腐殖酸、DMPP復(fù)配復(fù)合肥對(duì)玉米生長的影響

代明++胡兆平++陳海寧+王建康，+陳慶飛，+張金濤

摘要： 采用盆栽試驗(yàn)，研究不同濃度的腐殖酸、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）及其復(fù)配添加到復(fù)合肥中對(duì)玉米生長的影響，探究適宜的添加濃度，為工業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)。結(jié)果表明，腐殖酸、DMPP均可提高玉米株高、莖粗、葉綠素含量（SPAD）及生物量，添加10 kg/t腐殖酸效果好于5 kg/t，生物量較CK分別增加5.4%、3.3%。添加1.0 kg/t DMPP效果好于0.5 kg/t，生物量較CK分別增加5.7%、2.7%；二者復(fù)配肥效提升，最佳處理組合為5 kg/t腐殖酸+1.0 kg/t DMPP，可使株高、莖粗、SPAD值及干質(zhì)量分別增加8.1%、12.3%、10.6%、10.7%，且較10 kg/t腐殖酸+1.0 kg/t DMPP復(fù)配處理經(jīng)濟(jì)成本低。綜上所述，5 kg/t腐殖酸+1.0 kg/t DMPP復(fù)配作為復(fù)合肥配方更適宜在玉米生產(chǎn)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 腐殖酸；3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）；玉米；生長；復(fù)配；添加濃度

中圖分類號(hào)： S513.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）22-0058-03

復(fù)合肥中的氮元素在氮、磷、鉀三大元素中作用舉足輕重，氮素施入土壤后，通過氣態(tài)揮發(fā)、淋溶和徑流途徑損失，不僅造成肥料、能源的浪費(fèi)，且會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染[1-3]。目前我國尿素利用率低于30%，不僅造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。如何提高氮素利用率成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)領(lǐng)域待解決的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。硝化抑制劑作為一種新型的氮肥增效劑，可以提高氮肥利用率，促進(jìn)作物生長，主要作用機(jī)制為硝化抑制劑能抑制氮肥在土壤中的硝化作用，使氮肥在更多的時(shí)間以NH4+形態(tài)存在，土壤之中減少NO2-和NO3-的累積，減少氮肥以NO3-形態(tài)被淋洗和以N2O形式被排放。國內(nèi)外研究也表明，硝化抑制劑可以通過延緩氮肥在土壤中的硝化過程從而調(diào)整氮肥的供應(yīng)形態(tài)、供應(yīng)時(shí)間、供應(yīng)量，而且硝化抑制劑有利于作物對(duì)氮素、微量元素的吸收，提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)，提高氮肥利用率，減少氮肥的施用量，簡化施肥措施等[4-6]。3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）是一種對(duì)植物及土壤無毒無害的高效硝化抑制劑，通過專一抑制土壤中能夠?qū)毖趸蓙喯跛猁}的亞硝化單胞菌屬（Nitrosomonas）的活性來起到硝化抑制效果[7]。在化肥中只須添加1%活性成分，就能抑制硝化作用4～10周，可用于固態(tài)、液態(tài)肥料。腐殖酸主要是動(dòng)植物的遺骸，能提高肥料利用率，增強(qiáng)植物的抗逆性，促進(jìn)植物內(nèi)酶活性提高，改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)[8-9]。腐殖酸富含有機(jī)質(zhì)，是現(xiàn)代肥料的新資源，更重要的是，腐殖酸還含有許多活性基團(tuán)，具有較強(qiáng)的離子交換性、絡(luò)合性能和生物活性等[10]。腐殖酸的功能性多，適應(yīng)性廣，在肥料中添加后可增加肥效。

本研究針對(duì)腐殖酸和DMPP在肥料中的優(yōu)異特性將兩者進(jìn)行合理復(fù)配，添加到復(fù)合肥中制成單一的腐殖酸型復(fù)合肥、硝化抑制劑劑型復(fù)合肥和復(fù)配型復(fù)合肥，以玉米為供試作物，進(jìn)行大田試驗(yàn)，研究腐殖酸、DMPP對(duì)玉米生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為新型增效肥料的研發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在山東省臨沂市臨沭縣金正大集團(tuán)溫室內(nèi)，盆栽用土壤類型為棕壤，質(zhì)地為粉砂壤土，中等肥力水平，pH值為6.7，有機(jī)質(zhì)含量0.41%，全氮含量0.94 mg/kg，有效磷含量19.37 mg/kg，速效鉀含量76.21 mg/kg。

1.2 供試肥料及作物

供試肥料：金正大牌硝硫基型復(fù)合肥（N-P2O5-K2O），含硝態(tài)氮5%。腐殖酸為液體狀，含腐殖酸45%；DMPP為粉末狀。以上添加劑均由金正大公司生產(chǎn)。

供試作物：玉米，品種為鄭單958，由北京德農(nóng)公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用肥料分別為CK：對(duì)照組復(fù)合肥；設(shè)置腐殖酸添加濃度5、10 kg/t，DMPP 0.5、1.0 kg/t，并進(jìn)行兩兩復(fù)配，分別按照不同用量均勻噴涂到肥料顆粒表面，共計(jì)9個(gè)處理，具體見表1。試驗(yàn)玉米于2015年6月15日種植，8月20日收獲。裝土7.5 kg/盆。N、P2O5、K2O用量均為0.12 g/kg，折合N-P2O5-K2O的復(fù)合肥為6 g/盆。與土壤充分混勻后，每盆定植1株，重復(fù)6次。除試驗(yàn)因素外，其余田間管理?xiàng)l件等均一致。

拔節(jié)期測(cè)定植株株高、莖粗及葉綠素含量（SPAD值），收獲時(shí)測(cè)定玉米株高、莖粗及總生物量干質(zhì)量及鮮質(zhì)量。根系測(cè)定根長密度、 根干質(zhì)量、 根表面積等。盆栽完成后的土壤測(cè)定全氮、速效氮、有效磷、速效鉀含量。

1.4 指標(biāo)測(cè)定與數(shù)據(jù)分析

在拔節(jié)期測(cè)定玉米株高和莖粗，在收獲時(shí)測(cè)定株高、莖粗、葉片SPAD值、鮮質(zhì)量及干質(zhì)量。對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SAS 19.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)玉米株高的影響

由圖1可知，不同增效處理對(duì)玉米株高有不同的影響。在玉米拔節(jié)期，各處理間已表現(xiàn)出明顯的差異。單獨(dú)添加腐殖酸或DMPP的T1、T2、T3、T4處理，較對(duì)照處理有一定程度的增加，腐殖酸處理T1、T2分別較對(duì)照增加3.0%、4.1%。DMPP處理組T3株高和對(duì)照基本持平，T4處理株高較對(duì)照增加 4.8%。DMPP和腐殖酸復(fù)配處理T5、T6、T7、T8較對(duì)照株高增加較多，其中T8處理最好，較對(duì)照增加9.7%。T7、T8在拔節(jié)期的長勢(shì)好于T5、T6。

不同處理的玉米在收獲時(shí)株高增長趨勢(shì)和拔節(jié)期類似，腐殖酸和DMPP復(fù)配處理T5、T6、T7、T8整體更佳，單用腐殖酸和DMPP的處理長勢(shì)基本一致，均好于對(duì)照。同拔節(jié)期不同的是T7、T8在玉米生長后期，較其他處理的優(yōu)勢(shì)逐漸減弱。復(fù)合肥中單獨(dú)添加腐殖酸和DMPP，用量不同對(duì)玉米的長勢(shì)影響有所不同，試驗(yàn)范圍內(nèi)高添加量好于低添加量，復(fù)配處理之間差別較大，株高從高到低排列為T8（腐殖酸 10.0 kg/t+DMPP 1.0 kg/t）>T6（腐殖酸5 kg/t+DMPP 1.0 kg/t）>T7（腐殖酸10 kg/t+DMPP 0.5 kg/t）>T5（腐殖酸5 kg/t+DMPP 0.5 kg/t），增幅在5.6%～9.9%之間。

2.2 不同處理對(duì)玉米莖粗的影響

由圖2可知，玉米拔節(jié)期和CK相比，各增效處理對(duì)玉米莖粗均具有促進(jìn)作用，整體增長趨勢(shì)同拔節(jié)期的株高基本一致。隨著時(shí)間的推移，玉米收獲時(shí)各處理間莖粗的差距逐漸降低。單一添加腐殖酸和DMPP比較，T3、T4莖粗優(yōu)于T1、T2，說明DMPP對(duì)玉米莖粗的促進(jìn)效果優(yōu)于腐殖酸。另外復(fù)配處理的莖粗均高于其他單一處理，說明腐殖酸和DMPP復(fù)配對(duì)莖粗起到明顯的促進(jìn)作用。復(fù)配處理之間的差異較小，因此采用低添加量更具有性價(jià)比。收獲期，對(duì)玉米莖粗促進(jìn)作用最強(qiáng)的是T8（腐殖酸10 kg/t+DMPP 1.0 kg/t），為1907 mm，較對(duì)照增加13.5%，其次為T6、T7、T5，分別為1888、18.87、18.49 mm，分別較對(duì)照增加12.3%、12.2%、10.0%，說明腐殖酸和DMPP混合后對(duì)莖粗的促進(jìn)作用得到加強(qiáng)，并且隨著各成分用量的增加，促進(jìn)作用增強(qiáng)。

2.3 不同處理對(duì)玉米SPAD值的影響

由圖3可知，玉米收獲期與CK相比，各處理對(duì)玉米SPAD值均有一定的促進(jìn)作用。其中T1、T2 玉米的SPAD值相近且較小，說明腐殖酸對(duì)提高玉米的葉綠素含量作用不明顯。T3、T4玉米的SPAD值相近但都大于T1、T2，說明DMPP對(duì)提高玉米的葉綠素含量作用要強(qiáng)于腐殖酸，隨著用量的增加促進(jìn)作用得到增強(qiáng)。將腐殖酸與DMPP混合添加后，SPAD值較單獨(dú)添加有一定程度的增加，兩者復(fù)配能夠相互促進(jìn)，提升SPAD值。其中T6玉米的SPAD值較T5、T7、T8高，并且較對(duì)照組提高10.7%。T5、T6、T7、T8處理較CK SPAD值提高 6.2%～7.7%之間?？梢?，T6（腐殖酸5 kg/t+ DMPP 1.0 kg/t）對(duì)玉米葉綠素含量影響最大。

2.4 不同處理對(duì)玉米生物量的影響

由圖4可知，玉米收獲后測(cè)定植株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，與CK相比，各處理對(duì)玉米地上部分鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的增加均有一定的促進(jìn)作用。其中，T2>T1>CK，干質(zhì)量分別較CK增加5.4%、3.3%，說明隨著腐殖酸用量的增加，對(duì)玉米鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的促進(jìn)作用增強(qiáng)。同樣，T4>T3>CK，干質(zhì)量較CK分別增加5.7%、2.7%，說明隨著DMPP用量的增加，對(duì)玉米鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的促進(jìn)作用增強(qiáng)。DMPP和腐殖酸復(fù)配后，從生物量來看，T6>T8>T7>T5，生物干質(zhì)量分別較對(duì)照增加9.7%、9.4%、7.9%、6.1%。同時(shí)添加DMPP和腐殖酸，并不是高用量最佳，而是高DMPP量和低腐殖酸量復(fù)配效果最佳，低DMPP和低腐殖酸量效果最差。

3 結(jié)論與討論

近年來，新型的硝化抑制劑，DMPP逐漸引起研究人員的關(guān)注。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用硝化抑制劑使銨態(tài)氮能長期保存在土壤中，減少了硝態(tài)氮的形成。作物對(duì)這2種形態(tài)的氮素均能吸收利用，但不同作物對(duì)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的喜好不同，硝化抑制劑對(duì)作物吸收氮素的影響也不同。大量的田間試驗(yàn)表明，DMPP是一種高效、安全、無毒的較為理想的硝化抑制劑，硝化抑制劑的施用效果除取決于抑制劑本身的性質(zhì)外，還受土壤類型、有機(jī)質(zhì)含量、溫度、土壤管理措施等因素的影響[11-13]。硝化抑制劑在不同類型土壤中的作用效果不同。在水稻土和潮土中，施用硝化抑制劑使尿素處理的硝化過程從14 d滯后到28 d，DMPP在堿性土壤中有顯著的硝化抑制作用[14-15]。黑土和紅壤中的硝化過程相對(duì)緩慢，施肥后42 d硝化過程仍在進(jìn)行，表觀硝化率僅達(dá)到30%左右[16]。本試驗(yàn)中DMPP對(duì)玉米的生長有明顯的促進(jìn)作用，整體來看添加 1.0 kg/t 效果好于0.5 kg/t。株高及莖粗有較明顯的提升，生物量也有大幅的增加。主要是因?yàn)镈MPP延長了肥料中氮素的轉(zhuǎn)換，使氮素的利用率得到提高。

風(fēng)化煤中腐殖酸含量豐富，含有羧基、酚羥基和醌基等活性基團(tuán)，因而具有吸附性、絡(luò)合和交換性能，能改良土壤結(jié)構(gòu)；也有研究表明，腐殖酸具有良好的化學(xué)活性和生物活性，可促進(jìn)生物量的積累，提高作物產(chǎn)量[17-20]。試驗(yàn)中腐殖酸和無機(jī)化肥相結(jié)合，腐殖酸可以通過氫鍵、絡(luò)合以及物理性吸附等多種作用增加化肥的肥效，從而具有一定的保水保肥效果，玉米生物量提升明顯[21-24]。

復(fù)合肥中添加DMPP或者腐殖酸到無機(jī)復(fù)合肥中已有較多研究，而兩者復(fù)配處理，相關(guān)的研究則鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)將DMPP和腐殖酸進(jìn)行復(fù)配結(jié)合，表明復(fù)配對(duì)各類生物指標(biāo)促進(jìn)作用明顯，較單獨(dú)使用提升效果好，同時(shí)2個(gè)不同添加濃度兩兩復(fù)配呈現(xiàn)出不同的試驗(yàn)效果，添加1.0 kg/t DMPP和 5 kg/t 腐殖酸效果最佳，高添加量并不能進(jìn)一步促進(jìn)肥效提升，反而效果有所降低。本研究的結(jié)果可以為腐殖酸及DMPP添加到復(fù)合肥中的用量提供科學(xué)依據(jù)，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱兆良，文啟孝. 中國土壤氮素[M]. 南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1992：32-58.

[2]邱衛(wèi)國，唐 浩，王 超. 上海郊區(qū)水稻田氮素滲漏流失特性及控制對(duì)策[J]. 中國環(huán)境科學(xué)，2005，25（5）：558-562.

[3]馮明磊，胡榮桂，許克翠，等. 三峽庫區(qū)小流域不同尺度施氮量對(duì)水體的影響[J]. 中國環(huán)境科學(xué)，2008，28（2）：168-172.

[4]黃益宗，馮宗煒，王效科，等. 硝化抑制劑在農(nóng)業(yè)上的研究進(jìn)展[J]. 土壤通報(bào)，2002，33（4）：310-315.

[5]Zerulla W，Barth T，Dressel J，et al. 3，4-dimethylpyrazole phosphate （DMPP）—A new nitrification inhibitor for agriculture and horticulture[J]. Biology and Fertility of Soils，2001，34（2）：79-84.

[6]俞巧鋼，殷建禎，馬軍偉，等. 硝化抑制劑 DMPP 應(yīng)用研究進(jìn)展及其影響因素[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，33（6）：1057-1066.

[7]王曰鑫，李成學(xué). 綠色環(huán)保型腐植酸磷肥[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[8]程 亮，張保林，王 杰，等. 腐植酸肥料的研究進(jìn)展[J]. 中國土壤與肥料，2011（5）：1-6.

[9]劉繼培，劉唯一，周 婕，等. 施用腐植酸和生物肥對(duì)草莓品質(zhì)，產(chǎn)量及土壤農(nóng)化性狀的影響[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2015，32（1）：54-59.

[10] 成紹鑫. 腐植酸類物質(zhì)概論[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：129-180.

[11]Pasda G，Hahndel R，Zerulla W. Effect of fertilizers with the new nitrification inhibitor DMPP （3，4-dimethylpyrazole phosphate） on yield and quality of agricultural and horticultural crops[J]. Biology and Fertility of Soils，2001，34（2）：85-97.

[12]許 超，吳良?xì)g，張福鎖. DMPP農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 土壤通報(bào)，2003，34（5）：478-482.

[13]孫志梅，武志杰，陳利軍，等. 土壤硝化作用的抑制劑調(diào)控及其機(jī)理[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，19（6）：1389-1395.

[14]皮荷杰，曾清如，蔣朝暉，等. 兩種硝化抑制劑對(duì)不同土壤中氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2009，23（1）：68-72.

[15]石 美，張妹婷，沈 鋒，等. 石灰性土壤中不同硝化抑制劑的抑制效果及其對(duì)亞硝態(tài)氮累積的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（3）：500-506.

[16]俞巧鋼，陳英旭，張秋玲，等. DMPP對(duì)菜地土壤氮素淋失的影響研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2006，20（4）：40-43.

[17]李善祥，竇銹云. 我國風(fēng)化煤利用現(xiàn)狀與展望[J]. 煤化工，1996，74（2）：28-33.

[18]梁宗存，成紹鑫，武麗萍，等. 煤中腐植酸與尿素相互作用機(jī)理的研究[J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，1999，27（2）：176- 181.

[19]陳振德，何金明，李祥云，等. 施用腐植酸對(duì)提高玉米氮肥利用率的研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，15（1）：52-54.

[20]王長軍，王肇陟，王世榮. 生物有機(jī)肥、腐殖酸對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤化學(xué)性質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（1）：93-95.

[21]劉 磊，王 平，孫志梅，等. 腐植酸復(fù)合肥多層深施對(duì)土壤含水量、玉米生長及產(chǎn)量的影響[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，35（1）：7-11.

[22] 景旭東，劉 源，林海琳，等. 共軛醬渣廢油包膜肥對(duì)玉米生長的影響及膜層結(jié)構(gòu)分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，32（3）：563-569.

[23]劉士勇. 腐植酸復(fù)合肥在水稻、小麥、玉米上的應(yīng)用效果[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，36（5）：672- 674.

[24] 張卓亞，王曉琳，許曉明，等. 腐植酸對(duì)小麥揚(yáng)花期水分利用效率及灌漿進(jìn)程的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，31（4）：725-731.