沼肥在玉米種植中的后效影響

劉磊 潘曉晗 高煒城 劉新程 韓守良 楊麗 王學(xué)芬

摘要：基于沼肥具有緩效性部分養(yǎng)分當(dāng)季不能完全釋放的特點，在玉米（Zea mays L.）種植中以施入等量的N、P、K養(yǎng)分為依據(jù)，于第1年（前茬）設(shè)6個處理，分別為T1（不施肥）、T2（化肥）、T3（20%沼肥+80%化肥）、T4（50%沼肥+50%化肥）、T5（80%沼肥+20%化肥）、T6（100%沼肥）;第2年（后茬）統(tǒng)一采用T2（化肥）處理。結(jié)果表明，沼肥存在明顯的后效性，前茬施加沼肥所產(chǎn)生的地力變化顯著改善了后茬玉米的生物學(xué)性狀，提高了經(jīng)濟產(chǎn)量和土壤中的堿解氮含量。其中，處理T5的后茬玉米果穗長勢明顯優(yōu)于其他處理;處理T3、T4、T5、T6的后茬玉米單穗粒數(shù)和植株抗倒伏能力整體高于T1和T2處理;處理T3、T4、T5、T6分別比處理T2增產(chǎn)5.88%、5.35%、11.23%、13.90%;后茬玉米收獲后，處理T3、T4、T5、T6的土壤堿解氮含量分別比處理T2增加37.82%、76.74%、57.76%、72.76%。

關(guān)鍵詞：沼肥;玉米（Zea mays L.）;后效性

中圖分類號：S513? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）23-0081-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.23.018? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

沼肥（沼渣和沼液）是禽畜排泄物的發(fā)酵產(chǎn)物，既具有機成分，又具無機成分，是遲、速兼?zhèn)涞暮梅柿蟍1]。沼肥可為作物提供營養(yǎng)，刺激和調(diào)節(jié)作物生長，協(xié)調(diào)環(huán)境，提高糧食產(chǎn)量和品質(zhì)，達到農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的目的[2-5]。習(xí)近平同志在十九大報告中指出：實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問題是關(guān)系國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農(nóng)”問題作為全黨工作重中之重。報告中提出的鄉(xiāng)村振興，首當(dāng)其沖的便是振興農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)離不開肥料，然而中國化肥使用量居世界首位，但利用率卻很低[6]，并且近幾年化肥濫用所帶來的環(huán)境和糧食問題愈發(fā)突出，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟和社會的發(fā)展[7]。沼肥作為一種優(yōu)質(zhì)有機肥能較好地緩解化肥濫用問題，平衡化肥的使用，改良土壤結(jié)構(gòu)，有利于農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展[8-10]。張昱等[11]研究表明，沼肥可明顯改善玉米（Zea mays L.）的各項經(jīng)濟性狀，提高玉米產(chǎn)量。然而沼肥部分養(yǎng)分當(dāng)季不能完全釋放，而目前國內(nèi)在沼肥的后效性方面的研究較少。本研究將沼肥應(yīng)用于玉米的后效性試驗，探究前茬所產(chǎn)生的地力差異對后茬玉米生物學(xué)性狀、經(jīng)濟產(chǎn)量以及土壤中堿解氮的影響，以期為這方面研究提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地選擇和設(shè)置

試驗地選擇中國農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺研究院試驗田的2號地塊東側(cè)，土壤為棕壤土，前季作物為2015年春季種植的甘薯，進行了品質(zhì)試驗，施肥量均一，長勢均衡，對本試驗不產(chǎn)生影響。試驗設(shè)置6個處理，3個重復(fù)，共計18個小區(qū)，采取隨機區(qū)組設(shè)計布置。每個小區(qū)6.0 m×2.0 m，區(qū)內(nèi)等行距種植，共種植3行，行距66 cm，株距25 cm，計每小區(qū)72株。試驗區(qū)兩端各設(shè)約6.0 m×2.7 m保護區(qū)，保護區(qū)內(nèi)種植與試驗區(qū)相同品種和種植密度的玉米。

沼液為民和沼液，含N 0.57%，P2O5 0.007%（實際計算施肥量時忽略）、K2O 0.35%。玉米品種為金海5號。

1.2? 試驗處理安排

1.2.1? 第1年（前茬）玉米試驗處理? 試驗以施入等量的N、P、K養(yǎng)分為依據(jù)，化肥處理按照每公頃施氮352.5 kg、磷165 kg、鉀375 kg施肥，其余處理以每公頃施氮352.5 kg、磷165 kg、鉀375 kg為基準(zhǔn)，按照下列施肥比例進行施肥。

基肥在播種前5 d施入地中，追肥在小喇叭口期與大喇叭口期之間進行。表1為第1年（前茬）試驗處理安排。

1.2.2? 第2年（后茬）玉米試驗處理? 所有小區(qū)都按照前一年化肥處理施肥，即每公頃施氮352.5 kg、磷165 kg、鉀375 kg施肥，保證與前一年等量N、P、K的施用，保持相同的施肥和管理方式。表2為第2年（后茬）試驗處理安排。

1.3? 測定項目與方法

1.3.1? 樣品制備? 分別在前茬玉米收獲后和后茬玉米播種前、收獲后取耕層混合樣。晾曬、干燥后磨土，過1 mm篩，然后將土樣放于陰暗處封存。于后茬玉米收獲期在各小區(qū)內(nèi)隨機選取有代表性的相同數(shù)量玉米植株若干。

1.3.2? 樣品測定與分析? 土壤堿解氮的測定采用堿解擴散法。玉米相關(guān)生物學(xué)性狀的測定包含玉米樣品的千粒質(zhì)量、單果穗質(zhì)量、穗軸質(zhì)量、單穗子粒質(zhì)量、穗長、穗粗、禿頂長、粒行數(shù)、行粒數(shù)、株高、莖高、穗位高和莖粗。

數(shù)據(jù)采用SPSS Statistics 17.0軟件分析，不同處理間差異顯著性檢驗采用Duncan法（P<0.05）。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同處理對后茬玉米穗部性狀的影響

從表3可以看出，處理T5、T6穗長差異不顯著，處理T5顯著高于處理T2，處理T6、T2之間差異不顯著并顯著高于處理T1、T3、T4;處理T5穗粗顯著高于其他處理，處理T3、T4、T6之間差異不顯著，處理T3顯著高于T1、T2，處理T1、T2、T4、T6之間差異不顯著，其大小順序為T4、T6、T2、T1;處理T2、T3、T4、T6之間禿頂長差異不顯著，處理T3、T4顯著高于T1、T5。整體看來，處理T5的果穗長勢明顯優(yōu)于其他處理，其他處理之間差異不明顯。

2.2? 不同處理對后茬玉米莖稈性狀的影響

從表3可以看出，處理T1、T3、T4、T5、T6之間株高、莖高差異不顯著，其大小順序為T6、T1、T4、T3、T5，處理T1、T4、T6株高、莖高顯著高于處理T2，處理T2、T3、T5之間差異不顯著;處理T1、T2、T6之間穗位高差異不顯著，處理T1顯著高于處理T3、T5，處理T2顯著高于處理T4;處理T1、T3、T4、T5、T6之間莖粗差異不顯著但顯著高于處理T2，其大小順序為T6、T4、T1、T3、T5。

玉米的株高、穗位高和莖粗對植株的抗倒性都可以產(chǎn)生影響[12]。倒伏率與株高/莖粗呈顯著正相關(guān)（r=0.985 0）[13]。有些研究也用穗位系數(shù)（穗位高/株高×100）來估測玉米植株抗倒伏能力，認(rèn)為穗高系數(shù)越小抗倒伏能力越強[14]。由表3數(shù)據(jù)可得，各處理株高/莖粗分別為T2（108.73）>T1（104.93）>T3（104.72）>T5（102.95）>T6（102.43）>T4（100.52）;穗位系數(shù)分別為T2（38.55）>T1（36.85）>T3（34.48）>T5（35.52）>T6（33.42）>T4（33.03）。從各處理株高/莖粗和穗位系數(shù)所表現(xiàn)的玉米抗倒伏能力來看，施加沼肥的處理其玉米植株抗倒伏能力整體高于化肥和不施肥處理。

2.3? 不同處理對后茬玉米產(chǎn)量性狀的影響

從表4可以看出，根據(jù)行粒數(shù)×粒行數(shù)所表現(xiàn)出來的單穗子粒數(shù)來看，6個處理都表現(xiàn)為差異顯著，大小順序依次是T5、T6、T3、T4、T2、T1。處理T5的單穗子粒數(shù)分別比處理T1、T2高8.91%、8.57%，處理T6的單穗子粒數(shù)分別比處理T1、T2高4.36%、4.03%，處理T3的單穗子粒數(shù)分別比處理T1、T2高3.62%、3.30%，處理T4的單穗子粒數(shù)分別比處理T1、T2高2.70%、2.37%。未施加沼肥的處理（T1、T2）的子粒數(shù)明顯比施加沼肥的處理（T3、T4、T5、T6）低，表明前茬沼肥的施用可以提高后茬玉米的單穗子粒數(shù)量。

2.4? 不同處理對后茬玉米千粒質(zhì)量的影響

從表4可以看出，處理T4、T5、T6之間千粒質(zhì)量差異不顯著，其大小順序為T6、T4、T5，處理T4、T6顯著高于T2，處理T1、T2之間差異不顯著。施加沼肥的處理中除T3外，其千粒質(zhì)量都高于T1（不施肥）和T2（化肥），其中處理T4、T6的千粒質(zhì)量顯著高于未施加沼肥的的處理T1、T2。T6的千粒質(zhì)量分別比處理T1、T2高3.40%、2.65%，處理T4的千粒質(zhì)量分別比處理T1、T2高3.35%、2.60%，處理T5的千粒質(zhì)量分別比處理T1、T2高2.31%、1.57%。數(shù)據(jù)表明，前茬施加沼肥對后茬玉米子粒產(chǎn)生了有利影響，提高了后茬玉米的子粒飽滿度。

2.5? 不同處理對后茬玉米果穗性狀的影響

從表5可以看出，處理T6單果穗質(zhì)量顯著高于處理T5、T3，處理T5顯著高于處理T4、T2，處理T3、T4、T2之間差異不顯著，處理T3、T4顯著高于處理T1;處理T6、T2穗軸質(zhì)量顯著高于處理T3，處理T3顯著高于處理T4、T5，處理T4、T5顯著高于處理T1;處理T6單穗子粒質(zhì)量顯著高于其他處理T5，各處理間差異顯著。在各小區(qū)玉米果穗數(shù)量大致相等的情況下，玉米的單穗子粒質(zhì)量大小與玉米經(jīng)濟產(chǎn)量的高低相關(guān)，可以看出前茬施加沼肥的處理（T3、T4、T5、T6）的玉米經(jīng)濟產(chǎn)量顯著高于未施加沼肥的處理（T1、T2）。其中處理T6分別比處理T1、T2增產(chǎn)12.11%、13.90%，處理T5分別比處理T1、T2增產(chǎn)9.47%、11.23%，處理T3分別比處理T1、T2增產(chǎn)4.21%、5.88%，處理T4分別比處理T1、T2增產(chǎn)3.68%、5.35%。

2.6? 不同處理對土壤堿解氮含量的影響

從表6數(shù)據(jù)可以看出，前茬玉米收獲后，各處理之間土壤堿解氮含量無顯著差異。

后茬玉米播種前，處理T5、T6土壤堿解氮含量顯著高于處理T3，處理T4、T5、T6之間差異不顯著，處理T4顯著高于處理T1、T2，處理T4、T3之間差異不顯著。其中處理T6、T5、T4、T3土壤堿解氮含量相較于前茬收獲后分別增加36.38%、34.64%、26.33%、8.40%，處理T1、T2土壤堿解氮含量比前茬收獲后分別增加2.81%、2.05%。數(shù)據(jù)表明，試驗小區(qū)經(jīng)半年的休養(yǎng)其土壤堿解氮含量都有所增加，其中含有沼肥處理的小區(qū)土壤堿解氮含量增加顯著，并且施加沼肥比例越高的處理土壤堿解氮含量增加越多。

后茬玉米收獲后，處理T4、T6土壤堿解氮含量顯著高于處理T3，處理T4、T5、T6之間差異不顯著，處理T3顯著高于處理T1、T2?？梢钥闯觯安缡┘诱臃实奶幚恚═3、T4、T5、T6）的土壤堿解氮含量顯著高于未施加沼肥的處理（T1、T2），處理T3、T4、T5、T6的土壤堿解氮含量分別比處理T2增加37.82%、76.74%、57.76%、72.76%。其中處理T3、T4、T5、T6土壤堿解氮含量相較于播種前分別增加了23.64%、38.34%、13.31%、26.34%，相反處理T1、T2土壤堿解氮含量相較于播種前分別減少了1.22%、1.64%。這表明在玉米生長期間前茬施加的沼肥仍在不斷釋放養(yǎng)分，使后茬地力得到顯著提高。

3? 小結(jié)與討論

前茬施加沼肥一定程度改善后茬玉米生物學(xué)性狀。本試驗中80%沼肥處理過的小區(qū)其后茬玉米果穗長勢明顯優(yōu)于其他處理，前茬施加沼肥處理的小區(qū)其后茬玉米的單穗子粒數(shù)和植株抗倒伏能力整體高于不施肥和化肥處理。前茬的不同處理導(dǎo)致后茬各小區(qū)之間玉米經(jīng)濟產(chǎn)量存在差異，其中除50%沼肥與20%沼肥處理玉米經(jīng)濟產(chǎn)量差異不明顯外，存在前茬處理中沼肥所占比例越高后茬玉米經(jīng)濟產(chǎn)量越高的現(xiàn)象。

土壤氮素營養(yǎng)狀況是影響玉米生長和子粒產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素[15]。本試驗結(jié)果表明，前茬施加沼肥可以顯著提高后茬土壤中堿解氮的含量。前茬施加沼肥的處理都對地力產(chǎn)生了較為顯著的影響，而且表現(xiàn)出前茬施用沼肥比例越大，地力提高越明顯，后茬玉米綜合長勢越好、經(jīng)濟產(chǎn)量越高的現(xiàn)象。這可能是因為沼肥在分解過程中產(chǎn)生具有反硝化微生物的酚類物質(zhì)和對土壤中難溶性養(yǎng)分具有鰲合增溶作用的有機酸，活化了土壤中的潛在養(yǎng)分，使沼肥具有明顯的后效性[16]。沈連鋒[17]研究表明，沼液作為生物廢棄物厭氧發(fā)酵后的殘留物，在發(fā)酵過程中，易降解的物質(zhì)大部分在微生物的作用下水解、酸化、降解，但并沒有完全降解，連同沼液中的纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素等難以降解的有機物質(zhì)施入土壤后，在眾多微生物作用下，經(jīng)過一段時間慢慢的分解，最終轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥烙袡C質(zhì)，驗證了沼肥的后效性。

綜上所述，在沼肥施用后的第二年內(nèi)，其后效作用改善了玉米的生物學(xué)性狀，提高了玉米經(jīng)濟產(chǎn)量和土壤堿解氮含量，有利于玉米的生長，提高了土壤肥力，表現(xiàn)出沼肥相較于化肥的優(yōu)越性。

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