深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米不同器官鉀含量的影響

蔡曉軍，張德偉，謝秀芳，王廣成，王鵬*

（1.黑龍江省農(nóng)墾總局綏化管理局和平牧場(chǎng)新河管理區(qū)，黑龍江 大慶 163851；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶163319；3.肇州縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江 肇州 166400）

鉀是玉米生長(zhǎng)過程中必不可少的營(yíng)養(yǎng)元素之一，在玉米生命活動(dòng)中具有重要作用[1]。玉米對(duì)鉀營(yíng)養(yǎng)的吸收量除了影響施肥經(jīng)濟(jì)效益外，還會(huì)在一定程度上影響玉米產(chǎn)量[2]。因此，研究玉米對(duì)鉀營(yíng)養(yǎng)的吸收和利用，對(duì)指導(dǎo)玉米生產(chǎn)上科學(xué)施用鉀肥具有重要意義[3]。深松可以降低土壤容重，是提高玉米產(chǎn)量的重要技術(shù)措施，也是促進(jìn)玉米生長(zhǎng)與發(fā)育的有效途徑[4]。馬陽(yáng)等[5，6]研究了新型耕作施肥方式對(duì)夏玉米氮素和磷素利用的影響，結(jié)果表明，深松能夠顯著提高夏玉米對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用，改善玉米營(yíng)養(yǎng)生理特性。宮亮等[7]研究了連年深松和施用有機(jī)肥對(duì)土壤肥力及玉米產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，連年深松可提高土壤堿解氮和有效磷含量，促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，同時(shí)結(jié)合施用有機(jī)肥時(shí)還可明顯提高玉米產(chǎn)量。張宇飛[8]研究了耕作方式與秸稈還田對(duì)玉米產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響，結(jié)果表明，深松結(jié)合淺翻有利于玉米對(duì)氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)的吸收和利用。程明芳等[9]研究認(rèn)為，人工施用鉀肥有利于玉米植株內(nèi)鉀含量的升高。從前人研究來看，關(guān)于深松結(jié)合施用有機(jī)肥對(duì)玉米各器官鉀含量影響的報(bào)道較少。在施用化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，研究深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米不同器官鉀含量的影響，明確不同器官鉀營(yíng)養(yǎng)的生理特點(diǎn)，旨為玉米生產(chǎn)中科學(xué)施肥和營(yíng)養(yǎng)調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)玉米品種為吉農(nóng)大688。所施肥料有玉米專用肥（N、P2O5、K2O 含量分別為24%、14%和12%，云南云天化股份有限公司生產(chǎn)）和商品有機(jī)肥（N、P2O5、K2O 含量≥5%，有機(jī)質(zhì)含量≥45%，中化化肥有限公司生產(chǎn)）。2018 年4～10 月在黑龍江省大慶市肇州縣雙發(fā)鄉(xiāng)雙發(fā)村 （北緯 45°42′，東經(jīng) 125°14′） 進(jìn)行試驗(yàn)。該區(qū)耕作制度為一年生產(chǎn)一季玉米；土壤類型為黑鈣土，基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)27.68 g/kg、堿解氮102.8 mg/kg、有效磷14.3 mg/kg、速效鉀148.5 mg/kg，pH 值 7.8，容重 1.29 g/cm3。

4 月26 日整地，所有試驗(yàn)地塊均施玉米專用肥750 kg/hm2做底肥。采用大田對(duì)比法試驗(yàn)設(shè)計(jì)，土壤耕作方式設(shè)常規(guī)旋耕（T1，CK）、深松（T2）、深松+有機(jī)肥（T3）3 個(gè)處理，每處理面積均為0.67 hm2。其中，T1處理（常規(guī)旋耕）采用小型旋耕機(jī)旋耕土壤，深度15～20 cm；T2處理采用大型深松機(jī)械深松土壤，深度35 cm；T3處理是在深松處理的基礎(chǔ)上增施商品有機(jī)肥750 kg/hm2做底肥。4 月28 日播種，玉米株距0.25 m，行距0.67 m，種植密度59 700 株/hm2；生育期內(nèi)不再追施任何肥料；其他管理措施同大田常規(guī)。

在每處理大區(qū)中隨機(jī)設(shè)定3 個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)面積均為20 m2。分別于大喇叭口期、灌漿期、成熟期，在每個(gè)取樣點(diǎn)隨機(jī)采集玉米整株樣品5 株，將植株分成莖、葉、苞葉、穗軸、子粒；按照不同器官分別進(jìn)行烘干（105 ℃殺青，70 ℃烘干至恒重）后粉碎，采用濃硫酸-過氧化氫消煮，應(yīng)用火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀含量[10]。利用Excel 2010 和DPS 7.05 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米莖鉀含量的影響

隨著玉米生育進(jìn)程，T2處理的莖鉀含量呈先降低后升高的變化，與T1處理的指標(biāo)值變化趨勢(shì)一致；T3處理的莖鉀含量呈逐漸降低趨勢(shì)，與T1處理的指標(biāo)值變化趨勢(shì)不同（圖1）。

圖1 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米莖鉀含量的影響Fig.1 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize stem

大喇叭口期和灌漿期，玉米莖的鉀含量順序均為T3處理＞T2處理＞T1處理，其中在大喇叭口期T3和T2處理與T1處理差異均達(dá)到了顯著水平，而在灌漿期三者差異均不顯著；收獲期，玉米莖的鉀含量順序?yàn)門3處理＜T2處理＜T1處理，但差異均不顯著。表明與常規(guī)旋耕相比，深松土壤可以提高大喇叭口期和灌漿期玉米莖的鉀含量，其中在大喇叭口期效果明顯，而增施有機(jī)肥后2 個(gè)時(shí)期的效果較單純的深松處理均僅略有提高。T3處理與T2處理相比，整個(gè)生育時(shí)期二者指標(biāo)值差異均不顯著，表明深松后是否施用有機(jī)肥對(duì)玉米莖的鉀含量影響不大。

2.2 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米葉鉀含量的影響

隨著玉米生育進(jìn)程，各處理的葉鉀含量均呈逐漸降低趨勢(shì)；但不同處理對(duì)葉片鉀含量的影響存在差異（圖 2）。

大喇叭口期至收獲期，玉米葉的鉀含量順序均為T2處理＞T3處理＞T1處理，其中 T3與 T2處理差異均不顯著。表明與常規(guī)旋耕相比，深松土壤可以提高生育期玉米葉的鉀含量，其中增施有機(jī)肥后效果較單純的深松處理略有降低。在大喇叭口期，T2處理的葉鉀含量顯著＞T1處理，但二者與T3處理差異均不顯著；在灌漿期，T3與T2處理的葉鉀含量差異不顯著，但二者均顯著＞T1處理；在收獲期，3 個(gè)處理的葉鉀含量差異均不顯著。表明與常規(guī)旋耕相比，深松處理可以顯著提高大喇叭口期和灌漿期玉米葉的鉀含量，增施有機(jī)肥后僅可以顯著提高灌漿期玉米葉的鉀含量，但在收獲期不同耕作處理的玉米葉鉀含量基本相當(dāng)。T3處理與T2處理相比，整個(gè)生育時(shí)期二者指標(biāo)值差異均不顯著，表明深松后是否施用有機(jī)肥對(duì)玉米葉的鉀含量影響不大。

圖2 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米葉鉀含量的影響Fig.2 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize leaves

2.3 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米苞葉鉀含量的影響

灌漿期至收獲期，T2處理的玉米苞葉鉀含量升高，與T1處理的指標(biāo)值變化趨勢(shì)一致；T3處理的苞葉鉀含量降低，與T1處理的指標(biāo)值變化趨勢(shì)相反（圖 3）。

灌漿期，玉米苞葉的鉀含量順序?yàn)門1處理＞T3處理＞T2處理，其中T2與T1處理差異達(dá)到了顯著水平，但二者與T3處理差異均不顯著。表明與常規(guī)旋耕相比，深松處理會(huì)導(dǎo)致灌漿期玉米苞葉的鉀含量明顯降低，但增施有機(jī)肥后苞葉鉀含量基本能達(dá)到T1處理水平。成熟期，玉米苞葉的鉀含量順序?yàn)門2處理＞T1處理＞T3處理，但差異均不顯著，表明是否深松土壤和施用有機(jī)肥對(duì)苞葉鉀含量影響不大。T3處理與T2處理相比，整個(gè)生育時(shí)期二者指標(biāo)值差異均不顯著，表明深松后是否施用有機(jī)肥對(duì)玉米苞葉的鉀含量影響不大。

圖3 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米苞葉鉀含量的影響Fig.3 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize bract

2.4 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米軸鉀含量的影響

灌漿期至收獲期，各處理的玉米軸鉀含量均大幅度降低（圖4）。

灌漿期，玉米軸的鉀含量順序?yàn)門3處理＞T2處理＞T1處理，且差異均達(dá)到了顯著水平；收獲期，玉米軸的鉀含量順序?yàn)門3處理＜T2處理＜T1處理，其中T3處理指標(biāo)值顯著＜其他2 個(gè)處理，而T2與T1處理差異不顯著。表明與常規(guī)旋耕相比，深松土壤可以顯著提高灌漿期玉米軸的鉀含量，但會(huì)降低收獲期玉米軸的鉀含量，其中增施有機(jī)肥后效果更加明顯。

圖4 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米軸鉀含量的影響Fig.4 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize cob

2.5 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米子粒鉀含量的影響

灌漿期至收獲期，各處理的玉米子粒鉀含量均大幅度降低（圖5）。

灌漿期和收獲期，T3處理的玉米子粒鉀含量均為最高，其中，灌漿期指標(biāo)值顯著＞其他2 個(gè)處理，收獲期指標(biāo)值顯著＞T1處理；T2處理指標(biāo)值在灌漿期略＜T1處理，但收獲期顯著＞T1處理。表明與常規(guī)旋耕相比，單純的深松處理并不能有效提高灌漿期玉米子粒的鉀含量，但增施有機(jī)肥后效果會(huì)明顯提升；深松土壤可以顯著提高收獲期玉米子粒的鉀含量，其中增施有機(jī)肥后效果略優(yōu)于單獨(dú)的深松處理。T3處理與T2處理相比，灌漿期指標(biāo)值明顯較高，而收獲期差異不顯著，表明深松施用有機(jī)肥可以顯著提高灌漿期玉米子粒的鉀含量，而對(duì)收獲期玉米子粒的鉀含量影響不大。

圖5 深松施用有機(jī)肥對(duì)玉米子粒鉀含量的影響Fig.5 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize kernel

3 結(jié)論與討論

本研究是在統(tǒng)一底施玉米專用肥750 kg/hm2的基礎(chǔ)上，以常規(guī)旋耕為對(duì)照，研究了深松、深松施用有機(jī)肥對(duì)大喇叭口期、灌漿期、成熟期玉米不同器官鉀含量的影響。結(jié)果表明，深松土壤可以提高玉米大喇叭口期至灌漿期玉米莖和葉的鉀含量，其中，單純的深松處理對(duì)提高大喇叭口期玉米莖和葉的鉀含量以及灌漿期玉米葉的鉀含量效果顯著，而深松施用有機(jī)肥處理對(duì)提高大喇叭口期玉米莖的鉀含量以及灌漿期玉米葉的鉀含量效果顯著，但不同土壤耕作處理對(duì)收獲期玉米莖和葉的鉀含量的影響均不明顯。深松施用有機(jī)肥對(duì)提高玉米生育前期莖和葉的鉀含量效果較好，生育后期莖葉的鉀含量降低，分析原因可能與玉米生長(zhǎng)后期莖葉的鉀轉(zhuǎn)移至子粒有關(guān)[11]。

灌漿期，2 個(gè)深松土壤處理的玉米苞葉鉀含量均低于常規(guī)旋耕處理，其中單獨(dú)深松處理降低顯著，深松施用有機(jī)肥處理的指標(biāo)值與常規(guī)旋耕處理差異不顯著，說明深松土壤不利于提高灌漿期玉米苞葉的鉀含量，但深松增施有機(jī)肥后苞葉鉀含量與常規(guī)旋耕處理基本處于同一水平；收獲期，單獨(dú)深松處理的苞葉鉀含量與常規(guī)旋耕處理差異不顯著，而深松施用有機(jī)肥處理的苞葉鉀含量較常規(guī)旋耕處理明顯降低，這可能與施用有機(jī)肥有利于苞葉內(nèi)鉀的轉(zhuǎn)移和重復(fù)利用有關(guān)。深松施用有機(jī)肥處理較常規(guī)旋耕處理可以顯著提高灌漿期玉米軸的鉀含量，這與李孝良等[12]和張吉立[13]的研究結(jié)果相似。收獲期深松施用有機(jī)肥處理的苞葉和軸鉀含量均為最低，其中軸內(nèi)的鉀含量顯著低于常規(guī)旋耕處理，原因可能是深松施用有機(jī)肥后提高了玉米干物質(zhì)積累量，從而導(dǎo)致鉀含量降低[14]。

灌漿期和收獲期，深松施用有機(jī)肥處理的玉米子粒鉀含量均為最高，與常規(guī)旋耕處理相比均增加顯著，且較單獨(dú)的深松處理灌漿期指標(biāo)值也明顯較高。深松施用有機(jī)肥可以顯著提高灌漿期和收獲期玉米子粒的鉀含量，效果優(yōu)于單獨(dú)的深松處理，本研究結(jié)果與劉占軍[15]觀點(diǎn)一致。綜合分析認(rèn)為，深松施用有機(jī)肥有利于玉米子粒對(duì)鉀吸收。