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        小麥化肥減量增效研究

        2022-09-02 10:18:30趙風(fēng)蘭高紅莉李洪濤
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年16期
        關(guān)鍵詞:復(fù)混肥腐殖酸脲酶

        趙風(fēng)蘭,張 硌,高紅莉,李洪濤

        (河南省科學(xué)院地理研究所,河南鄭州 450052)

        河南作為全國糧食主產(chǎn)區(qū)之一,用全國1/16的耕地,生產(chǎn)了全國總產(chǎn)量1/10的糧食,尤其是小麥生產(chǎn),河南小麥產(chǎn)量占全國小麥總產(chǎn)量的1/4,這在很大程度上得益于大量的肥料投入。化肥的施用,在促進(jìn)糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中起到不可替代的作用。然而,研究顯示,河南省與我國很多省份一樣,在糧食生產(chǎn)中普遍存在用肥不合理、化肥施用量偏高、肥料利用率偏低、面源污染嚴(yán)重和資源浪費(fèi)等問題,共同構(gòu)成糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。為提升河南糧食生產(chǎn)養(yǎng)分利用效率、土壤地力和綜合效益,2019年,河南省科學(xué)院啟動(dòng)了重大科研聚焦專項(xiàng)課題“河南省農(nóng)作物主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染土壤綜合防治體系建設(shè)與示范”。推廣使用既能提高農(nóng)作物產(chǎn)量又能減少對環(huán)境影響的新型肥料,進(jìn)行科學(xué)施肥,是減少農(nóng)業(yè)面源污染、提高土壤肥力、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一。為此開發(fā)出了功能性硅包衣加腐殖酸有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、復(fù)合微生物肥料等新型肥料,為驗(yàn)證其施用效果,筆者在許昌灌溉試驗(yàn)站小麥-玉米輪作條件下的試驗(yàn)田進(jìn)行了硅包衣有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、復(fù)合微生物肥料和常規(guī)高含量復(fù)合肥的對比試驗(yàn)。

        1 材料與方法

        試驗(yàn)設(shè)在許昌灌溉試驗(yàn)站小麥-玉米輪作條件下的試驗(yàn)田。試驗(yàn)地土壤的基礎(chǔ)肥力情況:土壤pH 7.57,有機(jī)質(zhì)11.2 g/kg,全氮0.73 g/kg,速效磷(PO)13.7 mg/kg,速效鉀(KO)96.8 mg/kg。

        供試小麥品種為新麥26。

        共設(shè)3個(gè)處理,采用隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),水肥管理及防病措施等田間管理同大田管理。1月26日追肥一次,追施尿素用量195 kg/hm;2月25日化除作業(yè)一次:15%炔草酯用量490.35 mL/hm,35%氯吡雙氟唑草酮用量294.15 mL/hm;植保作業(yè)2次,第一次于3月22日,第二次于4月25日。

        處理①硅包衣有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥(小麥專用肥),N+PO+KO≥36%,有機(jī)質(zhì)≥15%,750 kg/hm;處理②復(fù)合微生物肥料(小麥專用肥),N+PO+KO≥28%,有機(jī)質(zhì)≥20%,有效活菌數(shù) 0.2億/g,750 kg/hm;處理③(CK)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)中常用小麥專用肥,N+PO+KO≥45%,750 kg/hm。

        2 結(jié)果與分析

        從表1可以看出,不同肥料處理對小麥生育進(jìn)程無影響。

        由表2可知,不同處理對小麥出苗率的影響,處理①和處理②略高于處理③,差異不顯著;不同處理對小麥根系發(fā)育的影響,單株次生根處理①和處理②高于處理③,但差異不顯著。其原因可能:第一,硅的營養(yǎng)作用和硅對土壤的改良作用,硅肥能夠活化疏松土壤,改善土壤結(jié)構(gòu);第二,腐殖酸有機(jī)質(zhì)對土壤的改良作用以及腐殖酸作為植物刺激劑的作用。土壤環(huán)境的改善和腐殖酸刺激植物的生長發(fā)育進(jìn)程,提高了出苗率;同時(shí)土壤環(huán)境改善,可有效小麥根系的生長發(fā)育,加上腐殖酸可刺激作物根系的側(cè)根數(shù)量和根毛密度,提高了單株次生根。不同處理對小麥分蘗和小麥群體的影響,不同處理間基本一致,說明不同施肥處理對小麥分蘗和小麥群體影響差異不顯著。

        表1 不同施肥處理小麥生育期Table 1 Growth period of wheat under different fertilization treatments

        表2 不同施肥處理小麥生物學(xué)性狀及經(jīng)濟(jì)性狀Table 2 Biological and economic characteristics of wheat under different fertilization treatments

        小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是影響小麥產(chǎn)量的重要因素,是構(gòu)成小麥產(chǎn)量的重要因子。由表3可知,不同處理間小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重差異不顯著,穗數(shù)表現(xiàn)為處理①>處理③>處理②,穗粒數(shù)表現(xiàn)為處理②>處理①>處理③,千粒重表現(xiàn)為處理①>處理②>處理③,小麥產(chǎn)量表現(xiàn)為處理①>處理③>處理②,穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均是處理①最高。

        這是因?yàn)楣枘艽龠M(jìn)小麥的生長發(fā)育,改善其生物學(xué)性狀。硅包衣有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥養(yǎng)分全面,營養(yǎng)平衡,不僅有機(jī)無機(jī)相結(jié)合,還含有作物生長所必需的各種大、中、微量元素,滿足了作物生長發(fā)育需求,有效促進(jìn)小麥的生長發(fā)育,復(fù)合微生物肥料也具有有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的優(yōu)點(diǎn),還含有生物菌劑,提高了肥料養(yǎng)分利用率。所以盡管養(yǎng)分減少了37%,但產(chǎn)量未受明顯影響。

        表3 不同施肥處理小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 3 Wheat yield components and wheat yield under different fertilization treatments

        由表4可知,不同施肥處理土壤脲酶活性差異不顯著,表現(xiàn)為處理①<處理②<處理③。不同施肥處理土壤磷酸酶活性差異不顯著,表現(xiàn)為處理①>處理②>處理③。

        分析原因,第一,硅肥和腐殖酸有機(jī)質(zhì)有助于土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性,降低土壤容重,而脲酶活性與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān),磷酸酶活性與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性呈顯著正相關(guān);第二,增施腐殖酸會對原有條件下的土壤脲酶活性起到抑制作用,對土壤酸性磷酸酶的活性具有促進(jìn)作用,且腐殖酸和無機(jī)肥配合還具有累加效應(yīng),其處理對改善酸性磷酸酶活性的效果更佳。

        脲酶是尿素分解轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素,施入土壤的尿素需要在脲酶的參與下才能水解,脲酶的活性得到抑制,延長尿素肥效,提高了尿素的養(yǎng)分利用率。土壤磷酸酶是一類催化土壤有機(jī)磷化合物礦化成無機(jī)磷的酶,可促進(jìn)有機(jī)磷水解,提高土壤有效磷含量,土壤磷酸酶活性直接影響土壤中有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化及其生物有效性。這也解釋了處理①養(yǎng)分較處理③養(yǎng)分減少20%的情況下不僅不減產(chǎn),還略有增產(chǎn)。處理②養(yǎng)分含量較處理③養(yǎng)分含量減少了37%,產(chǎn)量也只是略有下降。土壤酶活性是土壤肥力評價(jià)的重要指標(biāo)之一,同時(shí)也是土壤自凈能力評價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo),在土壤的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流動(dòng)過程中起著極其重要的作用。土壤酶是土壤生態(tài)系統(tǒng)新陳代謝的重要?jiǎng)恿?,也是土壤中各種生物化學(xué)反應(yīng)良好的催化劑,其活性可以反映出不同土壤生物化學(xué)反應(yīng)的相對強(qiáng)度和土壤的養(yǎng)分狀況,土壤酶活性與土壤理化特性和肥力狀況有顯著相關(guān)性。因此,施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥和復(fù)合微生物肥料,調(diào)節(jié)酶的活性,對改善土壤生態(tài)環(huán)境、提高土壤肥力有重要意義。

        處理①肥料價(jià)格2 990元/t,處理②肥料價(jià)格2 890元/t,處理③肥料價(jià)格3 090元/t,小麥價(jià)格2.4元/kg。經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果顯示,產(chǎn)值表現(xiàn)為處理①>處理③>處理②,扣除肥料投入后的收入,處理②和處理③基本相同(表5)。

        表4 不同施肥處理土壤脲酶和磷酸酶活性Table 4 Soil urease and phosphatase activities of different fertilization treatments

        表5 不同施肥處理經(jīng)濟(jì)效益分析Table 5 Analysis of economic benefits of different fertilization treatments

        3 結(jié)論

        硅包衣有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥氮磷鉀養(yǎng)分含量比常規(guī)復(fù)合肥降低了20%,復(fù)合微生物肥料氮磷鉀養(yǎng)分含量較常規(guī)復(fù)合肥降低了37%,硅包衣有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥和復(fù)合微生物肥料均增加了腐殖酸有機(jī)質(zhì)和中微量元素等功能性元素,具有養(yǎng)分全、肥效期長、利用率高、改善土壤環(huán)境、調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)平衡、刺激作物生長等特點(diǎn),效果明顯。該試驗(yàn)結(jié)果表明,施用這2種新型肥料可以達(dá)到減肥增效的作用。

        有機(jī)肥料和微生物肥料與無機(jī)化學(xué)肥料有機(jī)結(jié)合,加上硅包衣提供的中微量元素,促進(jìn)了營養(yǎng)平衡,可減少化學(xué)養(yǎng)分用量,具有明顯減肥增效效果。這2種新型肥料的施用及試驗(yàn)研究為“化肥使用零增長行動(dòng)”的實(shí)施提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

        施用硅包衣有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥和復(fù)合微生物肥料,減少了肥料投入和資源浪費(fèi),還改善了土壤環(huán)境,減輕了環(huán)境污染,有助于實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)減肥增效、培肥地力、“藏糧于地”的綠色可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),對既著眼當(dāng)下糧食生產(chǎn)減肥不減產(chǎn),又考慮未來地力提升,意義深遠(yuǎn)。

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