3000 kg hm–2, 施氮300 kg hm–2。M表示有機(jī)肥, N表示氮肥, M×N表示有機(jī)肥與氮肥的交互作用。

Values followed by different letters within the same column are significantly different at< 0.05. * indicates significance (< 0.05), ns indicates no significance (> 0.05). ?M-N0: no organic fertilizer and no nitrogen fertilizer; ?M+N75: no organic fertilizer + pure nitrogen 75 kg hm–2; ?M+N150: no organic fertilizer + pure nitrogen 150 kg hm–2; ?M+N225: no organic fertilizer + pure nitrogen 225 kg hm–2; ?M+N300: no organic fertilizer + pure nitrogen 300 kg hm–2; +M-N0: organic fertilizer 3000 kg hm–2+ no nitrogen fertilizer; +M+N75: organic fertilizer 3000 kg hm–2+ pure nitrogen 75 kg hm–2; +M+N150: organic fertilizer 3000 kg hm–2+ pure nitrogen with 150 kg hm–2; +M+N225: organic fertilizer 3000 kg hm–2+ pure nitrogen 225 kg hm–2; +M+N300: organic fertilizer 3000 kg hm–2+ pure nitrogen 300 kg hm–2; M: organic fertilizer,N: nitrogen fertilizer, M × N : interaction effects between organic fertilizer and nitrogen fertilizer.

表3 有機(jī)肥配施氮肥對(duì)玉米關(guān)鍵生育期地上部干物質(zhì)的影響

同列標(biāo)以不同小寫字母的數(shù)值在0.05水平差異顯著。*表示差異顯著(< 0.05), ns表示差異不顯著(> 0.05)。縮寫同表1。

Values followed by different letters within the same column are significantly different at< 0.05. * indicates significance (< 0.05), ns indicates no significance (> 0.05). Abbreviations are the same as those given in Table 1.

2.3 有機(jī)肥配施氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

從圖2可以看出, +M處理較?M處理平均增產(chǎn)了24.28%。其中在?M下, N225和N300處理增產(chǎn)效果最為顯著, 較N0平均增加了58.38%、63.26%; 在+M條件下, N75、N150、N225和N300處理間無顯著差異, 處理較N0平均增加了25.32%、32.76%、42.70%和35.17%, 較?M-N0處理平均增加了68.03%、78.00%、91.33%和81.23%。在等氮條件下, +M處理較?M處理玉米產(chǎn)量有所增加, N75增加了35.89%; N150增加了26.43%; N225增加了20.80%; N300水平分別增加了11.01%。綜合兩年試驗(yàn)研究結(jié)果表明, +M+N150、+M+N225和+M+N300處理玉米增產(chǎn)效果最佳。可見, 有機(jī)肥配施適量氮肥可以顯著提高玉米產(chǎn)量。

圖2 2016年和2017年有機(jī)肥配施氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

標(biāo)以不同小寫字母的柱值在0.05水平差異顯著。*表示差異顯著(< 0.05), ns表示差異不顯著(> 0.05)?？s寫同表1。

Bars superscripted by different letters are significantly different among different treatments in the same year at< 0.05. * indicates significance (< 0.05); ns indicates no significance (> 0.05). Abbreviations are the same as those given in Table 1.

2.4 有機(jī)肥配施氮肥對(duì)玉米水肥利用效率的影響

由表4可知, 兩年等氮條件下, +M處理的氮肥偏生產(chǎn)力均高于?M處理, 其中+M+N300處理表現(xiàn)最佳, 較?M+N300處理平均增加14.67%。在2016年?M處理下, 隨著施氮量的增加, 氮肥農(nóng)學(xué)效率有所降低, 而+M處理, 氮肥農(nóng)學(xué)效率以N225處理最佳, 為16.15%; 2017年的氮肥農(nóng)學(xué)效率隨著施氮量的增加有所降低。有機(jī)肥配施氮肥處理下, 玉米耗水量?jī)赡昃?M+N300處理最低, 較+M-N0處理平均降低6.63%, 較?M-N0處理平均減少13.92%, +M處理較?M處理耗水量平均降低7.78%。各處理下土壤水分利用效率在等氮條件下, +M處理較?M處理均有不同程度的提高, 其中+M+N225處理最顯著, 較+M-N0處理平均提高56.97%; 較?M-N0處理提高126.71%。其次是+M+N300和+M+N150。

3 討論

有機(jī)肥可以改善土壤理化性質(zhì), 增加水分入滲、抑制蒸發(fā), 提高土壤有效含水量[14-16], 提高作物水分利用率[17-18]。不同氮肥用量配施有機(jī)肥均有利于耕層土壤保水, 在增加小麥產(chǎn)量的同時(shí)加劇耕層水分的消耗[19]。有機(jī)肥與氮肥配施可以加強(qiáng)冬小麥對(duì)水分的吸收利用, 與不施有機(jī)肥相比, 施有機(jī)肥下每公頃增1 mm降水可多生產(chǎn)小麥1.83 kg, 水分利用效率可提高21.8%[20]。蘇秦等[21]研究表明, 施用有機(jī)肥可提高土壤含水量,利于土壤的擴(kuò)蓄增容,且對(duì)提高作物產(chǎn)量和土壤水分利用效率有顯著效果。王曉娟等[22]研究發(fā)現(xiàn), 施有機(jī)肥能顯著增加玉米水分利用效率12.37%~37.55%。本研究發(fā)現(xiàn), 在有機(jī)肥基礎(chǔ)上, 土壤耗水量降低, 水分利用效率升高。其原因一是腐熟高峰期后有機(jī)肥有保水保肥性, 減少了無效蒸發(fā), 二是滴灌將水直接滴入玉米根部, 促進(jìn)玉米根系吸收。

表4 有機(jī)肥配施氮肥對(duì)玉米水肥利用效率的影響

同列標(biāo)以不同小寫字母的數(shù)值在0.05水平差異顯著。縮寫同表1。

Values followed by different letters within the same column are significantly different at< 0.05. Abbreviations are the same as those given in Table 1.

本研究發(fā)現(xiàn), 與不施肥處理相比, 有機(jī)肥配施氮肥不同處理耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、速效磷和速效鉀含量均顯著增加。這與賈中濤等[23]、徐明崗等[24]研究結(jié)果一致。分析其原因, 一是有機(jī)肥配施氮肥能促進(jìn)有機(jī)肥的腐熟, 增加土壤中的有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀的含量; 配施氮肥可增強(qiáng)土壤對(duì)氮磷鉀的吸附力, 從而提高土壤肥力, 改善土壤養(yǎng)分狀況; 二是有機(jī)肥配施氮肥可減少氮肥與土壤的接觸, 從而降低氮肥被土壤的固定作用, 提高土壤養(yǎng)分的利用率。

黨翼等[25]研究發(fā)現(xiàn), 配施高量有機(jī)肥可以增加干物質(zhì)積累量。黃騰躍等[26]研究表明, 生物有機(jī)肥配施氮肥可以改善玉米生長(zhǎng)發(fā)育狀況, 從而促進(jìn)玉米干物質(zhì)積累和養(yǎng)分積累。有研究[27]結(jié)果顯示, 單施有機(jī)肥以及有機(jī)肥與氮肥配施對(duì)夏玉米干物質(zhì)量有增加效應(yīng), 且有機(jī)肥與氮肥配施處理較不施肥處理差異顯著。本研究發(fā)現(xiàn), 在有機(jī)肥基礎(chǔ)上配施的氮肥量越高, 玉米干物質(zhì)積累量越顯著。其原因一是農(nóng)家肥需要通過完全熟化才可施入土壤, 并需要長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)化成腐殖酸才可被作物吸收[28], 而本試驗(yàn)采用的腐殖酸型有機(jī)肥腐解速度快, 較農(nóng)家肥更容易吸收, 具有利用率高, 見效快等特點(diǎn)[29]; 二是有機(jī)肥配施氮肥能加速有機(jī)肥的腐熟, 從而提供玉米植株所必需的中、微量元素, 且有機(jī)肥具有長(zhǎng)效作用, 可滿足玉米生育后期的養(yǎng)分需求[30]。加之滴灌施肥可通過隨水施氮的方式為玉米供氮, 維持理想的根系環(huán)境, 促進(jìn)須根和地上部的生長(zhǎng)。

大量研究[29,31]發(fā)現(xiàn), 與單施有機(jī)肥或無機(jī)肥相比, 有機(jī)肥配施氮肥可顯著提高玉米的生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量; 梁金鳳等[32]研究發(fā)現(xiàn), 有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用有利于提高作物產(chǎn)量和氮肥利用效率, 基本符合高產(chǎn)玉米與高氮肥利用率相統(tǒng)一的觀點(diǎn)[33]。本研究結(jié)果表明, 有機(jī)肥配施氮肥可大幅提高玉米產(chǎn)量, 且配施高氮量時(shí)玉米增產(chǎn)效果更顯著。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥配施不同氮肥水平下, 兩年玉米干物重和產(chǎn)量存在一定的差異, 且2018年的干物重和產(chǎn)量較2017年有所提高, 這可能與年際之間降雨量不同和生育期溫度差異有關(guān)[34], 2018年相對(duì)2017年偏濕潤(rùn); 也可能與有機(jī)肥腐解程度有關(guān)。鑒于本實(shí)驗(yàn)只有兩年數(shù)據(jù), 因此有待多年試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)論

在施用有機(jī)肥基礎(chǔ)上, 玉米生育期耗水量有所降低, 以配施純氮300 kg hm–2處理降低最顯著。有機(jī)肥配施氮肥能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效鉀和速效磷含量, 其中以有機(jī)肥配施純氮300 kg hm–2和225 kg hm–2處理表現(xiàn)最佳, 可顯著增加干物質(zhì)積累量。與不施有機(jī)肥不施氮肥處理相比, 有機(jī)肥配施純氮150 kg hm–2處理、225 kg hm–2處理和 300 kg hm–2能夠改善玉米生育期土壤肥力狀況, 實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

[1] 劉鵬, 董樹亭, 李少昆, 張吉旺. 高產(chǎn)玉米氮素高效利用. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 50: 2232–2237. Liu P, Dong S T, Li S K, Zhang J W. High-yield maize nitrogen efficient utilization., 2017, 50: 2232–2237 (in Chinese with English abstract).

[2] 王建立, 李想, 韓俊, 王文平, 于同泉, 楊柳, 謝皓. 保水劑對(duì)玉米苗期農(nóng)藝性狀的影響. 北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào), 2013, 28(2): 8–10. Wang J L, Li X, H J, Wang W P, Yu T Q, Yang L, Xie H. Effects of after-retaining agents on agronomic traits of maize seedlings., 2013, 28(2): 8–10 (in Chinese with English abstract).

[3] 陸景陵. 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)(上冊(cè)). 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2003. pp 56–59 Lu J L. Plant Nutrition (Vol. 1). Beijing: China Agricultural University Press, 2003. pp 56–59 (in Chinese).

[4] 朱寶國(guó), 張立波, 張春峰, 賈會(huì)彬, 王囡囡, 孟慶英, 匡恩俊. 不同追氮方式對(duì)寒地玉米干物質(zhì)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響. 玉米科學(xué), 2015, 23(3): 130–135. Zhu B G, Zhang L B, Zhang C F, Jia H B, Wang N N, Meng Q Y, Kuang E J. Effects of different nitrogen application methods on dry matter, yield and quality of maize in cold regions., 2015, 23(3): 130–135 (in Chinese with English abstract).

[5] 朱兆良. 農(nóng)田中氮肥的損失與對(duì)策. 土壤與環(huán)境, 2000, 9(1): 1–6. Zhu Z L. Loss of nitrogen fertilizer in farmland and countermeasures., 2000, 9(1): 1–6 (in Chinese with English abstract).

[6] 向秀媛, 劉強(qiáng), 榮湘民, 謝桂先, 彭建偉, 黃偉明. 有機(jī)肥和無機(jī)肥配施對(duì)雙季稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2014, 40(1): 72–77. Xiang X Y, Liu Q, Rong X M, Xie G X, Peng J W, Huang W M. Effects of organic and inorganic fertilizers on yield and nitrogen use efficiency of double-cropping rice.(Nat Sci Edn), 2014, 40(1): 72–77 (in Chinese with English abstract).

[7] 馬忠明, 王平, 陳娟, 包興國(guó). 適量有機(jī)肥與氮肥配施方可提高河西綠洲土壤肥力及作物生產(chǎn)效益. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2016, 22: 1298–1309. Ma Z M, Wang P, Chen J, Bao X G. Appropriate combination of organic fertilizer and nitrogen fertilizer can improve soil fertility and crop production efficiency in Hexi oasis., 2016, 22: 1298–1309 (in Chinese with English abstract).

[8] 劉學(xué)軍, 翟汝偉, 李真樸, 劉平, 王文. 寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)玉米滴灌水肥一體化灌溉施肥制度試驗(yàn)研究. 中國(guó)農(nóng)村水利水電, 2018, (9): 74–78. Liu X J, Zhai R W, Li Z P, Liu P, Wang W. Experimental research on the application of integrated fertilizer and fertilizer system for maize drip irrigation in Ningxia yellow irrigation area., 2018, (9): 74–78 (in Chinese with English abstract).

[9] 高建炳, 汪敬恒, 楊素芬. 氮肥施用與環(huán)境污染對(duì)策探討. 河南化工, 2009, (2): 1–3.Gao J B, Wang J H, Yang S F. Discussion on countermeasures of nitrogen fertilizer application and environmental pollution., 2009, (2): 1–3 (in Chinese with English abstract).

[10] 李小煒, 孫權(quán), 郝春雨, 鮑子云. 寧夏中部干旱帶滴灌玉米合理施肥量研究. 榆林學(xué)院學(xué)報(bào), 2016, 26(2): 26–30. Li X W, Sun Q, Hao C Y, Bao Z Y. Study on the optimal application rates of fertilizer on the drip-irrigated maize in the arid area of the central Ningxia., 2016, 26(2): 26–30 (in Chinese with English abstract).

[11] 李榮, 夏雷, 王艷麗, 吳鵬年, 余林, 葉旭波, 錢鵬. 滴灌下施用保水劑對(duì)土壤水肥及玉米收益的影響. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2018, 36(12): 1–12. Li R, Xia L, Wang Y L, Wu P N, Yu L, Ye X B, Qian P. Effect of super absorbent dosage on water-nutrient content, and economic income of maize under drip irrigation., 2018, 36(12): 1–12 (in Chinese with English abstract).

[12] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析(第3版). 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2000. Bao S D. Soil Agricultural Chemistry Analysis (3rd edn). Beijing: China Agricultural Press, 2000.

[13] 李儒, 崔榮美, 賈志寬, 韓清芳, 路文濤, 侯賢清. 不同溝壟覆蓋方式對(duì)冬小麥土壤水分及水分利用效率的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 44: 3312–3322. Li R, Cui R M, Jia Z K, Han Q F, Lu W T, Hou X Q. Effect of different trench cover on soil moisture and water use efficiency of winter wheat., 2011, 44: 3312–3322.

[14] Li F, Yu J, Nong M. Partial root-zone irrigation enhanced soil enzyme activities and water use of maize under different ratios of inorganic to organic nitrogen fertilizers., 2010, 97: 231–239.

[15] Mohanty M, Bandyopadhyay K K, Painuli D K. Water transmission characteristics of a Vertisol and water use efficiency of rainfed soybean ((L.) Merr.) under subsoiling and manuring., 2007, 93: 420–428.

[16] 王曉娟, 賈志寬, 梁連友, 趙二龍. 旱地有機(jī)培肥對(duì)玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2009, 18(2): 93–97. Wang X J, Jia Z K, Liang L Y, Zhao E L. Effects of organic fertilization on maize yield and water use efficiency in dryland., 2009, 18(2): 93–97 (in Chinese with English abstract).

[17] 谷潔, 李生秀, 高華, 李鳴雷, 秦清軍, 程逵. 有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)旱地作物水分利用效率的影響. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2004, 22(1): 142–145. Gu J, Li S G, Gao H, Li M L, Qin Q J, Cheng K. Effects of organic-inorganic compound fertilizers on water use efficiency of dryland crops.2004, 22(1): 142–145 (in Chinese with English abstract).

[18] Fan T, Stewart B A, Yong W. Long-term fertilization effects on grain yield, water-use efficiency and soil fertility in the dryland of Loess Plateau in China., 2005, 106: 313–329.

[19] 金忠宇. 不同氮肥用量下施用有機(jī)肥對(duì)渭北旱塬冬小麥產(chǎn)量及水氮利用效率的影響. 西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文, 陜西楊凌, 2014. Jin Z Y. Effects of Organic Manure Application on Winter Wheat Yield and Water and Nitrogen use Efficiency in Weibei Dry Plateau under Different Nitrogen Application Rates. MS Thesis of Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi, China, 2014 (in Chinese with English abstract).

[20] 李芳林, 郝明德, 楊曉, 許晶晶. 黃土旱塬施肥對(duì)土壤水分和冬小麥產(chǎn)量的影響. 麥類作物學(xué)報(bào), 2010, 30: 154–157. Li F L, Hao M D, Yang X, Xu J J. Effects of fertilization on soil moisture and winter wheat yield in loess dryland., 2010, 30: 154–157 (in Chinese with English abstract).

[21] 蘇秦, 賈志寬, 韓清芳, 李永平, 王俊鵬, 楊寶平. 寧南旱區(qū)有機(jī)培肥對(duì)土壤水分和作物生產(chǎn)力影響的研究. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2009, 15: 1466–1469. Su Q, Jia Z K, Han Q F, Li Y P, Wang J P, Yang B P. Effects of organic fertilization on soil moisture and crop productivity in dry area of southern Ningxia., 2009, 15: 1466–1469 (in Chinese with English abstract).

[22] 王曉娟, 賈志寬, 梁連友, 韓清芳, 楊保平, 丁瑞霞, 崔榮美, 衛(wèi)婷. 旱地施有機(jī)肥對(duì)土壤水分和玉米經(jīng)濟(jì)效益影響. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2012, 28(6): 144–149. Wang X J, Jia Z K, Liang L Y, Han Q F, Yang B P, Ding R X, Cui R M, Wei T. Effects of organic fertilizer application on soil moisture and economic benefits of maize in dry land., 2012, 28(6): 144–149 (in Chinese with English abstract).

[23] 賈中濤, 王文亮, 湯建華, 劉芳, 劉紅恩, 劉世亮, 韓燕來, 鄭軍. 畜禽糞便有機(jī)肥與氮肥配施對(duì)玉米土壤性狀的影響. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2015, 38(6): 34–39. Jia Z T, Wang W L, Tang J H, Liu F, Liu H E, Liu S L, Han Y L, Zheng J. Effects of combined application of organic manure and nitrogen fertilizer on soil properties of livestock and poultry manure., 2015, 38(6): 34–39 (in Chinese with English abstract).

[24] 徐明崗, 于榮, 孫小鳳, 劉驊, 王伯仁, 李菊梅. 長(zhǎng)期施肥對(duì)我國(guó)典型土壤活性有機(jī)質(zhì)及碳庫(kù)管理指數(shù)的影響. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2006, 12: 459–465. Xu M G Yu R, Sun X F, Liu H, Wang B R, Li J M. Effects of long-term fertilization on soil active organic matter and carbon pool management index of typical soils in China., 2006, 12: 459–465 (in Chinese with English abstract).

[25] 黨翼, 張建軍, 趙剛, 郭天文, 樊延錄, 王勇, 王磊. 不同用量的有機(jī)肥對(duì)隴東旱地春玉米生長(zhǎng)特性及產(chǎn)量的影響. 中國(guó)土壤與肥料, 2015, (3): 62–67. Dang Y, Zhang J J, Zhao G, Guo T W, Fan Y L, Wang Y, Wang L. Effects of different amounts of organic fertilizers on growth characteristics and yield of spring maize in dry land of eastern Gansu., 2015, (3): 62–67 (in Chinese with English abstract).

[26] 黃騰躍. 生物有機(jī)肥和化肥配施對(duì)復(fù)墾區(qū)土壤肥力性狀及玉米生長(zhǎng)的影響. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文, 山西太原, 2015. Huang T Y. Effects of Bio-organic Fertilizer and Chemical Ferti-lizer on Soil Fertility and Maize Growth in Reclamation Area. MS Thesis of Shanxi Agricultural University, Taiyuan, Shanxi, China, 2015 (in Chinese with English abstract).

[27] 要娟娟. 有機(jī)肥和氮肥配施對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和氮肥效率的影響. 山西大學(xué)碩士學(xué)位論文, 山西太原, 2012. Yao J J. Effects of Organic Fertilizer and Nitrogen Fertilizer on Crop Yield and Nitrogen Efficiency. MS Thesis of Shanxi University, Taiyuan, Shanxi, China, 2012 (in Chinese with English abstract).

[28] 梁珊珊. 水稻施用腐植酸生物有機(jī)肥肥效研究. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2012, (10): 289. Liang S S. Effect of hemic acid bio-organic fertilizer on rice., 2012, (10): 289 (in Chinese with English abstract).

[29] 王長(zhǎng)軍, 王肇陟, 王世榮. 生物有機(jī)肥、腐殖酸對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤化學(xué)性質(zhì)的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 44(1): 93–95. Wang C J, Wang Z J, Wang S R. Effects of bio-organic fertilizer and hemic acid on rice yield and soil chemical properties., 2016, 44(1): 93–95 (in Chinese with English abstract).

[30] 夏雪, 谷潔, 高華, 秦清軍, 劉磊, 解媛媛. 有機(jī)肥無機(jī)肥配施對(duì)玉米生長(zhǎng)期土壤水解酶活性的影響. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2010, 28(2): 38–42. Xia X, Gu J, Gao H, Qin Q J, Liu L, Xie Y Y. Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on soil hydrolase activity during maize growth., 2010, 28(2): 38–42 (in Chinese with English abstract).

[31] 李宗新, 董樹亭, 胡昌浩, 王空軍, 張吉旺, 劉鵬. 有機(jī)無機(jī)肥互作對(duì)玉米產(chǎn)量及耕層土壤特性的影響. 玉米科學(xué), 2004, 12(3): 100–102. Li Z X, Dong S T, Hu C H, Wang K J, Zhang J W, Liu P. Effects of organic-inorganic fertilizer interaction on maize yield and soil properties in the cultivated layer., 2004, 12(3): 100–102 (in Chinese with English abstract).

[32] 梁元振, 仝利朋, 吳德亮, 郭乾坤, 徐鳳花, 趙京考. 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)土壤硝態(tài)氮、玉米產(chǎn)量和氮素利用率的影響. 玉米科學(xué), 2017, 25(4): 111–116. Liang Y Z, Tong L P, Wu D L, Guo Q K, Xu F H, Zhao J K. Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on soil nitrate nitrogen, maize yield and nitrogen use efficiency., 2017, 25(4): 111–116 (in Chinese with English abstract).

[33] 梁金鳳, 王勝濤, 文方芳, 張懷文, 崔良滿, 石文學(xué). 等氮條件下有機(jī)無機(jī)配施對(duì)玉米產(chǎn)量及氮肥利用率的影響. 中國(guó)農(nóng)技推廣, 2010, 26(10): 41–43. Liang J F, Wang S T, Wen F F, Zhang H W, Cui L M, Shi W X. Effects of organic and inorganic fertilization on maize yield and nitrogen use efficiency under iso-nitrogen conditions., 2010, 26(10): 41–43 (in Chinese with English abstract).

[34] 余坤, 馮浩, 李正鵬, 王增麗. 秸稈還田對(duì)農(nóng)田土壤水分與冬小麥耗水特征的影響. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2014, 45(10): 116–123. Yu K, Feng H, Li Z P, Wang Z L. Effects of different pretreated straw on soil water content and water consumption characteristics of winter wheat., 2014, 45(10): 116–123 (in Chinese with English abstract).

Effects of organic manure combined with nitrogen fertilizer on spring maize yield and soil fertility under drip irrigation

WANG Yan-Li, WU Peng-Nian, LI Pei-Fu*, WANG Xi-Na, and ZHU Xu

School of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, Ningxia, China

The study focused on the problems of poor fertility, low nutrient utilization and weak productivity in sandy soil of Ningxia provinces. A two-year of continuous field positioning experiment designed by split block, the main treatment for non-organic fertilizer (?M) and organic fertilizer 3000 kg hm–2(+M) treatment, and the secondary treatment for pure nitrogen of 0 (N0), 75 (N75), 125 (N125), 225 (N225), and 300 (N300) kg hm–2, total 5 different nitrogen fertilizer dosages. The aim for this study was to screen the best fertilizer combination for improving soil fertility and achieving high yield, high quality of corn. The application of organic fertilizer combined with nitrogen fertilizer could effectively increase the contents of soil organic matter, total N, total P, available K, and available P, the dry matter accumulation and grain yield of maize, and two treatments of applying organic fertilizer 3000 kg hm–2combined with pure nitrogen of 300 kg hm–2and 225 kg hm–2performed the best. There was no significant difference in yield among the treatments of organic fertilizercombined with pure nitrogen of 150, 225, and 300 kg hm–2, these three treatments increased maize yield by 74.21%, 91.33%, and 81.23% respectively compared with that of the treatment without organic fertilizer, and the average yield of organic fertilizer treatments was 24.28% higher than that of non-organic fertilizer treatments. Organic fertilizer combined with pure nitrogen of 225 kg hm–2to 300 kg hm–2is recommended in the test area.

drip irrigation; organic fertilizer; nitrogen fertilizer; maize yield; water-fertilizer status

2018-12-06;

2019-04-15;

2019-04-22.

10.3724/SP.J.1006.2019.83080

李培富, E-mail: peifuli@163.com

E-mail: 623544182@qq.com

本研究由“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD22B05-03)資助。

This study was supported by the National Science and Technology Projects for Rural Areas during the “12th Five-Year Plan” (2015BAD22B05-03).

URL:http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20190419.0903.004.html