殷韶梅蔡嶄紅張洪銀吳佳瑞夏學(xué)智馬文禮楊桂麗張萬有
(1.寧夏農(nóng)科農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心,寧夏 銀川 750000;2.寧夏農(nóng)墾暖泉農(nóng)場有限公司,寧夏 銀川 750200)
國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,2020年寧夏糧食作物播種面積共679.18千hm2,其中玉米播種面積322.73千hm2,占總面積的47.52%,為寧夏第1大糧食作物。近年來,寧夏高效節(jié)水灌溉面積正逐年增加,截至2020年底,高效節(jié)水灌溉面積已接近27萬hm2,在灌溉面積逐年增加的情況下,全區(qū)引黃取水量由最高89億m3穩(wěn)定到65億m3左右,灌溉水利用系數(shù)由2010年的0.43提高到0.511。
隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、集約化的推進,對節(jié)水灌溉工程依賴程度不斷提高,傳統(tǒng)的過磷酸鈣、造粒復(fù)合肥已經(jīng)不能滿足高效節(jié)水灌溉的要求。而水溶肥料[1,2]作為一種新型肥料,與傳統(tǒng)肥料相比,可以實現(xiàn)養(yǎng)分自由搭配,肥料利用率高,施用經(jīng)濟方便[3],在節(jié)約灌溉用水的同時,有效提高勞動生產(chǎn)效率和肥料利用效率。目前,市場上水溶肥品種不一,不同品種肥效差異較大,國內(nèi)外很多學(xué)者就不同水溶肥在玉米上的研究也比較多[4-11],但在寧夏地區(qū)的報道還比較少。因此,為更好地篩選出適合寧夏玉米滴灌水溶肥,開展了以5種不同水溶肥為對比,以糧飼兼用型玉米為研究對象的肥效試驗研究,為寧夏節(jié)水灌溉水溶肥供應(yīng)大面積推廣提供重要依據(jù)。
試驗于2020年4—10月在寧夏農(nóng)墾暖泉農(nóng)場農(nóng)五隊進行,試驗區(qū)為2018年實施的高效節(jié)水項目區(qū),經(jīng)過智能化改造,所有面積均可以實現(xiàn)自動化灌溉,完全實現(xiàn)通過手機開關(guān)不同電磁閥,讀取實時土壤墑情數(shù)據(jù)等。試驗區(qū)土壤為灰鈣土,其土壤理化性狀為pH值8.12,電導(dǎo)率0.225ms·cm-1,有機質(zhì)9.69g·kg-1,全氮0.628g·kg-1,速效鉀73.8mg·kg-1,水解性氮48.14mg·kg-1,有效磷30.18mg·kg-1,鹽分0.822g·kg-1。土層20cm深度土壤田間持水量20.86%,土壤容重1.51g·cm-3,土層40cm深度土壤田間持水量20.48%,土壤容重1.59g·cm-3。試驗前茬作物為玉米,平均籽粒產(chǎn)量12750kg·hm-2。
參試玉米品種為“先玉335”。播種方式為寬窄行,寬行80cm,窄行40cm,株距18cm。供試肥料有西夏、綠萌家樂、和樂美滿、銀碩、回農(nóng)。
試驗設(shè)5個處理,處理1為西夏水溶肥、處理2為綠萌家樂水溶肥、處理3為和樂美滿水溶肥、處理4為銀碩水溶肥、處理5為回農(nóng)水溶肥。試驗為單因素隨機試驗,每個小區(qū)面積1.07hm2,不做重復(fù),取樣設(shè)3次重復(fù)。根據(jù)暖泉農(nóng)場地力條件推薦的玉米施肥配方見表1。所生產(chǎn)的水溶肥為大量元素水溶肥,中量元素及微量元素符合國家標準。
表1 根據(jù)暖泉農(nóng)場地力條件推薦的玉米施肥配方
各處理灌水一致,均根據(jù)智能化灌溉系統(tǒng)測定的土壤墑情判斷是否達到灌溉時間。試驗設(shè)計為相同灌水量,相同施肥配方相同施肥量,不同廠家肥料生產(chǎn)的水溶肥。試驗區(qū)栽培管理和農(nóng)事操作完全一致,并在相同日期內(nèi)完成。8月25日收獲,各小區(qū)單獨測定產(chǎn)量及考種指標。
土壤干容重的測定:烘干法。田間持水率的測定:環(huán)刀法。土壤性狀:試驗開始前采集試驗地基礎(chǔ)土樣,收獲后按小區(qū)采集土壤樣品。測定項目:pH、全鹽、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀。土壤含水量的測定:智能化灌溉系統(tǒng)配套的土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)。
成熟時各小區(qū)單獨收獲、脫粒、測定籽粒含水率并折算成14%含水率時的產(chǎn)量。
在收獲前,按照小區(qū)選取典型樣品進行室內(nèi)考種,每個小區(qū)測定20株。室內(nèi)考種指標:穗長,用鋼卷尺測定,cm;穗粗,用游標卡尺測定,mm;穗行數(shù),數(shù)數(shù)確定,無單位;行粒數(shù),數(shù)數(shù)確定,無單位;禿尖長,用鋼卷尺測定,cm;穗重,電子天平測定,g;穗粒重,電子天平測定,g;百粒重,電子天平測定,g;芯重,電子天平測定,g。
不同肥料處理的產(chǎn)量見表2,可以看出,在相同收獲密度的條件下,不同處理產(chǎn)量從大到小依次為5>1>4>2>3,即回農(nóng)>西夏>綠萌家樂>銀碩>和樂美滿。相比較往年的平均產(chǎn)量12750kg·hm-2,各處理均表現(xiàn)為增產(chǎn)。處理1、2、3、4、5較往年增產(chǎn)分別為21.29%、14.82%、9.65%、15.06%、25.18%。增產(chǎn)幅度為9%~25%。
表2 不同水溶肥處理產(chǎn)量及增產(chǎn)比例
不同肥料處理考種結(jié)果見表3。從穗長結(jié)果可以看出,處理5穗長最長,處理4穗長最小,處理5與處理4之間構(gòu)成顯著差異,其余處理之間無顯著差異,整齊度范圍[85.8,92.0]。從穗粗結(jié)果可以看出,處理1最大,處理2最小,各處理之間差異不顯著,整齊度范圍[94.4,96.7]。從穗行數(shù)結(jié)果可以看出,各處理差異不顯著,整齊度范圍[89.8,95.1]。從行粒數(shù)結(jié)果看,處理5、處理1與處理3構(gòu)成極顯著差異,整齊度范圍[84.9,89.1],P<0.05。從禿尖結(jié)果看,各處理之間無顯著差異,整齊度范圍[8.7,37.7]。從芯重結(jié)果看,各處理之間無顯著差異,整齊度范圍[74.4,80.9]。從穗粒數(shù)結(jié)果看,處理5最大,處理3最小,但各處理之間差異不顯著,整齊度范圍[83.5,88.3]。從穗粒重結(jié)果看,處理5最大,處理3最小,處理5與處理3之間構(gòu)成顯著差異,整齊度范圍[83.5,88.3],P<0.05??傮w來說,不同水溶肥對玉米穗長、行粒數(shù)、穗粒重影響較大,個別處理存在顯著差異,對穗粗、穗行數(shù)、禿尖、芯重影響較小,各處理之間不構(gòu)成顯著差異。
表3 不同肥料處理考種結(jié)果分析
熵值法原理:熵的概念源于熱力學(xué),是對系統(tǒng)狀態(tài)不確定性的一種度量。在信息論中,信息是系統(tǒng)有序程度的一種度量。而熵是系統(tǒng)無序程度的一種度量,兩者絕對值相等,但符號相反。根據(jù)此性質(zhì),可以利用評價中各方案的固有信息,通過熵值法得到各個指標的信息熵,信息熵越小,信息的無序度越低,其信息的效用值越大,指標的權(quán)重越大。
數(shù)據(jù)標準化處理—正向指標:
(1)
負向指標:
(2)
計算第i種水溶肥第j項指標值的比重:
(3)
計算指標信息熵:
(4)
計算信息熵冗余度:
(5)
計算指標權(quán)重:
(6)
計算單指標評價得分:
(7)
考種結(jié)果原始數(shù)據(jù)見表4,除禿尖和芯重為負向指標,按照式(2)進行數(shù)據(jù)標準化,其余指標均為正向指標,按照式(1)進行數(shù)據(jù)標準化,結(jié)果見表5。根據(jù)式(3)~(6)計算信息熵、信息熵冗余度、指標權(quán)重,計算結(jié)果見表6。結(jié)果表明,權(quán)重較大的3個指標為行粒數(shù)、穗粒數(shù)和穗粒重,權(quán)重從大到小依次為穗粒數(shù)(0.304)>穗粒重(0.204)>行粒數(shù)(0.179),即對產(chǎn)量影響最大的是穗粒數(shù),其次是穗粒重,再次是行粒數(shù)。根據(jù)式(7)計算單指標評價得分。通過綜合評價,確定各處理高產(chǎn)排名為5、1、4、2、3,即回農(nóng)>西夏>綠萌家樂>銀碩>和樂美滿。這與實際產(chǎn)量表2的結(jié)果相吻合,說明這種評價方法對產(chǎn)量的評價比較精確。并且進一步確定了影響產(chǎn)量的主要考種指標為行粒數(shù)、穗粒數(shù)和穗粒重。
表4 考種結(jié)果原始數(shù)據(jù)
表5 考種結(jié)果原始數(shù)據(jù)標準化
表6 權(quán)重比較
表7 綜合評價
從實際產(chǎn)量上看,不同廠家生產(chǎn)的相同配方的大量元素水溶肥滴灌玉米產(chǎn)量均高于往年平均值。從農(nóng)藝性狀上看,各處理的綜合性狀表現(xiàn)為玉米穗長、行粒數(shù)、穗粒重影響較大,處理存在顯著差異,對穗粗、穗行數(shù)、禿尖、芯重影響較小,各處理之間不構(gòu)成顯著差異。利用熵值法進行綜合比較分析,綜合評價得分獲得的產(chǎn)量角度的肥效排名與實際產(chǎn)量獲得的肥效排名一致,各處理高產(chǎn)排名為5、1、4、2、3,即回農(nóng)>西夏>綠萌家樂>銀碩>和樂美滿。相比較往年的平均產(chǎn)量12750kg·hm-2,各處理均表現(xiàn)為增產(chǎn)增產(chǎn)幅度為9%~25%。本試驗為大區(qū)試驗,小區(qū)面積相對較大,對于肥料試驗來說,產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與實際數(shù)據(jù)表現(xiàn)一致,具有很好的數(shù)據(jù)參考,具有一定的說服力??傮w來說,從產(chǎn)量角度看,回農(nóng)水溶肥和西夏水溶肥表現(xiàn)較好,比較適合在周邊地區(qū)大面積推廣。但是,不同水溶肥對玉米品質(zhì)及長勢方面的研究沒有分析,引起玉米肥效差別的原因還需進一步認真研究。