邱吟霜,王西娜,李培富,侯賢清,王艷麗,吳鵬年,霍文斌
(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,寧夏 銀川 750021)
寧夏回族自治區(qū),位于北緯35°14′~39°23′,東經(jīng)104°17′~107°39′之間,處于黃河上游,平均海拔在1000m 以上,光照、熱量充足,蒸發(fā)量大、降水量少,屬典型的大陸性季風(fēng)氣候。干旱氣候和灌水配額不足,作物種植過(guò)程中缺水,成為旱作區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的一大問(wèn)題[1-2]。同時(shí),部分地區(qū)土壤沙化形成風(fēng)沙土,土壤貧瘠、結(jié)構(gòu)不良、養(yǎng)分流失,農(nóng)作物不能從土壤中汲取到足夠的營(yíng)養(yǎng)元素,是影響作物產(chǎn)量的主要因素。寧夏是國(guó)內(nèi)最佳玉米生產(chǎn)地之一,玉米占全區(qū)播種面積的20%,但該地區(qū)的玉米種植中存在盲目施肥,過(guò)量施肥等問(wèn)題,造成了水肥資源的浪費(fèi),限制了玉米產(chǎn)量的增加[3]。合理的培肥方式可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,達(dá)到土壤保水保墑、保障糧食安全的目的。
自20 世紀(jì)50~60 年代以來(lái),化肥的大量施用導(dǎo)致了的土壤生態(tài)環(huán)境的污染,土壤板結(jié)、鹽漬化問(wèn)題嚴(yán)重。近幾十年來(lái),大量研究表明,有機(jī)肥有降低土壤緊實(shí)度[4]、改善土壤孔隙狀況、增加土壤蓄水保墑的能力,在一定程度上協(xié)調(diào)作物需水與土壤供水之間的矛盾,對(duì)于促進(jìn)旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展具有重要意義[5]。施用有機(jī)肥能夠有效增加土壤有機(jī)質(zhì)和大量元素以及中微量元素養(yǎng)分含量[6-8]。研究表明,有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能增加作物產(chǎn)量,是提高增產(chǎn)穩(wěn)定性的主要因素[9-11],榮勤雷等[12]研究表明,有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的產(chǎn)量顯著高于單施化肥處理。特別是畜禽糞肥處理的增產(chǎn)效果較好,可能與其能協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供應(yīng),維持或提升土壤肥力有關(guān)。有機(jī)肥不但能夠改善地力,而且能夠提高單位面積作物的產(chǎn)量。因此,充分利用有機(jī)肥,對(duì)提高土壤肥力和糧食綠色高產(chǎn)高效具有十分重要的意義。
以往有機(jī)肥針對(duì)土壤的培肥施用方案較為籠統(tǒng),不同有機(jī)物料來(lái)源的有機(jī)肥之間的培肥效果有何區(qū)別,不同有機(jī)肥之間施用量的效果是否不同,以及針對(duì)不同土壤類型應(yīng)采用何種有機(jī)肥等問(wèn)題未有明確的結(jié)論,導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)中,出現(xiàn)隨意選用有機(jī)肥種類與用量的現(xiàn)象。針對(duì)上述問(wèn)題,本試驗(yàn)以先玉1225 號(hào)玉米為研究對(duì)象,研究不同有機(jī)肥種類及用量對(duì)土壤物理性狀、化學(xué)性狀、玉米產(chǎn)量構(gòu)成及經(jīng)濟(jì)效益的影響,探索適宜寧夏中部干旱帶生態(tài)和生產(chǎn)的合理的培肥模式,以期達(dá)到高品質(zhì)、高經(jīng)濟(jì)效益的飼用玉米生產(chǎn),為寧夏旱地土壤高效綠色生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)地在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū),鹽池縣馮記溝鄉(xiāng)天朗農(nóng)業(yè)有限公司玉米種植基地(N38°34′,E106°31′),平均海拔1600m,年平均降水量290mm,無(wú)霜期128d,年均氣溫8.5℃,屬中溫帶干旱、半干旱氣候區(qū),土壤類型為灰鈣土,質(zhì)地為砂性壤土。該試驗(yàn)地土壤物理、化學(xué)性狀見(jiàn)表1、2。根據(jù)土壤肥力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)屬低等肥力,根據(jù)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分屬于六級(jí)水平(極低),土壤嚴(yán)重缺磷、鉀,土壤呈強(qiáng)堿性。
表1 試驗(yàn)地土壤基本物理性狀
表2 土壤基本化學(xué)性質(zhì)
供試玉米品種:先玉1225 號(hào)。
基肥:磷酸二氫銨(P2O561%,N12%);
生物有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)60.8%、全氮6.34%、全磷0.27%、全鉀0.11%);
羊糞有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)64.8%、全氮5.24%、全磷0.43%、全鉀0.25%);
牛糞有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)29.9%、全氮1.72%、全磷1.47%、全鉀1.54%)。
追肥:尿素(N46%)、磷酸二氫鉀(P2O552%,K2O534%),都為水溶性肥料。
試驗(yàn)采用單因素巢式設(shè)計(jì),試驗(yàn)設(shè)置3 種不同物料生產(chǎn)的有機(jī)肥(生物有機(jī)肥、羊糞有機(jī)肥、牛糞有機(jī)肥),4 個(gè)不同的施用量(3、6、9、12t/hm2),以不施有機(jī)肥(常規(guī)施化肥)為CK,共13個(gè)處理,探索玉米基地土壤改良培肥的最佳肥料種類和施用量。試驗(yàn)地以南北方向劃分為3 個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)組內(nèi)東西方向安排有機(jī)肥處理(M1、M2、M3),南北方向安排有機(jī)肥用量處理(T1、T2、T3、T4)。區(qū)組東西寬9m×3=27m,南北長(zhǎng)9m×4=36m,區(qū)組間間隔1m。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)面積為9m×9m=81m2,共計(jì)試驗(yàn)區(qū)面積為39×81m2=3159m2。
于2018 年4 月19 日采用機(jī)械化寬窄行種植方式進(jìn)行播種,寬行70cm,窄行30cm,株距28cm,種植密度為83055 株/hm2,播深10cm。有機(jī)肥、磷酸二氫銨全部作為基肥在播種前施入,尿素和磷酸二氫鉀作為追肥,尿素分12 次施入300kg/hm2純氮量,苗期(2 次,10%+10%)、拔節(jié)期(3 次,15%+15%+10%)、抽雄期(3 次,10%+10%+5%)、吐絲期(2 次,5%+5%)、灌漿期(1 次,5%)施入。磷酸二氫鉀在苗期、抽雄期、吐絲期、灌漿期分4 次共施入270kg/hm2純鉀量。灌溉方式為滴灌,灌水量為每公頃4050m3,分別在播種期(300m3)、苗期(375m3)、拔節(jié)期(375m3+375m3+375m3)、抽雄期(300m3+375m3+300m3)、灌漿期(375m3+300m3+300m3)、成熟期(300m3)。分12 次灌入,每10d 一次。
樣 品 采 集:2018年4月9日和9月17日分別采集0~20cm 土壤,測(cè)定水分,然后經(jīng)風(fēng)干、過(guò)篩處理。2018 年9月20日開始計(jì)產(chǎn),每小區(qū)選擇3帶(每帶包含滴灌帶兩側(cè)的2 行),每帶用尺子量取2m2,先將穗(不含包葉)扳下來(lái),統(tǒng)計(jì)穗數(shù)(大穗和小穗分別統(tǒng)計(jì))和穗鮮重(kg),然后用鐮刀將地上部植株割下來(lái),稱量莖葉鮮重(kg)。
土壤理化性質(zhì)的測(cè)定:土壤容重采用環(huán)刀法;土壤孔隙度采用計(jì)算法;飽和含水量、田間持水量均采用環(huán)刀法測(cè)定;自然含水量采用烘干法;pH 計(jì)測(cè)定pH 值;1∶5 土壤懸液電導(dǎo)法(電導(dǎo)儀法)測(cè)定土壤EC 值;土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法;全氮采用半微量凱氏法;全磷采用HClO4-H2SO4消煮,鉬銻抗比色法;全鉀采用氫氟酸-高氯酸法;有效磷采用0.5mol/L NaHCO3(pH8.5)浸提,鉬銻抗比色法;速效鉀采用1mol/L NH4OAc(pH7.0)浸提,火焰光度法[13]。
玉米產(chǎn)量性狀測(cè)定:穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重。
用Excel2007 整 理數(shù)據(jù),運(yùn)用SPSS17.0 軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。所有的差異顯著性分析均采用新復(fù)極差法(SSR)在P<0.05 水平上進(jìn)行比較。
由表3 可知,不同有機(jī)肥方式下,土壤容重表現(xiàn)為CK >牛糞有機(jī)肥>羊糞有機(jī)肥>生物有機(jī)肥,生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的容重較CK 分別降低6.04%、3.02%、0.50%;土壤孔隙度表現(xiàn)為生物有機(jī)肥>羊糞有機(jī)肥>牛糞有機(jī)肥>CK,生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的孔隙度較CK 處理平均增加了12.94%、6.53%、4.31%,說(shuō)明3 種有機(jī)肥均能降低0~20cm 土壤容重和提高土壤孔隙度,且各處理的土壤容重與總孔隙度呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。生物有機(jī)肥對(duì)改善土壤容重和土壤孔隙度的效果最為顯著,以M1T2 處理效果最佳,容重和孔隙度與CK 相比分別降低10.74%和增加24.96%;羊糞有機(jī)肥中以M2T1 處理效果最佳,容重和孔隙度與CK 相比分別降低7.38%和增加12.54%;牛糞有機(jī)肥各施用量處理間差異不顯著。
不同有機(jī)肥處理下,土壤飽和含水量與播前土壤相比明顯提高,且生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥較CK 處理分別提高15.67%、4.41%、0.19%,對(duì)土壤飽和含水量效果表現(xiàn)為,生物有機(jī)肥>羊糞有機(jī)肥>牛糞有機(jī)肥。其中生物有機(jī)肥中以M1T2 處理表現(xiàn)最好,飽和含水量達(dá)35.12%,這是所有處理中飽和含水量最高的處理;羊糞有機(jī)肥中以M2T1處理效果最好,為33.39%;牛糞有機(jī)肥各處理中以M3T1 處理效果最好,為30.58%。施用中低量有機(jī)肥對(duì)土壤飽和含水量的提高更為有效。生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的田間持水量分別比CK 提高了16.11%、12.08%、9.52%,說(shuō)明不同有機(jī)肥對(duì)田間持水量效果表現(xiàn)為生物有機(jī)肥>羊糞有機(jī)肥>牛糞有機(jī)肥>CK。
綜上所述可以發(fā)現(xiàn),施用生物有機(jī)肥對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)改良效果顯著,特別是在施用6t/hm2時(shí)最優(yōu);羊糞有機(jī)肥和牛糞有機(jī)肥施用3t/hm2時(shí),對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)的改良效果最好。說(shuō)明3 種有機(jī)肥均可改善土壤物理性質(zhì),降低土壤容重,增加孔隙度,提高土壤保水保墑能力。
表3 不同有機(jī)肥處理對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響
由表4 可知,不同有機(jī)肥處理對(duì)土壤pH 值的影響都不顯著,但各處理較CK 都有所降低;其中M1T2 處理和M2T3 處理的pH 值最低(均為8.25),生物有機(jī)肥和羊糞有機(jī)肥各處理的pH 均值是8.37,較CK 相比,有明顯降低,牛糞有機(jī)肥pH 均值為8.44,較CK 相比pH 值小幅降低??梢?jiàn),生物有機(jī)肥和羊糞有機(jī)肥有調(diào)節(jié)土壤酸堿度的作用。
電導(dǎo)率可以表征土壤可溶性鹽的總量,通過(guò)電導(dǎo)率可以判定土壤中鹽類離子是否限制了作物生長(zhǎng)[14]??梢园l(fā)現(xiàn),生物有機(jī)肥和羊糞有機(jī)肥各處理隨施用量增加,其電導(dǎo)率值呈遞增趨勢(shì),在施用量12t/hm2時(shí),電導(dǎo)率值與其他值相比呈顯著性差異,但在施用3t/hm2有機(jī)肥時(shí),生物有機(jī)肥和羊糞有機(jī)肥的電導(dǎo)率值較CK 分別降低7.50%、12.40%。說(shuō)明生物有機(jī)肥和羊糞有機(jī)肥在施用低量有機(jī)肥時(shí),可以有效降低土壤含鹽量。牛糞有機(jī)肥對(duì)土壤電導(dǎo)率值的影響不顯著,但是可以明顯看出各處理電導(dǎo)率值隨施用量的增加,呈現(xiàn)下降趨勢(shì),說(shuō)明牛糞有機(jī)肥有降低土壤含鹽量的效果。
3 種有機(jī)肥處理對(duì)土壤的有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分差異都不顯著,因此施用量對(duì)有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分的影響不顯著。其中,生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的有機(jī)質(zhì)、全氮含量都隨施用量增加,表現(xiàn)為先增加再降低的趨勢(shì)。生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的有機(jī)質(zhì)含量較CK 分別增長(zhǎng)9.69%、12.89%、18.51%,M3T1 處理是3 種有機(jī)肥中最優(yōu)處理為3.26g/kg,生物有機(jī)肥以M1T2 處理最高,為3.12g/kg,羊糞有機(jī)肥以M2T1 處理最高,為3.03g/kg,說(shuō)明在施用中低量有機(jī)肥時(shí),對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的增加效果最好。3種的全氮含量增加不明顯,但是較CK 均有小幅增加,生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的全氮含量較CK分別增長(zhǎng)5.36%、8.93%、3.57%,說(shuō)明羊糞有機(jī)肥對(duì)全氮影響大于生物有機(jī)肥和牛糞有機(jī)肥。3 種有機(jī)肥處理對(duì)全磷、全鉀含量的影響表現(xiàn)為,隨著施用量的增加而逐漸遞增,生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的全磷含量較CK 分別增長(zhǎng)25.93%、11.11%、14.81%;生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的全鉀含量較CK 分別增長(zhǎng)8.93%、21.43%、9.38%。說(shuō)明3 種有機(jī)肥都有提高土壤全量養(yǎng)分含量的作用。
從速效養(yǎng)分看,3 種有機(jī)肥處理的有效磷和速效鉀差異都不顯著,有效磷和速效鉀的含量都隨著施用量增加,呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),3 種有機(jī)肥在施用3t/hm2時(shí),有效磷和速效鉀含量較CK 處理都有明顯的增加。說(shuō)明3 種有機(jī)肥都能有效提高土壤的速效養(yǎng)分含量,且施用量適宜在3~6t/hm2之間,過(guò)量施用有機(jī)肥可能會(huì)導(dǎo)致肥料浪費(fèi)、養(yǎng)分流失、成本增加和肥料利用率不高等問(wèn)題。
表4 不同有機(jī)肥及用量條件下收獲期土壤化學(xué)性質(zhì)
由表5 可知,施用有機(jī)肥對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成的影響差異顯著,相較于CK,不同有機(jī)肥處理的穗粗、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量均有提高,說(shuō)明3 種有機(jī)肥均可促進(jìn)玉米增產(chǎn)。生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的穗粗較CK 分別增長(zhǎng)2.56%、2.94%、1.62%;生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的穗長(zhǎng)較CK 分別增長(zhǎng)7.12%、7.93%、3.19%;生物有機(jī)肥、羊糞、牛糞處理的穗粒數(shù)較CK 分別增長(zhǎng)10.21%、13.84%、1.95%;生物有機(jī)肥、羊糞、牛糞處理的百粒重較CK 分別增長(zhǎng)2.50%、3.92%、2.38%;生物有機(jī)肥、羊糞、牛糞處理的禿尖程度 較CK 分 別 降 低9.01%、17.19%、3.61%。3 種有機(jī)肥處理對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的影響均表現(xiàn)為羊糞有機(jī)肥>生物有機(jī)肥>牛糞有機(jī)肥>CK。綜上所述,羊糞有機(jī)肥對(duì)玉米農(nóng)藝效果顯著,當(dāng)施用量在12t/hm2時(shí),各農(nóng)藝指標(biāo)均為最優(yōu);生物有機(jī)肥處理中,以M1T4(12t/hm2)處理的穗長(zhǎng)、穗粗指標(biāo)達(dá)到所有處理中最高,分別為17.38 和21.34cm,其它指標(biāo)也較為均衡;牛糞有機(jī)肥各施用量處理中,以M3T2 處理(6t/hm2)的各農(nóng)藝指標(biāo)最好。
有機(jī)肥處理對(duì)玉米增產(chǎn)效果顯著,生物、羊糞、牛糞有機(jī)肥處理的平均產(chǎn)量較CK 分別增產(chǎn)33.79%、29.05%、29.15%,表現(xiàn)為生物有機(jī)肥>牛糞有機(jī)肥>羊糞有機(jī)肥>CK。生物有機(jī)肥在施用3t/hm2時(shí),產(chǎn)量最高,為14.06t/hm2,然后隨施用量增加玉米產(chǎn)量遞減;羊糞有機(jī)肥各處理間差異不顯著,因此羊糞有機(jī)肥施用量對(duì)玉米產(chǎn)量影響不顯著,在施用6t/hm2時(shí),達(dá)到產(chǎn)量最高,為12.84t/hm2,隨后產(chǎn)量開始減少;牛糞有機(jī)肥在施用3t/hm2時(shí),達(dá)到所有處理間最高產(chǎn)量,為14.32t/hm2,然后玉米產(chǎn)量隨施用量增加而減少。綜上所述,牛糞有機(jī)肥3t/hm2處理玉米產(chǎn)量最優(yōu),施用生物有機(jī)肥3t/hm2處理次之。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn),玉米籽粒產(chǎn)量隨有機(jī)肥施用量增加呈報(bào)酬遞減式拋物線變化,因此適量施用有機(jī)肥可以提高玉米產(chǎn)量,而過(guò)量或少量施肥均不利于產(chǎn)量的提高。
表5 有機(jī)肥對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成的影響
由表6 可知,與CK 相比,施用有機(jī)肥處理的產(chǎn)量均有增長(zhǎng),以M3T1 處理產(chǎn)量最高,達(dá)到14.32t/hm2,其次是M1T1 處理,為14.06t/hm2,增產(chǎn)率分別達(dá)到48.60%、45.92%。3 種有機(jī)肥經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為牛糞有機(jī)肥>羊糞有機(jī)肥>生物有機(jī)肥,這是由于3種不同有機(jī)肥單價(jià)造成的差異;以M3T1 處理的經(jīng)濟(jì)效益最好,為2.14 萬(wàn)元/hm2,其次是MIT1 處理,為1.92 萬(wàn)元/hm2。各處理產(chǎn)投比來(lái)看,M3T1 處理產(chǎn)投比最高,為9.92,其次是M2T1 處理,為6.93。
綜上所述,可以發(fā)現(xiàn),生物有機(jī)肥和牛糞有機(jī)肥施用3t/hm2時(shí),產(chǎn)量、增產(chǎn)率、產(chǎn)值、經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)投比均為最高;而羊糞有機(jī)肥施用6t/hm2時(shí),產(chǎn)量、增產(chǎn)率、產(chǎn)值達(dá)到最高值,施用3t/hm2時(shí),經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)投比最高。因此,生物有機(jī)肥、羊糞、牛糞處理以施用3t/hm2時(shí),經(jīng)濟(jì)效益最好。
表6 有機(jī)肥種類及施用量對(duì)玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響
寧夏中部地區(qū)屬于我國(guó)典型的旱地土壤,具有土粒分散、孔隙度小、易于板結(jié),pH 值和鹽分含量高,有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量較低等特點(diǎn)[15]。研究表明,有機(jī)肥含有大量有機(jī)物質(zhì)和作物需要的營(yíng)養(yǎng)元素,在改善土壤結(jié)構(gòu)和活化土壤養(yǎng)分庫(kù)容、促進(jìn)水肥協(xié)調(diào)方面有化肥不可替代的優(yōu)勢(shì)[16-17]。合理施用有機(jī)肥能夠使旱地土壤存在的肥力問(wèn)題得到改善。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,施用有機(jī)肥后,土壤容重和孔隙度達(dá)到極顯著改善,土壤各養(yǎng)分也有增加趨勢(shì)。這與韋茂貴等[18]、孫薇等[19]的研究一致。由于有機(jī)肥具有改善土壤物理結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量的作用,抑制了溶于水中的鹽分上移,從而達(dá)到使土壤電導(dǎo)率降低,促進(jìn)土壤脫鹽的目的[20-21]。生物有機(jī)肥兼顧了傳統(tǒng)有機(jī)肥和有機(jī)菌劑的優(yōu)勢(shì),含有大量的有機(jī)質(zhì)和土壤有益微生物,施用6t/hm2生物有機(jī)肥處理對(duì)土壤物理性狀各指標(biāo)的改善十分顯著,有機(jī)質(zhì)含量3.12g/kg,較CK提高20.93%,pH 值和電導(dǎo)率也明顯下降,說(shuō)明生物有機(jī)肥能夠顯著改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,有效降低土壤pH 值和電導(dǎo)率,從而改善土壤鹽漬化現(xiàn)象。全量養(yǎng)分是土壤的主要組成部分,是土壤中有效氮、磷、鉀的來(lái)源。蔣仁成等[22]認(rèn)為,施用有機(jī)肥能顯著提高土壤全量養(yǎng)分的含量;張鵬等[23]的研究也表明,隨著施肥量的增加,各施肥處理的全氮、全磷、全鉀含量分別較不施有機(jī)肥處理有顯著提高。本試驗(yàn)中,3 種有機(jī)肥處理與CK 相比,土壤全量養(yǎng)分的含量都隨著施肥量的增加而呈增加的趨勢(shì),但各處理之間變化不顯著,3種有機(jī)肥之間差異也不明顯。這可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥對(duì)土壤質(zhì)量和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的影響過(guò)程較為復(fù)雜,需要較長(zhǎng)周期才能將有機(jī)肥的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為作物可以吸收的礦化養(yǎng)分。速效養(yǎng)分是作物可以直接利用吸收的養(yǎng)分形態(tài),因此速效養(yǎng)分的含量是關(guān)系到作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的重要因素。試驗(yàn)中不同有機(jī)肥的有效磷和速效鉀含量都表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì),在施用低量有機(jī)肥時(shí)都顯著增加,但隨著有機(jī)肥施用量的增加,速效養(yǎng)分含量逐漸遞減,這可能是因?yàn)樵谑┯酶哂昧康挠袡C(jī)肥時(shí),配施化肥使養(yǎng)分含量太高造成了肥料的浪費(fèi),這說(shuō)明有機(jī)肥與化肥的施用存在報(bào)酬遞減規(guī)律。
在有機(jī)培肥的研究中不僅要考慮肥料資源的高效利用,還要把握好作物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益之間的平衡關(guān)系[24]。施低量、中量和高量有機(jī)肥都能顯著提高玉米產(chǎn)量,但3 種有機(jī)肥均為低施用量時(shí)的產(chǎn)量最高,說(shuō)明低量有機(jī)肥已能夠滿足玉米對(duì)養(yǎng)分的需求,再增施有機(jī)肥不僅增加成本,而且產(chǎn)量也開始降低。低施用量情況下,牛糞有機(jī)肥和生物有機(jī)肥對(duì)玉米的增產(chǎn)效果較好,都達(dá)到14t/hm2,但是牛糞有機(jī)肥的經(jīng)濟(jì)效益高于生物有機(jī)肥2200 元,牛糞有機(jī)肥產(chǎn)投比高于生物有機(jī)肥將近75%,這主要是因?yàn)樯镉袡C(jī)肥的單價(jià)較高導(dǎo)致成本明顯高于其它兩種有機(jī)肥,因此,在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中,肥料成本是影響經(jīng)濟(jì)效益的一大因素。
進(jìn)行不同有機(jī)肥和施用量對(duì)土壤理化性狀和玉米產(chǎn)量影響的研究將有利于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民根據(jù)土壤存在的問(wèn)題及擬解決關(guān)鍵問(wèn)題,因地制宜,根據(jù)不同源有機(jī)肥特性選擇施用種類和用量[25]。如以改善土壤結(jié)構(gòu)為主要目的,最好選用生物有機(jī)肥作為基肥;如以提高玉米性狀為目的,則選擇羊糞有機(jī)肥效果最佳;如以增產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益為主要目的,則應(yīng)選擇牛糞有機(jī)肥。但需要說(shuō)明的是,有機(jī)肥的肥效周期較長(zhǎng),需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)觀測(cè)其對(duì)土壤肥力和作物產(chǎn)量的影響變化,因此本文只對(duì)有機(jī)培肥試驗(yàn)實(shí)施的第一年結(jié)果進(jìn)行分析,要研究不同有機(jī)肥處理對(duì)土壤肥力的影響,還需進(jìn)行長(zhǎng)期試驗(yàn),進(jìn)一步分析年際間各有機(jī)肥和施用量對(duì)土壤理化性質(zhì)與作物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益的影響。
本試驗(yàn)比較了生物有機(jī)肥、羊糞有機(jī)肥、牛糞有機(jī)肥3 種不同有機(jī)物料及配合不同施用量對(duì)旱地當(dāng)季土壤理化性質(zhì)、青儲(chǔ)玉米的產(chǎn)量構(gòu)成因素和經(jīng)濟(jì)效益的影響,綜合分析試驗(yàn)結(jié)果可以看出:有機(jī)肥施用第一年時(shí),與單施化肥相比,3 種有機(jī)肥都可以有效降低耕層土壤容重,改善土壤孔隙狀況,提高土壤蓄水量和土壤養(yǎng)分含量,達(dá)到保水保肥、提高旱地生產(chǎn)力的目的,從而增加玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。生物有機(jī)肥對(duì)土壤物理性狀的改善效果最佳;羊糞有機(jī)肥對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的影響最優(yōu);牛糞有機(jī)肥能夠保障產(chǎn)量和提高經(jīng)濟(jì)效益。綜合考慮土壤理化性狀、玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益等因素時(shí),3 種有機(jī)肥的推薦用量均為3t/hm2。