硫基復(fù)合肥在玉米上的試驗(yàn)示范效果

王應(yīng)，徐建文，孫樹榮，王俊英

（1.忻州市土壤肥料工作站，山西 忻州 034000；2.忻州市忻府區(qū)農(nóng)委，山西 忻州 034000；3.忻州市忻府區(qū)農(nóng)技中心，山西 忻州 034000；4.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 太谷 030800）

硫是作物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素，其需要量僅次于氮磷鉀，是蛋白質(zhì)的組成成分，在光合、固氮等反應(yīng)中起重要作用，還具有固定能量、穩(wěn)定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)等作用[1]。隨著近年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，作物產(chǎn)量不斷提高，復(fù)種指數(shù)增加，作物從土壤中帶走的硫量越來越多，但有機(jī)肥和含硫化肥（硫酸銨、普通過磷酸鈣）的施用量卻在不斷下降。投入和產(chǎn)出的不均衡使得土壤含硫量下降，缺硫面積不斷擴(kuò)大，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量的提高[2-3]。合理施用硫肥已經(jīng)引起重視。山西省主要土壤的含硫量在全國屬于中等偏下水平[4]。

為了提高耕地肥力，加快復(fù)合肥推廣，客觀評價(jià)最佳配方施肥加硫、最佳配方施肥不加硫的施肥效果和施肥效益，本研究選擇忻府區(qū)、原平市、定襄縣不同含硫地塊，對玉米進(jìn)行了系統(tǒng)的硫基復(fù)合肥小區(qū)試驗(yàn)和較大面積示范推廣。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗(yàn)在山西省忻州市的忻府區(qū)、原平市、定襄縣進(jìn)行，其位于山西省中北部，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年平均氣溫在4.3～9.2℃之間，年降水量為345～588 mm。供試土壤的基本理化性質(zhì)如表1所示。

表1 供試土壤的基本理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試作物為忻州市主要栽培作物玉米。其中，忻府區(qū)供試品種為先玉335，定襄縣供試品種為大豐26號，原平市供試品種為先玉335。試驗(yàn)設(shè)最佳施肥加硫、最佳施肥不加硫、習(xí)慣施肥、對照（不施肥）4個(gè)處理。忻府區(qū)、定襄縣、原平市小區(qū)面積均為40m2。各試驗(yàn)點(diǎn)小區(qū)均為隨機(jī)排列，重復(fù)3次。

處理1.空白試驗(yàn)；處理2.根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣進(jìn)行施肥；處理3.根據(jù)試驗(yàn)點(diǎn)土壤供肥特性、作物需肥規(guī)律與肥料效應(yīng)，提出的氮磷鉀適宜用量和比例；處理4.在處理3配方施肥的基礎(chǔ)上增加硫肥，經(jīng)計(jì)算所得的硫基復(fù)合肥用量。其他田間管理都相對一致。施肥、播種、灌水、中耕除草等田間操作均在同一天進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 不同處理試驗(yàn)設(shè)計(jì) kg/hm2

1.3 結(jié)果測定及數(shù)據(jù)處理

據(jù)試驗(yàn)方案要求，收獲時(shí)按小區(qū)單收單打，并將考種結(jié)果、小區(qū)單收單打結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)整理與統(tǒng)計(jì)分析。

應(yīng)用方差分析（ANOVA）、回歸分析、相關(guān)分析對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理間差異的多重比較采用LSD法完成。所有數(shù)據(jù)分析均采用Microsoft Excel 2003和SPSS13.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米產(chǎn)量分析

從表3可以看出，不同處理在不同試驗(yàn)點(diǎn)的玉米產(chǎn)量大小均依次為處理4＞處理3＞處理2＞處理1，即最佳配方加硫處理4單產(chǎn)最高，比對照（處理1）增產(chǎn)25.8%～32.8%，比習(xí)慣施肥（處理2）增產(chǎn)8%～15%，比不加硫最佳配方處理3增產(chǎn)4.8%～8.8%。

經(jīng)LSR檢驗(yàn)，忻府區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)處理4與處理3之間差異不顯著，與處理2之間差異達(dá)顯著水平，與處理1之間差異達(dá)極顯著水平；處理3與處理2之間差異不顯著，與處理1之間差異達(dá)極顯著水平；處理2與處理1之間差異達(dá)極顯著水平。定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)處理4與處理3之間差異不顯著，與處理2之間差異達(dá)顯著水平，與處理1之間差異達(dá)極顯著水平；處理3與處理2之間差異不顯著，與處理1之間差異達(dá)極顯著水平；處理2與處理1之間差異不顯著。原平市試驗(yàn)點(diǎn)的處理4與處理3和處理2之間差異達(dá)顯著水平，與處理1之間差異達(dá)極顯著水平；處理3與處理2之間差異不顯著，與處理1之間差異達(dá)到了極顯著水平；處理2與處理1之間差異達(dá)到了極顯著水平。

與對照相比，處理4顯著提高了玉米的產(chǎn)量。但是與當(dāng)?shù)販y土配方施肥的最佳施肥處理3相比，只有原平市試驗(yàn)點(diǎn)達(dá)到了顯著差異，忻府區(qū)和定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)差異不顯著。

表3 不同處理對玉米產(chǎn)量的影響

前人研究普遍認(rèn)為，隨著硫肥用量的增加，玉米產(chǎn)量有增加的趨勢[3，5-6]，但是過高、過低的施硫量均不利于產(chǎn)量的提高，施硫量超過90kg/hm2的處理增產(chǎn)不顯著[7]。究其原因，可能是硫素直接或間接地參與作物的碳、氮代謝，影響某些物質(zhì)的組分和結(jié)構(gòu)，從而影響到作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[8]。劉存輝等[9]研究認(rèn)為，雖然葉綠素不含硫，但葉綠體內(nèi)的蛋白質(zhì)含硫，施用硫影響了合成葉綠體的蛋白質(zhì)含量，從而提高了玉米葉片中的葉綠素含量。施用硫肥可使玉米植株的綠葉面積、葉綠素含量和單葉光合速率提高，從而保證玉米維持較高的光合勢，使植株能生產(chǎn)出更多的同化產(chǎn)物，促進(jìn)玉米高產(chǎn)。

2.2 玉米農(nóng)學(xué)性狀分析

從表4可以看出，各處理間在不同生育階段無明顯差異。忻府區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方施肥加硫處理4的株高比不施肥對照（處理1）增加13 cm，比最佳配方施肥處理3增加11 cm；次生根數(shù)比對照（處理1）增加5條，比習(xí)慣施肥處理2增加1.5條，比最佳配方施肥處理3增加0.2條。定襄試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方處理3比不施肥對照（處理1）株高增加8 cm，比習(xí)慣施肥處理2增加2 cm；最佳配方加硫處理4比不施肥對照（處理1）株高增加11 cm，比習(xí)慣施肥處理2增加5 cm，比最佳配方處理3增加3 cm；次生根數(shù)最佳配方加硫處理4比對照增加5.4條，比習(xí)慣施肥處理2增加2.7條，比最佳配方處理3增加0.3條。原平試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方處理3比不施肥對照（處理1）株高增加24 cm，比習(xí)慣施肥處理2增加3 cm；最佳配方加硫處理4比不施肥對照（處理1）株高增加23 cm，比習(xí)慣施肥處理2增加2 cm；次生根數(shù)最佳配方處理3和最佳配方施肥加硫處理4分別比對照（處理1）增加3.4條和3.9條，比習(xí)慣施肥處理2分別增加0.2條和0.7條。

表4 不同處理對玉米農(nóng)學(xué)性狀的影響

對于含硫肥料對促進(jìn)玉米株高和穗位高的提高作用，前人研究結(jié)果不一。有人研究認(rèn)為，含硫肥料對促進(jìn)玉米株高增長作用有限[10]；有人研究認(rèn)為，硫肥可顯著增加玉米的株高，對穗位高沒有顯著效果[11]。在本研究中，各處理間在玉米不同生育階段農(nóng)學(xué)性狀無明顯差異，硫基肥在一定程度上提高了玉米的株高和穗位高度，但均未達(dá)到顯著水平。

玉米的根系與其他作物相比，具有數(shù)量多、生物量大的特點(diǎn)。入土次生根條數(shù)對倒伏率影響最大，增加莖粗和入土次生根條數(shù)均有利于提高植株抗倒伏能力。也有研究認(rèn)為，硫肥對玉米的增產(chǎn)效應(yīng)主要是通過促進(jìn)根系發(fā)育、擴(kuò)大葉面積和葉綠素形成來實(shí)現(xiàn)[12]。在本研究各試驗(yàn)點(diǎn)，處理4的次生根數(shù)均在一定程度上多于對照，但未造成顯著差異，可能是田間試驗(yàn)的變異系數(shù)太大所導(dǎo)致。處理4的次生根數(shù)與處理3、處理2之間無明顯差異，說明在本試驗(yàn)中硫元素不是次生根的主要影響因子。另外，與其他各處理相比，處理4的空稈率也未得到有效降低。

2.3 玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素分析

由表4可知，構(gòu)成產(chǎn)量要素的公頃穗數(shù)，忻府區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加5400 穗，比處理2增加4650 穗，比處理3增加600穗；定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加1200 穗，比處理2增加600穗，與處理3基本持平；原平市試驗(yàn)點(diǎn)各處理之間沒有明顯差別。穗粒數(shù)忻府區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加189粒，比處理2增加150粒，比處理3增加143粒；定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加56粒；原平市試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加144粒，比處理2和處理3分別增加47粒。百粒質(zhì)量忻府區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加1.9 g，比處理2增加1.4 g，比處理3增加0.9 g；定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加3.8 g，比處理2增加3 g，比處理3增加0.2 g；原平市試驗(yàn)點(diǎn)各處理間基本一致。穗粒質(zhì)量忻府區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加25.3 g，比處理3增加0.2 g；定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加40g，比處理2增加22 g，比處理3增加21 g；原平市試驗(yàn)點(diǎn)處理4比處理1增加62.5 g，比處理2和處理3分別增加18.8 g。

從構(gòu)成產(chǎn)量的主要因素來看，公頃穗數(shù)、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量、穗粒質(zhì)量均與產(chǎn)量有很大關(guān)聯(lián)。王磊等[12]研究表明，對產(chǎn)量影響的重要性依次為穗長＞行粒數(shù)＞禿頂長＞穗行數(shù)＞穗粗＞千粒質(zhì)量＞株高＞穗位高。其中，與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)較大的性狀為穗長和行粒數(shù)?；疑P(guān)聯(lián)度分析結(jié)果[13]顯示，葉數(shù)、行粒數(shù)、株高性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較高，對產(chǎn)量影響較大。谷佳林等[10]認(rèn)為，在硫肥試驗(yàn)上，導(dǎo)致產(chǎn)量存在差異的主要原因是穗粒數(shù)和穗粒質(zhì)量。劉存輝等[9]的研究結(jié)果則表明，硫肥顯著提高了穗粒數(shù)，各處理間的千粒質(zhì)量差異不顯著。于天富等[14]認(rèn)為，土壤中的硫含量下降會(huì)影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，施用硫肥可以促進(jìn)作物對磷素的吸收。

本試驗(yàn)表明，各試驗(yàn)點(diǎn)處理4的公頃穗數(shù)、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量、穗粒質(zhì)量均比其他處理明顯增加，與處理3之間差異未達(dá)顯著水平。但是，處理4的產(chǎn)量顯著高于處理1和處理2，且原平市試驗(yàn)點(diǎn)的處理4產(chǎn)量顯著高于處理3，說明硫肥在一定程度上影響了構(gòu)成產(chǎn)量的各個(gè)因子，并最終對玉米產(chǎn)生顯著的增產(chǎn)作用。

3 硫基復(fù)合肥示范情況及效益

3.1 硫基復(fù)合肥在玉米上示范情況及效益

硫基復(fù)合肥在玉米上的示范試驗(yàn)與推廣安排在原平市西鎮(zhèn)鄉(xiāng)田家莊村、定襄縣宏道鎮(zhèn)咀子村。（1）原平市田家莊村示范面積10hm2，涉及46個(gè)農(nóng)戶，供試品種為先玉335，土壤類型為潮土。示范區(qū)內(nèi)設(shè)3個(gè)處理，分別為對照（不施肥）、最佳施肥不加硫、最佳施肥加硫。（2）定襄縣宏道鎮(zhèn)咀子村示范面積6.67 hm2，供試玉米品種為大豐26號，土壤類型為潮土。設(shè)硫基復(fù)合肥、當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥（對照）2個(gè)處理。示范田其他田間管理如施肥方法、播種、灌水、中耕除草等都相對一致。示范過程中進(jìn)行詳細(xì)的觀察記載。在田間調(diào)查的同時(shí)，選用5點(diǎn)采樣法，每小區(qū)選15株玉米進(jìn)行室內(nèi)考種（表5）。

表5 示范區(qū)不同處理對玉米產(chǎn)量性狀的影響

從表5可以看出，各示范點(diǎn)各處理生育階段無明顯差別，原平市試驗(yàn)點(diǎn)硫基肥處理株高比對照增加73 cm，比配方處理增加3 cm。

構(gòu)成產(chǎn)量要素的公頃穗數(shù)定襄縣示范試驗(yàn)點(diǎn)硫基復(fù)合肥處理比習(xí)慣施肥對照增加300穗；原平市示范試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方加硫處理比對照增加645穗，與最佳配方處理無明顯差別。穗粒數(shù)定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方加硫處理比習(xí)慣施肥對照增加40粒；原平市試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方加硫處理比對照增加127粒，比最佳配方處理增加25粒。百粒質(zhì)量定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方加硫處理比習(xí)慣施肥對照增加1.1 g；原平市試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方加硫處理比最佳配方施肥處理增加2 g；穗粒質(zhì)量定襄縣試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方加硫處理比習(xí)慣施肥對照增加16.7 g；原平市試驗(yàn)點(diǎn)最佳配方加硫處理比最佳配方施肥處理增加22.2 g，比對照增加48.6 g。收獲時(shí)按小區(qū)進(jìn)行了單收單打，并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（表6）。

表6 不同處理對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)值的影響

試驗(yàn)顯示，缺硫土壤使用硫基復(fù)合肥對玉米有一定的增產(chǎn)作用。原平市示范試驗(yàn)點(diǎn)最佳施肥加硫比最佳施肥不加硫增產(chǎn)945 kg/hm2，增產(chǎn)率為8.3%，增收1890 元/hm2；最佳施肥加硫處理比對照增產(chǎn)2460 kg/hm2，增產(chǎn)率為25%，增收4920 元/hm2；最佳施肥不加硫處理比對照增產(chǎn)1515kg/hm2，增產(chǎn)率為15.4%，增收3030元 /hm2。定襄縣示范試驗(yàn)點(diǎn)施用硫基復(fù)合肥平均產(chǎn)量9108 kg/hm2比常規(guī)施肥平均產(chǎn)量8094 kg/hm2增產(chǎn)1014 kg/hm2，增產(chǎn)率為12.5%，增加產(chǎn)值2028 元 /hm2。

3.2 試驗(yàn)示范的結(jié)論建議

試驗(yàn)示范結(jié)果表明，在缺硫土壤上施用硫基復(fù)合肥，對玉米有一定的增產(chǎn)作用。最佳配方加硫比最佳配方不加硫增產(chǎn)玉米945 kg/hm2，增產(chǎn)率為8.3%，增收1890 元/hm2，比當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥增產(chǎn)玉米1014 kg/hm2，增產(chǎn)率12.5%，增加產(chǎn)值2028 元/hm2，增產(chǎn)增收效果十分顯著。建議在繼續(xù)搞好試驗(yàn)示范的同時(shí)，有計(jì)劃地逐步擴(kuò)大推廣面積，特別要拓寬到其他作物，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

4 結(jié)論

玉米小區(qū)試驗(yàn)中，部分試點(diǎn)的配方加硫處理試驗(yàn)產(chǎn)量顯著高于最佳配方處理的產(chǎn)量。所有試點(diǎn)的配方加硫產(chǎn)量均高于習(xí)慣施肥處理和對照處理。增施硫肥并未顯著改變玉米的生育期天數(shù)及其他農(nóng)學(xué)性狀。

試驗(yàn)示范結(jié)果表明，在缺硫土壤上施用硫基復(fù)合肥，對玉米有一定的增產(chǎn)作用，并可觀地提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］王忠.植物生理學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

［2］李錄久，戚士勝，孫禮勝，等.土壤硫肥力與作物硫營養(yǎng)研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，31（2）：188-190.

［3］劉存輝，董樹亭，胡昌浩.硫素營養(yǎng)對高產(chǎn)夏玉米施用效應(yīng)的研究 [J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001，32（1）：11-16.

［4］鄭潤梅，田秀明，周文嘉.山西省主要土壤硫狀況和施硫效應(yīng)的研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，14（2）：123-125.

［5］遲鳳琴.不同硫肥品種和用量對玉米產(chǎn)量和黑土有效硫的影響[J].土壤肥料，2002（4）：38-40.

［6］宗曉慶，張民，張慶富，等.硫包膜尿素對土壤性質(zhì)和夏玉米生長的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（2）：227-231.

［7］邵帥，蔣文春，蘇仲，等.硫肥對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（2）：91-93.

［8］張寬，吳巍，王秀芳，等.在氮、磷、鉀平衡施用基礎(chǔ)上硫?qū)ψ魑锏脑霎a(chǎn)效果[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1992（1）：48-52.

［9］劉存輝，董樹亭，胡昌浩.硫素水平對夏玉米產(chǎn)量及生理特性影響的研究[J].玉米科學(xué)，2004，12（12）：95-97，100.

［10］谷佳林，徐凱，張東雷，等.硫包衣尿素在夏玉米上的應(yīng)用效果研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（21）：194-197.

［11］李孟良，蔡川.硫肥對玉米生長和產(chǎn)量的影響[J].安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，17（3）：228-230.

［12］王磊，李尚中，趙剛，等.干旱地區(qū)玉米產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（8）：45-47.

［13］岳堯海，周小輝，楊賢成，等.夏玉米產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].玉米科學(xué)，2004，12（4）：21-25.

［14］于天富，楊紅霞，楊蕊梅，等.石灰性土壤施用硫肥的效果[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，30（3）：21-25.