摘 要:【目的】探究不同肥料對玉米產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響,為安徽宣城玉米種植提供科學(xué)的施肥方案?!痉椒ā恳浴奥∑?06”為試驗(yàn)材料,設(shè)置了單施全量無機(jī)肥、化肥減施20%配施商品有機(jī)肥、化肥減施20%配施腐殖酸有機(jī)酸三個施肥處理和一個對照處理,比較不同處理玉米植株農(nóng)藝性狀、籽粒農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)、土壤有機(jī)質(zhì)含量及固氮微生物數(shù)量?!窘Y(jié)果】有機(jī)肥部分替代化肥可更好地促進(jìn)玉米生長,提高玉米產(chǎn)量、籽粒營養(yǎng)品質(zhì)及種植經(jīng)濟(jì)效益,特別是化肥減施20%配施腐殖酸玉米各項(xiàng)指標(biāo)最佳,是最適宜當(dāng)?shù)氐挠衩追N植施肥模式。【結(jié)論】在安徽宣城玉米種植過程中,在常規(guī)化肥施入基礎(chǔ)之上減施20%配施10 000kg/hm2腐殖酸有機(jī)肥是最佳的施肥方式,適宜大面積推廣種植。
關(guān)鍵詞:肥料;玉米;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量;影響
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,作物的生長及產(chǎn)量的形成離不開施肥[1]。從當(dāng)前實(shí)際情況來看,為了獲取更高的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益,越來越多的種植戶選擇過量施用化肥或者采取不科學(xué)的化肥施入方式,引發(fā)了較為嚴(yán)重的肥料利用率低下問題,甚至造成了土壤退化以及農(nóng)業(yè)污染等多種不利現(xiàn)象[2]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,每年我國大約5600萬噸化肥施入土地,這一施用劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國標(biāo)[3]。為保障作物產(chǎn)量,保護(hù)耕地資源和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,需積極探索科學(xué)有效的化肥減施方案。其中,逐漸減少化肥施入量、增加有機(jī)肥施入量是一項(xiàng)有效措施[4]。在土壤中施用有機(jī)肥可提升土壤肥力、改善土壤環(huán)境,對作物根系的生長起到一定程度的促進(jìn)作用,達(dá)到提質(zhì)增產(chǎn)的目的[5-6]。有機(jī)質(zhì)可與有益微生物相互配合并相互促進(jìn),有利于作物吸收養(yǎng)分、提升產(chǎn)量。但是有機(jī)肥也存在著一定的缺陷,相較于化肥,其養(yǎng)分含量并不高,肥效的釋放需要較長的時間,僅在地塊中施入有機(jī)肥,很難滿足作物的生長需求。因此,可適當(dāng)減少化肥施用量,配合施入有機(jī)肥,實(shí)現(xiàn)化肥減量、作物提質(zhì)增產(chǎn)[7-8]。
玉米是我國重要的糧飼作物、安徽省主要種植作物之一,2022年,安徽省玉米種植面積為1849.2萬畝。安徽省種植玉米作物肥料為化肥,化肥的長期施用導(dǎo)致玉米減產(chǎn)及土壤肥力的降低,不利于農(nóng)業(yè)發(fā)展及土壤健康[9-10]。目前,已有多地探索了有機(jī)肥替代化肥在玉米生產(chǎn)中的應(yīng)用,肖桂云等[11]為明確威寧縣玉米地有機(jī)肥替代化肥的施用量,通過在玉米地設(shè)置5個不同有機(jī)肥替代化肥的施肥量,以不施肥為對照,共6個處理,對玉米的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析,發(fā)現(xiàn)不施肥時玉米農(nóng)藝性狀最差,將有機(jī)肥與化肥配合施用玉米綜合農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀較好,其中,有機(jī)肥提供1/2氮和化肥提供1/2氮能獲得最佳產(chǎn)量;趙吉霞等[12]在云南普洱進(jìn)行了田間試驗(yàn),以等養(yǎng)分條件為基礎(chǔ),研究不同比例有機(jī)肥等氮替代基施化肥對玉米產(chǎn)量以及氮素吸收利用的影響,發(fā)現(xiàn)以有機(jī)肥等氮替代30%基施化肥的配施效果最好,可作為南紅壤坡耕地玉米增產(chǎn)和氮肥增效的合理施肥模式。本研究結(jié)合安徽省玉米生產(chǎn)情況,選擇常見生物有機(jī)肥及含腐殖酸有機(jī)肥,研究了不同肥料對玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響,以供參考。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗(yàn)用化肥為YARA復(fù)合肥(26-6-13)、硫酸鉀(K2O 51%);試驗(yàn)用有機(jī)肥為安徽養(yǎng)地生物科技有限公司生產(chǎn)的商品有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)含量為46.3%,含N 1.5%、P2O5 1.6%、K2O 2.2%)、南寧桂裕鑫農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的腐殖酸有機(jī)肥(主要原料為花生麩以及雞糞,含腐殖酸15.82%)。
試驗(yàn)用玉米品種為“隆平206”。
1.2 方法
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)地安徽省宣城市屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫為17.0-17.8℃,年平均生長期234d,無霜期238-240d,年平均日照時長1784.1h,年平均降水量1339.3mm,年平均降雨日數(shù)為146d。試驗(yàn)地土壤pH值7.21,含有機(jī)質(zhì)20.0g/kg、全氮1.11g/kg、全磷1.33g/kg、全鉀4.46g/kg、水解性氮79.0mg/kg、有效磷54.6mg/kg、速效鉀129mg/kg。
本試驗(yàn)共設(shè)置4個處理,具體見表1。每個處理重復(fù)3次,共12個試驗(yàn)小區(qū),各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列,面積均為20m2。試驗(yàn)于6月20日機(jī)械播種,株行距為0.24m×0.6m,基本苗67 500株/hm2。YARA復(fù)合肥分兩次施入,基追比為1∶1,商品有機(jī)肥及腐殖酸有機(jī)肥全部作基肥施入,硫酸鉀全部作追肥施入?;视诓シN前一次性施入,追肥于7月27日玉米大喇叭口期,趁雨根部撒施。除施肥外,各處理均采取相同的田間管理方式。
1.2.2 測定項(xiàng)目
在玉米成熟期,分別于各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選擇5株玉米植株,測量植株株高、莖粗、總?cè)~片數(shù)、果穗往上第一片葉片葉長、葉片寬及SPAD值。
在各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選擇5個代表性果穗,分別測量穗長、穗粗、單穗重、穗粒重及百粒重,計(jì)算玉米產(chǎn)量。
各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選擇5個果穗,脫粒后測量籽粒全氮含量(凱氏定氮法[13])、全磷含量(鉬藍(lán)分光光度法[14])、全鉀含量(原子吸收光譜法[15])、蛋白質(zhì)含量(分光光度法[16])、脂肪含量(索氏抽提法[16])、淀粉含量(酶水解法[16])、可溶性糖含量(銅還原碘量法測量[16])。
在玉米收獲后,采集土壤,按照鮑士旦在《土壤農(nóng)化分析》[16]中給出的方法測量土壤有機(jī)質(zhì)含量,平板計(jì)數(shù)法測量土壤固氮微生物數(shù)量。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同肥料對玉米植株農(nóng)藝性狀的影響
不同肥料處理對玉米植株農(nóng)藝性狀的影響,見表2。
由表2可知,T1、T2、T3三個施肥處理玉米植株株高差異不顯著,整體在255.83-263.23cm之間,明顯高于CK處理;不同處理中T2處理的玉米莖粗最粗(29.70mm,與T3處理差異不顯著),CK處理最細(xì)(25.95mm,與T1處理差異不顯著);四個處理玉米植株葉片數(shù)差異不顯著,整體在14.31-14.58片之間;不同處理玉米葉片長由高到低依次為,T2處理(92.28cm)、T3處理(90.48cm)、T1處理(88.35cm)、CK處理(86.19cm),其中T2與T3處理、T3與T1處理、T1與CK處理玉米葉片長差異不顯著;不同處理中T3處理的玉米葉片最寬(10.83cm,與T1、T2處理差異不顯著),CK處理最窄(10.08cm,與T1處理差異不顯著);不同處理玉米葉片SPAD值與株高變化基本一致,三個施肥處理玉米葉片SPAD值平均值為57.26,明顯高于CK處理的53.08。
2.2 不同肥料處理對玉米果穗性狀的影響
不同肥料處理對玉米果穗性狀的影響,見表3。
由表3可知,不同肥料處理對玉米穗長、穗重、穗粒重、百粒重四個指標(biāo)均因肥料的不同而發(fā)生變化,而玉米穗粗無明顯變化。具體而言,不同處理T3處理的玉米穗長最長(15.02cm),明顯長于T1、T2和CK處理(三個處理玉米穗長差異不顯著,整體在13.50-14.69cm之間);不同處理玉米穗粗差異不顯著,整體在53.02-55.68mm之間;不同處理玉米穗重由高到低排序依次為,T1處理(220.78g)、T3處理(220.18g)、T2處理(216.23g)、CK處理(213.94g),其中三個施肥處理玉米穗重差異不顯著,T2和CK處理玉米穗重差異不顯著;T2和T3、T1和T2施肥處理玉米穗粒重差異不顯著,均明顯高于CK處理的142.61g;T1、T2、T3玉米百粒重平均值為35.65g,CK處理玉米百粒重為33.05g。
2.3 不同肥料處理對玉米籽粒營養(yǎng)品質(zhì)的影響
不同肥料處理對玉米籽粒營養(yǎng)品質(zhì)的影響,見表4。
由表4可知,不同肥料對玉米籽粒總氮、總磷、蛋白質(zhì)、淀粉及可溶性糖含量存在顯著影響。不同處理中T3處理的玉米籽粒總氮含量最高(與T1、CK處理差異不顯著),T2處理最低(與CK處理差異不顯著);T2處理的總磷含量最高(0.42%,與T3處理差異不顯著),CK處理最低;不同處理玉米籽粒總鉀含量差異不顯著,整體在0.27%-0.32%之間;不同處理玉米籽粒蛋白質(zhì)含量由高到低排序依次為T3處理(4.87%)、T1處理(4.75%)、T2處理(4.55%)、CK處理(4.50%),其中T3與T1處理之間無明顯差異,T2、CK處理差異之間無明顯差異;不同處理玉米籽粒脂肪含量差異不顯著,整體在1.86%-1.96%之間;從淀粉含量情況來看,不同肥料對玉米籽粒淀粉含量不存在顯著影響,平均值為30.77%,明顯高于CK處理的28.61%;不同處理中T3處理的玉米籽??扇苄蕴呛孔罡撸?.06%,與T2處理差異不顯著),明顯高于T1處理(0.76%)和CK處理(0.70%)。
2.4 不同肥料處理對土壤有機(jī)質(zhì)和固氮菌數(shù)量的影響
不同肥料處理對土壤有機(jī)質(zhì)和固氮菌數(shù)量的影響,見表5。
由表5可知,不同肥料處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量、菌落數(shù)存在顯著影響。從土壤有機(jī)質(zhì)含量情況來看,T3處理最高,達(dá)到了34.64g/kg(與T2處理差異不顯著),T1處理最低(20.35g/kg,與CK、T2處理差異不顯著);T3處理的土壤固氮菌數(shù)量最高,達(dá)到了4.02×105CFU/g,明顯高于其余三個處理(差異不顯著,整體在3.38×105 -3.58×105CFU/g之間)。
2.5 不同肥料處理對玉米產(chǎn)量及種植經(jīng)濟(jì)效益的影響
不同肥料處理對玉米產(chǎn)量及種植經(jīng)濟(jì)效益的影響,見表6。
由表6可知,不同處理玉米產(chǎn)量由高到低排序依次為:T3處理(17 244.87kg/hm2)、T2處理(13 946.79kg/hm2)、T1處理(12 123.94kg/hm2)、CK處理(9350.24kg/hm2),T3、T2、T1玉米產(chǎn)量分別較CK處理增加了84.43%、49.16%、29.66%。通過計(jì)算種植經(jīng)濟(jì)效益,可以看出,純收入由高到低排序依次為T3處理(27 943.71元/hm2)、T2處理(22 517.74元/hm2)、T1處理(21 503.37元/hm2)和CK處理(18 910.50元/hm2)。
3 討論與結(jié)論
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,適量施肥是促進(jìn)作物健康生長、實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要手段[17]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),三個施肥處理玉米植株在生長狀況方面均具備顯著的優(yōu)勢,特別是植株株高和SPAD值,這表明在田間施入肥料后,玉米植株能更好地進(jìn)行光合作用,促進(jìn)干物質(zhì)在植株體內(nèi)積累,有利于玉米實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)量。其中,有機(jī)無機(jī)配施處理(T2和T3處理),對玉米植株生長的促進(jìn)作用更顯著,這可能是由于有機(jī)肥中的大量有機(jī)質(zhì)提升土壤有機(jī)碳含量導(dǎo)致的[18]。
在購買玉米時,消費(fèi)者往往傾向于選擇果穗性狀更好的產(chǎn)品,而施肥能夠有效地提升玉米果穗性狀的措施。本研究發(fā)現(xiàn),肥料的施入有利于改善玉米果穗性狀,特別是玉米穗粒重及百粒重,三個施肥處理明顯高于對照處理。特別是在田間施入腐殖酸有機(jī)肥時,玉米穗粒重以及百粒重兩個指標(biāo)最高,這與李放等[19]的研究結(jié)果一致。
近年來,越來越多的學(xué)者將腐殖酸作為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個研究點(diǎn)[20],梁滿等[21]在花生生產(chǎn)過程中,施入750kg/hm2活性腐殖酸復(fù)合肥,花生植株得到了剛好的生長及發(fā)育,其產(chǎn)量得到了明顯提升;劉增照等[22]發(fā)現(xiàn),施入腐殖酸葉面肥有助于提高獼猴桃產(chǎn)量,改善獼猴桃品質(zhì),最佳施用濃度為0.3-0.6g/L。本研究發(fā)現(xiàn),化肥減施配施腐殖酸有機(jī)肥可有效提升玉米籽粒產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì),這可能是由于腐殖酸可改善土壤理化性質(zhì),提升土壤肥力,促進(jìn)作物生長及發(fā)育[23]。
綜上所述,有機(jī)肥部分替代化肥可促進(jìn)玉米生長、提高產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。其中,化肥減施20%并配施腐殖酸效果最佳,是當(dāng)?shù)赜衩追N植最適宜的施肥模式。
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