有機(jī)肥對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育和土壤肥力的影響

吳秀寧，趙永平，王新軍

（商洛學(xué)院健康管理學(xué)院/秦嶺植物良種繁育中心，陜西商洛 726000）

《國(guó)家糧食安全中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃2008—2020年》制定了新增1 000億斤糧食的目標(biāo)，其中玉米承擔(dān)53%的份額[1]。在有限耕地資源下，通過(guò)提高單產(chǎn)是維持作物持續(xù)增產(chǎn)的唯一途徑[2]。近30年主要通過(guò)增加水肥投入提高單產(chǎn)，而有關(guān)研究表明，玉米生產(chǎn)中化肥的增產(chǎn)效果趨于降低，同時(shí)帶來(lái)了土壤板結(jié)、鹽堿化程度加劇、地下水富集等負(fù)面效應(yīng)[3-4]。因此，通過(guò)優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理措施，實(shí)現(xiàn)糧食持續(xù)增產(chǎn)、改善耕地質(zhì)量、減少施肥對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞是亟待解決的問(wèn)題。施肥是促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、培肥土壤放入基本手段。生物有機(jī)肥是近些年在微生物技術(shù)發(fā)展及有機(jī)肥的商品化使用的基礎(chǔ)上研制的新型肥料。生物有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)全面，可有效提高作物產(chǎn)量、改善土壤結(jié)構(gòu)[5]，在小麥[6]、玉米[7]、水稻[8]、大豆[9]等作物上有明顯的增產(chǎn)效果。夏玉米是重要的糧食作物，對(duì)滿足我國(guó)糧食的需求具有重要的作用。為此，本研究通過(guò)大田試驗(yàn)，研究生物有機(jī)肥對(duì)夏玉米光合特性和產(chǎn)量的影響，以期為生物有機(jī)肥在商洛低山丘陵區(qū)玉米生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年在商洛學(xué)院秦嶺植物良種繁育中心試驗(yàn)田進(jìn)行。土壤質(zhì)地屬褐土。肥力水平中等，有機(jī)質(zhì) 17.7 g·kg－1，速效氮 58.12 mg·kg－1，速效磷 18.71 mg·kg－1， 速效鉀 93.72 mg·kg－1，土壤pH值為7.2。試驗(yàn)地塊可基本代表商州丘陵區(qū)坡塬地地塊，前茬作物為小麥。

1.2 供試肥料與品種

生物有機(jī)肥由子長(zhǎng)縣品味自然農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，有機(jī)質(zhì)含量≥40.0%，有效活菌數(shù)≥0.5億/克。常規(guī)施肥為復(fù)合肥料和尿素，其中復(fù)合肥 N：P2O5：K2O=26：8：6，硫≥6.5%，鋅≥0.1%，硼≥0.03%；尿素（N）≥46%；均購(gòu)買于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。參試玉米品種為登海11。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與管理

采取隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)置6個(gè)處理。處理1（T1）：常規(guī)施肥。 復(fù)合肥 600kg·hm－2；處理 2（T2）：生物有機(jī)肥 40kg·hm－2，復(fù)合肥減施 40kg·hm－2；處理 3（T3）：生物有機(jī)肥 60 kg·hm－2，復(fù)合肥減施 60 kg·hm－2；處理 4（T4）：滅菌基質(zhì) 40 kg·hm－2，復(fù)合肥減施 40 kg·hm－2；處理 5（T5）：滅菌基質(zhì) 60 kg·hm－2，復(fù)合肥減施60 kg·hm－2；處理 6（T6）：空白對(duì)照。 每個(gè)處理3 次重復(fù)。 T1、T2、T3、T4、T5處理下施肥作為底肥1次性施入；除T6外，各處理均于拔節(jié)期追施尿素300 kg·hm－2。 2017年 6月8日人工開(kāi)溝點(diǎn)播。小區(qū)面積為 36 m2，長(zhǎng) 10 m，寬 3.6 m，株行距60 cm×30 cm。每穴3粒種子，3葉期間苗；拔節(jié)期隨降雨追施尿素，整個(gè)生育期人工鋤草3次。9月19日收獲。整個(gè)試驗(yàn)規(guī)程中未噴施任何農(nóng)藥，其余管理參照大田。

1.4 方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀

花后每小區(qū)標(biāo)記10株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株，調(diào)查株高、莖直徑、葉色。株高為自地面至雄穗頂端的高度；莖直徑為莖基部扁圓一面的莖粗；葉色借助目測(cè)法進(jìn)行?？諚U率、倒伏率和大斑病以整個(gè)小區(qū)記載，以占整個(gè)小區(qū)總株數(shù)的百分比計(jì)。玉米成熟后及時(shí)收獲，以整個(gè)小區(qū)的實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

1.4.2 土壤農(nóng)化性狀

種植前取基礎(chǔ)混合土樣，收獲后每處理各取1個(gè)土樣，采集耕層（0～20 cm）混合樣本分析有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀和pH值。具體方法參考文獻(xiàn)[10]。

1.4.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS20進(jìn)行方差分析，Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)夏玉米農(nóng)藝性狀及抗病性的影響

由表1可得，施肥處理可促進(jìn)夏玉米的生長(zhǎng)。 其中，T1、T2、T3、T4、T5處理下株高較對(duì)照（T6）分別增加了 13.66%、15.46%、8.97%、13.45%和 6.58%， 莖直徑分別增加了54.94%、48.22%、34.78%、43.87%和 35.97%。各施肥處理下空桿率較T6分別降低了87.30%、89.35%、90.38%、86.20%和 85.83%，倒伏率分別降低了 8.11%、17.57%、13.51%、17.23%和15.21%；大斑病發(fā)病率分別下降低了 16.71% 、33.34% 、45.89% 、36.78% 和50.31%，葉色除T6處理為淺綠色外，其余處理均為綠色。綜合來(lái)看，施用生物有機(jī)肥的農(nóng)藝性狀和抗病性優(yōu)于生物有機(jī)肥基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照。

表1 施肥對(duì)夏玉米農(nóng)藝性狀及抗病性的影響

2.2 不同處理間夏玉米產(chǎn)量的方差分析

對(duì)各小區(qū)夏玉米產(chǎn)量，進(jìn)行方差分析。由表2可得，F(xiàn)區(qū)組=3.15＜F0.05， 表明3個(gè)區(qū)組的非處理因素比較一致，試驗(yàn)地土壤肥力均勻。F處理=69.54＞F0.01，說(shuō)明6個(gè)處理產(chǎn)量的總體平均數(shù)間有極顯著差異，因此可進(jìn)行顯著性測(cè)定。

表2 不同處理間夏玉米產(chǎn)量的方差分析

2.3 施肥對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響

由圖1可得，施肥可顯著提高夏玉米產(chǎn)量。T2處理下產(chǎn)量最高，為 6 628.17 kg·hm－2，其次為 T1，二者差異不顯著； 隨后依次為 T3、T4、T5、T6，T4較T1、T3處理下產(chǎn)量不顯著，但顯著高于T5和T6水平。施用生物有機(jī)肥的玉米產(chǎn)量比相應(yīng)的生物有機(jī)質(zhì)處理增產(chǎn) 730.95 kg·hm－2和 1 112.94 kg·hm－2，增產(chǎn)率分別為11.03%和18.07%。此外，T2處理較常規(guī)施肥增產(chǎn) 281.99 kg·hm－2， 增產(chǎn)率為4.44%。

圖1 施肥處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響

2.4 施肥對(duì)土壤肥力的影響

不同施肥處理后土壤養(yǎng)分含量存在差異（表3）。從有機(jī)質(zhì)含量來(lái)看，T2處理土壤中的有機(jī)質(zhì)較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了1.12%、4.62%和7.10%，T3處理土壤有機(jī)質(zhì)較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了1.58%、6.33%和25.78%。從堿解氮來(lái)看，T2處理土壤堿解氮較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了1.12%、4.62%和7.10%，T3處理土壤堿解氮較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了2.52%、10.19%和30.34%。從速效磷來(lái)看，T2處理土壤速效磷較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了3.42%、5.74%和46.89%，T3處理土壤速效磷較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了1.06%、8.64%和50.93%。從速效鉀來(lái)看，T2處理土壤速效鉀較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了1.05%、9.56%和30.01%，T3處理土壤速效鉀較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照分別提高了1.84%、12.65%和33.66%。可見(jiàn)生物有機(jī)肥能提高土壤肥力，可有效改善土壤的理化性狀。

表3 不同處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

3 討論與結(jié)論

良好的生長(zhǎng)狀態(tài)是作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)。本研究在不同施肥處理下夏玉米的株高和莖直徑呈增加趨勢(shì)，空桿率、倒伏率和大斑病有不同程度地下降，這與李鵬[11]、劉旭[12]等研究結(jié)果基本一致。另外，施用有機(jī)肥處理下夏玉米的整體農(nóng)藝性狀優(yōu)于對(duì)應(yīng)的有機(jī)肥基質(zhì)處理，可見(jiàn)有機(jī)肥中的微生物可增加夏玉米營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)量，促進(jìn)植株生長(zhǎng)，增加植株的抗逆性，從而提高產(chǎn)量。與有機(jī)肥基質(zhì)處理相比，生物有機(jī)肥處理分別增產(chǎn)11.03%（T2）和 18.07%（T3），達(dá)極顯著水平。另外，T2處理下夏玉米的產(chǎn)量較常規(guī)施肥（T1）高出4.42%。

土壤生物是土壤發(fā)生與發(fā)展的重要推動(dòng)力，適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝措施（如施肥）可維護(hù)、培育乃至改變土壤中的生物群落，使之保持和諧穩(wěn)定的狀態(tài)和功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)土壤穩(wěn)定的適度肥力水平[7]。劉斌等[13]研究表明生物有機(jī)肥可提高土壤養(yǎng)分含量，本試驗(yàn)也支持這一結(jié)論，表現(xiàn)為施用生物有機(jī)肥處理下的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量較對(duì)應(yīng)基質(zhì)、常規(guī)施肥和空白對(duì)照有不同程度地增加。這為后茬作物的高產(chǎn)創(chuàng)造了基礎(chǔ)。而進(jìn)入土壤中的作用原理、生長(zhǎng)發(fā)育狀況、生存時(shí)間等還有待進(jìn)一步探究。