不同施肥方式對旱地玉米土壤質(zhì)量及產(chǎn)量的影響

李維倩1，田 野2，王天寧1，陳 剛1，白陽陽1，羅 昀1，蔡進(jìn)軍1*

1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，寧夏 銀川 750002

2.寧夏回族自治區(qū)林業(yè)項(xiàng)目管理中心，寧夏 銀川 750001

摘 要：針對寧夏南部山區(qū)耕地地力條件薄弱、農(nóng)田生產(chǎn)力水平低、水分利用效率低等問題，選擇典型的旱地玉米農(nóng)田，跟蹤監(jiān)測在不同施肥方式下旱地玉米的主要農(nóng)藝性狀、土壤含水量、土壤養(yǎng)分、產(chǎn)量等指標(biāo)，探究不同施肥方式對旱地土壤質(zhì)量及玉米產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-2的施肥方式使0～40 cm土壤的耗水量最低;施用有機(jī)肥和常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2的施肥方式使深層土壤的耗水量最高。常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-2的施肥方式使土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于其他施肥方式;常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-2和常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2這2種施肥方式土壤全氮、全磷和全鉀的平均含量均高于其他處理。減N+有機(jī)肥的施肥方式能有效提升土壤養(yǎng)分。施有機(jī)肥和常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2的施肥方式可在一定程度上提高作物的產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：旱地玉米; 施肥方式; 土壤質(zhì)量; 產(chǎn)量

中圖分類號：S513 " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " "文章編號：1002-204X（2024）03-0023-04

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2024.03.006

Effects of Different Fertilization Patterns on Soil Quality

and Yield of Dryland Maize

Li Weiqian1， Tian Ye2， Wang Tianning1， Chen Gang1， Bai Yangyang1， Luo Yun1， Cai Jinjun1*

（1.Institute of Agricultural Resources and Environment， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002; 2.Ningxia Forestry Project Management Center， Yinchuan， Ningxia 750001）

Abstract Different fertilization patterns were conducted to investigate the effects of different fertilization patterns on the main agronomic traits， soil water content， soil nutrientsand yield of dryland maize， due to weak soil fertility in cultivated land in mountainous areas of southern Ningxia， low farmland productivity， and low water use efficiency. The results showed that the water consumption of 0～40 cm soil was the lowest when the conventional fertilizer was reduced by 1/3 and organic fertilizer was applied at 50 kg·hm-2. The water consumption of deep soil was the highest when organic fertilizer was applied and conventional fertilizer was reduced by 1/2 and organic fertilizer was applied at 50 kg·hm-2. The soil organic matter was significantly higher in conventional fertilizer reduction by 1/3 and organic fertilizer application of 50 kg·hm-2 than that in other fertilization patterns. The average contents of total nitrogen， total phosphorusand total potassium in soil were higher in conventional fertilizer reduction by 1/3 and organic fertilizer application of 50 kg·hm-2 and conventional fertilizer reduction by 1/2 and organic fertilizer application of 50 kg·hm-2 than that in other treatments. The fertilization pattern of reducing N and applying organic fertilizer can effectively improve soil nutrients. The fertilization pattern of applying organic fertilizer and conventional fertilizer reduction by 1/2 and organic fertilizer application of 50 kg·hm-2 can improve crop yield to a certain extent.

Key words Dryland maize; Fertilization pattern; Soil quality; Yield

玉米產(chǎn)量不僅受自身品種的影響，還受土壤質(zhì)量及施肥措施影響。目前，寧夏中低產(chǎn)田面積較大，尤其是寧夏南部山區(qū)尤為突出。寧夏南部山區(qū)農(nóng)田地力條件薄弱、生產(chǎn)力水平低、水分利用效率低等典型問題亟待解決。在寧夏南部山區(qū)，旱作農(nóng)田占南部山區(qū)總耕地面積的80%以上，而玉米作為旱地作物，既是南部山區(qū)主要的糧食作物，也是發(fā)展畜牧業(yè)的主要飼用作物。因此，研究不同施肥方式對旱地玉米土壤質(zhì)量及產(chǎn)量的影響對保障南部山區(qū)糧食、飼料安全具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為寧夏固原市西吉縣馬建鄉(xiāng)土窩村，屬黃土丘陵溝壑區(qū)，是干旱-半干旱黃土梁峁區(qū)典型代表地區(qū)。地理位置為35°56'674\" N，105°29'643\" E，海拔為1 925 m，年降水量在350～400 mm，無霜期為152 d，年平均氣溫達(dá)5.4 ℃，≥10 ℃的活動積溫為2 065 ℃。土壤多屬黑壚土。地下水位通常達(dá)20 m，最高達(dá)35 m，最低達(dá)5 m。該試驗(yàn)區(qū)氣候條件惡劣，災(zāi)害性天氣頻發(fā)，其中旱災(zāi)損失最大、影響最廣，并伴有冰雹、沙塵等自然災(zāi)害，水土流失情況嚴(yán)重，植被比較稀疏，土層厚但肥力不足，是西吉縣綜合治理耕地和土壤的重點(diǎn)區(qū)域。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年4—9月開展，4月22日播種，9月27日收獲并進(jìn)行測產(chǎn)。供試玉米品種均為寧單13號。根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植施肥習(xí)慣，玉米常規(guī)N、P2O5、K2O施用量分別為240、120、60 kg·hm-2，有機(jī)肥與化肥以氮素施用量為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)共設(shè)5個處理：T1為常規(guī)化肥;T2為常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2;T3為常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-2;T4為有機(jī)肥50 kg·hm-2;T5（CK）為不施肥。小區(qū)面積為24 m2，重復(fù)3次，共15個小區(qū)。有機(jī)肥和化肥全部做基肥施入，后期不再追肥，常規(guī)田間管理。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

在玉米生育期內(nèi)（4—9月），各試驗(yàn)小區(qū)依據(jù)梅花五點(diǎn)取樣法，用土鉆在0～100 cm深度范圍內(nèi)按20 cm間距采集土壤樣品，采集后將土壤整理均勻，用烘干稱重法測定土壤含水量。玉米成熟期（9月12日），在每個小區(qū)隨機(jī)選擇5株玉米調(diào)查玉米的農(nóng)藝性狀，包括株高、穗位、莖粗及單株鮮質(zhì)量，同時采集0～40 cm土壤進(jìn)行土壤養(yǎng)分的測定。采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用堿解擴(kuò)散法測定土壤堿解氮含量;采用0.5 mol·L-1 NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量;采用1 mol·L-1醋酸銨浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量[6]，并在同一時期對玉米產(chǎn)量進(jìn)行測產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

本文采用Excel 2010及SPSS 25軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析;運(yùn)用Origin 2021軟件作圖;采用單因素方差分析不同施肥方式下旱地玉米各項(xiàng)指標(biāo)組間差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方式對旱地玉米農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 不同施肥方式對旱地玉米株高的影響

由圖1可知，不同施肥方式下T3處理玉米株高最高，為291.3 cm，其次為T2處理，為286.8 cm，T5（CK）處理玉米株高最矮，為250.1 cm，株高由高到低的處理依次為T3、T2、T1、T4、T5（CK），幾種施肥方式均在一定程度上促進(jìn)玉米株高的生長。T1與T4處理玉米株高差異不顯著，2種施肥方式對玉米株高促進(jìn)效果基本一致;T2、T3處理對玉米株高促進(jìn)作用最大。

2.1.2 不同施肥方式對旱地玉米穗位的影響

由圖2可知，不同施肥方式下T3處理玉米的穗位最高，為147.0 cm，T5（CK）處理玉米穗位最低，為121.67 cm，玉米穗位由高到低的處理依次為T3、T1、T4、T2、T5（CK）。與T5（CK）相比，T1、T2、T3、T4處理均對玉米穗位生長具有促進(jìn)作用，且均與T5（CK）差異顯著（Plt;0.05），T2與T4處理、T1與T3處理玉米穗位長度差異不顯著，T1與T3處理玉米穗位長勢好。

2.1.3 不同施肥方式對旱地玉米莖粗的影響

由圖3可知，不同施肥方式下T1處理玉米莖粗最粗，為4.07 cm，T5（CK）處理莖粗最細(xì)，為3.33 cm，玉米莖粗由高到低的處理依次為T1、T2、T3、T4、T5（CK）。與T5（CK）相比，T1、T2、T3、T4處理均對玉米莖粗生長具有促進(jìn)作用。T3和T4處理玉米莖粗長勢相近，差異不顯著，T1與T2處理玉米莖粗差異不顯著。

2.1.4 不同施肥方式對旱地玉米單株鮮重的影響

從圖4可以看出，T2處理玉米單株鮮質(zhì)量最重，為1.12 kg，處理T5（CK）玉米單株鮮質(zhì)量最低，為0.74 kg，玉米單株鮮質(zhì)量由高到低的處理依次為T2、T1、T3、T4、T5（CK）。T1、T2、T3處理間玉米單株鮮質(zhì)量差異不顯著，T4與T5（CK）處理間單株鮮質(zhì)量差異不顯著。T1、T2和T3處理玉米單株鮮質(zhì)量明顯高于T5（CK）處理，T1、T2處理對單株鮮質(zhì)量的提高效果較為明顯。

2.2 不同施肥方式對旱地玉米土壤含水量的影響

在旱地玉米生長季（4—9月），對不同施肥方式下玉米試驗(yàn)小區(qū)的不同土層的土壤含水量進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，計(jì)算玉米生長及不同土層的土壤含水量的平均值，結(jié)果如圖5所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，T3處理0～40 cm土層土壤的耗水量最低;T2處理深層土壤的耗水量最高。說明有機(jī)肥+減施化肥的施肥方式能提高土壤蓄水保墑能力，能增加對下層水資源的利用。

2.3 不同施肥方式對旱地玉米土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

對不同施肥方式下土壤的有機(jī)質(zhì)、全鉀、全磷、全氮含量進(jìn)行測定，結(jié)果表明，T3處理旱地玉米土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，為18.67 g·kg-1，T5（CK）處理最低，為14.9 g·kg-1，T2、T3處理有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著。各處理間土壤全氮、全磷、全鉀含量差異不顯著，但是T3處理土壤全氮、全磷和全鉀含量均最高，分別為1.32 "g·kg-1、0.91 "g·kg-1、25.10 "g·kg-1，其次是T4處理，分別為1.29 "g·kg-1、0.88 "g·kg-1、23.35 g·kg-1。由此可見，減少常規(guī)化肥施肥量并增加有機(jī)肥的施肥方式（T3和T4）能有效提升土壤養(yǎng)分含量（表1）。

2.4 不同施肥方式對旱地玉米產(chǎn)量的影響

在不同施肥條件下，對玉米的產(chǎn)量進(jìn)行對比。研究結(jié)果表明，不同施肥方式較不施肥玉米的產(chǎn)量均有提升。其中：T2與其他幾種施肥方式之間的差異性極顯著（Plt;0.05），較不施肥模式玉米的產(chǎn)量提升了17.67%（圖6、表2，）。玉米產(chǎn)量由高到低的施肥方式依次為T2、T4、T3、T1、CK。由此可見，增施化肥和增施有機(jī)肥+減施1/2的施肥方式下，玉米產(chǎn)量最大，這種施肥方式可在一定程度上提升干旱地區(qū)的玉米產(chǎn)量。

4 結(jié)論與討論

對不同施肥方式對旱地玉米農(nóng)藝性狀、土壤含水量、土壤養(yǎng)分及玉米產(chǎn)量等指標(biāo)的對比研究表明，①施用常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-2，旱地玉米的株高、穗位表現(xiàn)最好，效果最為顯著;施用常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2，旱地玉米莖粗最粗;施用常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2，玉米單株鮮重表現(xiàn)最好。②施用常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-20～40 cm土壤耗水量最低;施用有機(jī)肥和常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2，深層土壤的耗水量最高。③施用常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-2，土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，此種施肥方式土壤的全氮、全磷、全鉀含量均最高，與其他處理差異不顯著;施用有機(jī)肥的土壤全氮、全磷、全鉀含量僅次于常規(guī)化肥減量1/3+有機(jī)肥50 kg·hm-2施肥方式。④施用常規(guī)化肥減量1/2+有機(jī)肥50 kg·hm-2，玉米產(chǎn)量最高，其次為施用有機(jī)肥。

綜上所述，結(jié)合不同施肥方式對玉米的農(nóng)藝性狀、土壤含水量、土壤養(yǎng)分含量，以及作物產(chǎn)量的影響，有機(jī)肥+減施化肥的施肥方式能促進(jìn)作物生長，提高土壤蓄水保墑能力，增加對下層水資源的利用，提高土壤養(yǎng)分含量，增加作物產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 李榮，侯賢清.深松條件下不同地表覆蓋對馬鈴薯產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（20）：115-123.

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責(zé)任編輯：王銀惠