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        腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜在旱作農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

        2019-08-29 01:58:10王曰鑫王旭鈺
        腐植酸 2019年4期
        關(guān)鍵詞:液態(tài)腐植酸苗期

        王曰鑫 王旭鈺

        山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 太谷 030801

        近年來,隨著全球氣候變暖,干旱加劇,農(nóng)業(yè)受旱面積在不斷擴(kuò)大,尤其是黃土高原與華北北部地區(qū),更是十年九旱,水分短缺是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此,發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)與保持土壤水分是旱作區(qū)農(nóng)業(yè)與生態(tài)治理的重要手段。大面積地采用塑料地膜覆蓋進(jìn)行土壤增溫保墑是目前廣泛使用的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)之一,該技術(shù)對促進(jìn)旱作區(qū)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收具有重要作用[1]。

        據(jù)估計(jì),我國農(nóng)田使用塑料地膜的面積已達(dá)4億多畝。但目前使用的普通地膜大多為聚乙烯原料制成的塑料地膜,在自然環(huán)境中很難降解,每年使用后大約有25%左右會殘留在土壤中。殘留的地膜因薄、碎,難以回收,且回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值低。這些殘留的塑料地膜破壞了土壤結(jié)構(gòu),對農(nóng)田和環(huán)境造成“白色污染”[2~4]。因此,目前塑料地膜殘留問題已成為社會關(guān)注的生態(tài)環(huán)境問題之一。液態(tài)地膜由于降解性能好、成本低、可現(xiàn)場噴施成膜等優(yōu)點(diǎn),近些年來已被人們關(guān)注和使用,尤其是腐植酸液態(tài)地膜,目前已用于農(nóng)業(yè)試驗(yàn)與推廣中[5]。

        腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控中心研制出的新產(chǎn)品,與目前市場上其他液態(tài)地膜的不同之處在于它具有多重功效:既有普通地膜的增溫、保墑、保苗作用;又是一種新型腐植酸微量元素肥料,具有刺激根系生長與補(bǔ)充微量元素的作用;同時(shí)還具有很好的土壤改良劑作用,可將土粒粘附連結(jié)成理想的團(tuán)聚體,增加土壤中水穩(wěn)性團(tuán)粒數(shù)量,增加土壤有機(jī)質(zhì);可根據(jù)作物需要添加不同種類的微量元素;另外,還可與除草劑一起使用,增強(qiáng)除草效果。本文通過研究腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜在玉米上的田間試驗(yàn)和其在玉米及馬鈴薯上的示范試驗(yàn),旨在驗(yàn)證腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜對苗期土壤保溫保墑、促進(jìn)作物生長、提高作物產(chǎn)量的效果,以期為該地膜的推廣應(yīng)用提供參考。

        1 腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜在玉米上的田間試驗(yàn)

        1.1 材料與方法

        1.1.1 供試土壤

        試驗(yàn)于2014年在山西省太谷縣北洸科技示范園區(qū)試驗(yàn)田里進(jìn)行。供試土壤為石灰性褐土,土壤的基礎(chǔ)理化性狀見表1。

        表1 試驗(yàn)地0~40 cm土層基礎(chǔ)理化性狀Tab.1 Basic physical and chemical properties of 0~40 cm soil layer in test site

        1.1.2 供試地膜

        供試用的腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控中心自行研制,是用腐植酸+微量元素+生物質(zhì)有機(jī)化合物等為原料生產(chǎn)的粉狀產(chǎn)品。使用時(shí)與水以1∶30的比例混合攪拌充分,溶解成液態(tài)狀,用噴霧器噴撒到地表覆蓋成膜。其成膜性稍差但降解性非常好,在2~3個(gè)月內(nèi)會全部降解并滲入土壤。其質(zhì)量指標(biāo):水溶性腐植酸含量≥ 10%;K2O≥4%;微量元素(Mn、Zn)≥6%;pH 6;粘度≥25 mPa·s;細(xì)度(過100目篩)≥95%;附著率≥95%。

        1.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        本試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理,每個(gè)處理設(shè)4次重復(fù),共12個(gè)小區(qū),每小區(qū)長6 m,寬2 m,面積12 m2,玉米行距50 cm,株距30 cm。

        處理1(代號為mbf):播種后立即噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜10千克/畝。

        處理2(代號為bf):播種后立即噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜5千克/畝。

        處理3(代號為CK):播種后只噴施等量清水。

        1.1.4 測定項(xiàng)目及方法

        (1)土壤水分測定:采用土鉆取樣烘干法,每20 cm分層取樣,測定玉米主要生育階段(苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期)0~200 cm平均土壤質(zhì)量含水量動(dòng)態(tài)變化。

        (2)土壤溫度測定:以金屬曲管地溫計(jì)5支為一組,垂直插埋于玉米行間,在玉米關(guān)鍵生育時(shí)期,分別測定5、10、15、20、25 cm土層地溫日動(dòng)態(tài)變化,計(jì)算溫度變化平均值。

        (3)株高測定:每小區(qū)選5株有代表性長勢一致的植株進(jìn)行掛牌標(biāo)記,在拔節(jié)期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期測定,計(jì)算株高變化平均值。

        1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        1.2.1 腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜對土壤含水量的影響

        土壤含水量可以反映腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜對土壤的保水程度。不同處理的玉米各生育期0~200 cm平均土壤質(zhì)量含水量變化見表2。由表可知,在玉米苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期,腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜mbf與bf處理的土壤含水量均高于對照CK,尤其在苗期mbf處理比CK高出了4.5%。說明腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜能夠提高土壤的保水能力,減少了土壤水分蒸發(fā)損失,對土壤具有保墑作用。這提高了玉米出苗率,使玉米苗期與前期生長快,并且為后期的增產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

        表2 不同處理對玉米各生育期0~200 cm平均土壤質(zhì)量含水量的影響Tab.2 Effects of different treatments on 0~ 200 cm average soil quality water content in different growth stages of maize %

        1.2.2 腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜對土壤溫度的影響

        土壤溫度是影響玉米出苗與苗期生長的重要因素。玉米苗期(測定時(shí)間為4月28日~5月22日)不同處理淺層土壤(5~25 cm)平均溫度的情況見表3。隨著氣溫日變化,不同處理日平均土壤溫度大小順序表現(xiàn)為mbf>bf>CK。玉米苗期噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜處理的平均土壤溫度均高于對照,由于該膜的保溫作用再加上黑色膜的吸熱作用,一般高出對照1~3 ℃,這有利于玉米苗期的快速生長,尤其是根系的生長,也為后期玉米的生長和增產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。

        表3 不同處理對玉米苗期淺層土壤溫度的影響Tab.3 Effects of different treatments on shallow soil temperature in seedling stage of maize ℃

        1.2.3 腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜對玉米株高的影響

        在玉米生長的不同時(shí)期,用掛牌標(biāo)記跟蹤的方法測定了玉米的株高變化,見表4。由表可知,在拔節(jié)期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期,噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜(mbf、bf處理)的玉米株高較CK有顯著提高。在灌漿期,mbf、bf處理和CK間玉米平均株高差異最顯著。綜上,噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜能顯著提高玉米的株高,噴施10千克/畝腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜對促進(jìn)玉米生長的影響最顯著。

        表4 不同處理對不同時(shí)期玉米株高的影響Tab.4 Effects of different treatments on plant height of maize at different stages cm

        2 腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜在玉米與馬鈴薯上的示范試驗(yàn)

        2.1 示范試驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)

        示范試驗(yàn)時(shí)間:2014年。示范試驗(yàn)地點(diǎn):山西省太原市古交市邢家社鄉(xiāng)邢家社村。位于古交市南部,為土石山區(qū)河灘地,海拔為1100 m,無霜期為130~140天,降雨量為450 mm。土地為河灘側(cè)沙質(zhì)耕地,無灌溉條件,全為旱地。

        2.2 材料與方法

        2.2.1 試驗(yàn)材料

        腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控中心提供,其質(zhì)量指標(biāo)同前文一致;試驗(yàn)用復(fù)合肥與除草劑(玉思農(nóng)牌)從市場購置,復(fù)合肥有兩種,一種N-P2O5-K2O含量為25-15-5,一種N-P2O5-K2O含量為15-15-15。

        腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜使用方法:播種前將復(fù)合肥均勻撒施,翻入土中。按時(shí)播種,播種后耙平地面,盡量消除大坷垃,然后噴腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜。每畝按設(shè)計(jì)噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜原粉若干公斤,方法是將腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜原粉兌水2倍稀釋,攪勻,再兌水2倍稀釋,攪勻,用高壓噴霧器均勻地噴灑在地面。噴后40天內(nèi)避免踐踏。

        2.2.2 玉米示范試驗(yàn)

        玉米品種:“騰糯1號”(鮮食品種),示范地面積6畝。

        試驗(yàn)設(shè)計(jì):腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜噴施面積為3畝,播種前每畝施用復(fù)合肥(25-15-5)40 kg,播種后立即噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜10 kg,同時(shí)在該地膜中兌入除草劑(玉思農(nóng)牌)200克/畝一起噴施;對照(CK)3畝,播種前每畝施用復(fù)合肥(25-15-5)40 kg,播種后只在土壤表面噴施除草劑(玉思農(nóng)牌)200克/畝。

        示范田于4月28日播種,種植密度3000株/畝。生長期間所有處理田間管理均一致。

        2.2.3 馬鈴薯示范試驗(yàn)

        馬鈴薯品種:“紫花白”。示范地面積4畝。

        試驗(yàn)設(shè)計(jì):噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜面積為2畝,播種前每畝施用復(fù)合肥(15-15-15)40 kg,播種后立即噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜10 kg;對照(CK)2畝,播種前每畝施用復(fù)合肥(15-15-15)40 kg,播種后在土壤表面噴施等量清水。

        示范田于5月20日播種,種植密度2200株/畝。生長期間所有處理田間管理均一致。

        2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        生長期進(jìn)行了田間調(diào)查,收獲時(shí)單收單打,并進(jìn)行實(shí)測產(chǎn)。

        2.3.1 玉米

        8月10日對玉米生長性狀進(jìn)行了調(diào)查。噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜的處理玉米苗期生長健壯,比對照普遍高1~3 cm;玉米抽雄期葉色深綠,莖桿粗壯,平均株高較對照普遍高5 cm,比對照提前進(jìn)入抽穗期。

        9月5日收獲玉米,進(jìn)行拷種與實(shí)測產(chǎn)(表5)。噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜的玉米穗長、穗粗、畝穗數(shù)均高于對照,雙穗率比對照增加10%;噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜的玉米平均每畝產(chǎn)糯玉米達(dá)3300穗,且穗大穗粗,與對照相比,增產(chǎn)率8.9%;畝收入3300元,與對照相比畝增收370元,增收率12.6%。

        表5 不同處理玉米產(chǎn)量效益對比Tab.5 Comparison of maize yield and benefit between different treatments

        2.3.2 馬鈴薯

        8月10日對馬鈴薯生長性狀進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜的馬鈴薯苗期生長健壯,葉色濃綠,地面雜草很少。10月10日收獲馬鈴薯,并進(jìn)行了實(shí)測產(chǎn),見表6。收獲時(shí)噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜的馬鈴薯單株結(jié)薯率提高7.5%,單株薯塊重提高5.4%,馬鈴薯平均每畝產(chǎn)量為1266.0 kg,比對照增產(chǎn)14.4%。

        表6 不同處理馬鈴薯產(chǎn)量對比Tab.6 Comparison of potato yield between different treatments

        3 結(jié)論

        本文通過田間試驗(yàn)反映了腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜對玉米苗期土壤保溫、保墑、促進(jìn)生長方面的效果,以及提高玉米與馬鈴薯產(chǎn)量的效果。玉米田間試驗(yàn)表明:與對照相比,噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜,使玉米在苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期0~200 cm土壤平均質(zhì)量含水量均有不同程度提高;使玉米苗期淺層土壤(5~25 cm)溫度提高1~3 ℃;使玉米在拔節(jié)期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期的株高顯著提高。玉米與馬鈴薯的田間示范試驗(yàn)表明:與對照比,噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜的玉米穗長、穗粗、畝穗數(shù)均有不同程度提高,雙穗率增加10%,增產(chǎn)率與增收率分別為8.9%和12.6%;噴施腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜的馬鈴薯平均每畝增產(chǎn)159.4 kg,增產(chǎn)率為14.4%。

        綜上所述,腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜在旱作農(nóng)業(yè)中的增溫、保墑、促生長和提高產(chǎn)量方面均有效果。這可能因它既是一種全降解液態(tài)地膜,具有增溫、保墑、保苗作用;又因它含微量元素,全部降解后滲入土壤中的產(chǎn)物為腐植酸和鋅錳等微量元素,具有刺激作物根系生長和補(bǔ)充微量元素營養(yǎng)的作用,同時(shí)可增加土壤有機(jī)質(zhì),起到改良土壤的作用。可見,腐植酸全降解液態(tài)營養(yǎng)地膜在防治土壤污染方面有廣闊的發(fā)展前景。

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