施用玉米適用復(fù)合肥料及其配方施肥對堿性土壤化學(xué)性狀及玉米產(chǎn)量的影響

吳凡凡，朱 波，張金鎖，邊 偉，惠帥帥，黃公青，邊亭亭

（內(nèi)蒙古博大實(shí)地化學(xué)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300）

1 前言

1.1 功能肥料的應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代初，美國、日本、西歐等發(fā)達(dá)國家就開始研究肥料的制作技術(shù)，力求從改變化肥功能特性來提高肥料的利用率，相繼出現(xiàn)了緩釋/控釋肥料產(chǎn)品[1]，使肥料利用率大幅提高。目前，國內(nèi)存在的功能性肥料主要有保水功能、改良土壤功能、除草功能等特點(diǎn)[2]。陳光[3]等人利用尿素包膜技術(shù)，使玉米產(chǎn)量提高14.7%～20%；黃占斌[4]等人研究的保水長效復(fù)合肥料可延長灌溉期間，保蓄水分，促進(jìn)增產(chǎn)。改良土壤功能的肥料有添加腐植酸[5]、天然沸石[6]、膨潤土[7]、有機(jī)肥料[8]、木素[9]等功能性原料，可提高肥料利用率，改善土壤保水、保肥、保溫、通氣等能力，培肥地力、促進(jìn)作物增產(chǎn)、改善作物品質(zhì)等功效。目前，我國肥料的使用仍以化肥為主，多功能肥料只是在某些特殊作物、土壤或其他具體條件下應(yīng)用。多功能肥料研究和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，需要不斷加強(qiáng)。

1.2 研究土壤調(diào)理劑復(fù)合肥料的目的及意義

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)研究，從1996～2009年，我國化肥使用量增長了41.2%，然而糧食總產(chǎn)量卻只增長了5.1%[10]，這種高投入、低產(chǎn)出的現(xiàn)象，是由于長期不合理施肥及化肥利用率較低等因素造成增產(chǎn)效應(yīng)下降。朱兆良[11]等人的研究表明我國氮磷鉀大量元素肥料的當(dāng)季回收利用率約為30%～35%、15%～20%、35%～50%，大量養(yǎng)分流失或被土壤固定，造成肥料與經(jīng)濟(jì)的損失。據(jù)調(diào)查，目前東北三省天然草原90%以上出現(xiàn)不同程度的退化，遼寧北原有天然草原304.3萬hm2，現(xiàn)“三化”面積約占原有天然草原面積19%，水土流失面積約占原有天然草原面積57%；吉林西部重度鹽堿化、退化面積為121.94萬hm2[12]。曹文超[13]等人對我國土壤調(diào)理劑的市場潛力進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，酸性調(diào)理劑需求量達(dá)3000萬t以上；改良鹽漬化土壤調(diào)理劑需求量近50萬t；干旱地區(qū)保水劑需求量達(dá)140萬t以上；生物學(xué)障礙土壤的調(diào)理劑需求量達(dá)65萬t以上。因此，在巨大的市場需求下，土壤改良及研制減肥增效的肥料產(chǎn)品迫在眉睫。本復(fù)合肥料所添加的土壤調(diào)理劑具有顯著的“保水、增肥、透氣”性能，與復(fù)合肥料相結(jié)合在改良土壤的同時，還可提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民的收入。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2.1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地布置于鄂爾多斯市周邊8個試驗(yàn)區(qū)。試驗(yàn)區(qū)土壤均偏堿性，土壤肥力中等偏瘦。試驗(yàn)區(qū)海拔1103～1339m，年均降雨量300～450mm。

2.1.2 供試土壤基本化學(xué)性質(zhì)（詳見表1）

表1 供試土壤基本化學(xué)性質(zhì)表

2.1.3 供試作物

供試作物為玉米，品種為東單1902、禾新9號、利禾9號三種品種混均種植，以防止種害造成玉米全面減產(chǎn)現(xiàn)象。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

試驗(yàn)采取單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個試驗(yàn)區(qū)1個示范處理、1個對照處理，以“玉米適用肥70kg+硫基氮肥50kg+脲銨氮肥50kg”為示范處理，肥料投入均為179元；以“當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶常規(guī)施肥”為對照處理，每個處理3次重復(fù)，共68個小區(qū)，小區(qū)面積為100m2。復(fù)合肥料于種植時一次性施入，其他肥料于玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期、灌漿期分四次施入。在種植前與收獲后進(jìn)行土壤采集，采集深度為0～20cm，每個小區(qū)取5點(diǎn)混樣作為代表樣品。試驗(yàn)設(shè)計(jì)和施肥量詳見表2：

表2 試驗(yàn)對照設(shè)計(jì)及施肥量

2.3 分析項(xiàng)目及檢測方法

2.3.1 土壤化學(xué)性狀的測定方法

pH值（NY/T 1121.2-2006）、有機(jī)質(zhì)（NY/T 1121.6-2006）、堿解氮（DB13/T 843-2007）、有效磷（NY/T 1121.-2014）、速效鉀（NY/T 889-2004）。

2.3.2 測產(chǎn)方法

取樣方法：按小區(qū)測定玉米產(chǎn)量，每個小區(qū)隨機(jī)取3個樣點(diǎn)，每個樣點(diǎn)取4行，每行取連續(xù)20株玉米，同時記錄行距和株距，扳取樣點(diǎn)內(nèi)所有玉米棒，脫粒后稱重，同時測玉米水分，計(jì)算樣點(diǎn)的平均產(chǎn)量。

計(jì)算公式：

2.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016整理數(shù)據(jù)，SPSS Statistics 23軟件分析數(shù)據(jù)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 不同施肥處理對土壤理化性狀的影響

3.1.1 不同施肥處理對土壤有機(jī)質(zhì)的影響

檢測分析各土壤有機(jī)質(zhì)含量可知，施用肥料后土壤有機(jī)質(zhì)含量都高于原始土壤，且示范處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均高于對照處理（磷酸二銨+史丹利復(fù)合肥+尿素）。其中試驗(yàn)地2、6有機(jī)質(zhì)原始值較小，土壤肥力水平偏低，施用肥料后有機(jī)質(zhì)提高較為明顯，示范處理分別高出原始值1.28g/kg、1.46g/kg，對照處理分別高出原始值0.60g/kg、1.19g/kg，可見，示范肥料用于“瘦地”對增加土壤有機(jī)質(zhì)效果更明顯。試驗(yàn)地1、3、6的對照處理有機(jī)質(zhì)含量接近示范處理，試驗(yàn)地4、5、7、8的示范處理有機(jī)質(zhì)稍高于原始值，由此可見，施用復(fù)合肥料對提高土壤有機(jī)質(zhì)含量比施用磷酸二銨明顯，且示范肥料用于“瘦地”對增加土壤有機(jī)質(zhì)效果更好。

3.1.2 不同施肥處理對土壤pH的影響

由圖2可以看出，8處試驗(yàn)地均偏堿性，原始pH值在8.03～8.84。施用肥料后，與原始值相比pH值均有所降低，示范處理的pH值較對照處理下降更明顯，降為7.85～8.56，對照處理pH值降為7.88～8.78。

3.1.3 不同施肥處理對土壤速效養(yǎng)分的影響

圖3表明，示范處理、對照處理、原始土壤堿解氮含量依次降低，施用肥料后土壤堿解氮含量提高，說明近期土壤的氮素供應(yīng)能力強(qiáng)。其中，試驗(yàn)地1、3、6的對照處理堿解氮含量接近示范處理，該結(jié)果與土壤有機(jī)質(zhì)含量結(jié)果相似（結(jié)果見3.1.1），有機(jī)質(zhì)含量提高，堿解氮含量亦提高。試驗(yàn)地2、6的原始堿解氮含量較小，施用肥料后提高較為明顯，示范處理分別高出原始值4.08g/kg、4.22g/kg。

圖4表明，示范處理、對照處理、原始土壤有效磷含量依次降低，證明施用肥料不同肥料土壤磷素養(yǎng)分供應(yīng)水平提高。其中，試驗(yàn)地2、7的示范處理有效磷含量增加較為明顯，在原始土壤有效磷的基礎(chǔ)上分別增加2.68mg/kg、3.03mg/kg，該結(jié)果與土壤pH值的變化相似（結(jié)果見3.1.2）。試驗(yàn)表明，土壤pH值與土壤有效磷含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖5顯示，施用肥料后土壤速效鉀含量都高于原始土壤，其中試驗(yàn)地1、3、6的對照處理速效鉀含量接近示范處理，且高于施用磷酸二銨的土壤速效鉀。其原因是玉米適用復(fù)合肥與史丹利復(fù)合肥均含有氮、磷、鉀三種大量元素，可提供作物生長吸收，磷酸二銨的施用不能提供鉀素，農(nóng)作物的生長需要吸收土壤中的鉀素，所以試驗(yàn)地2、4、5、7、8速效鉀含量偏低，甚至?xí)霈F(xiàn)低于原始土壤速效鉀的現(xiàn)象。

3.2 不同施肥處理對玉米產(chǎn)量的影響

測產(chǎn)結(jié)果見圖6，各示范處理的玉米產(chǎn)量均高于對照處理。其中，試驗(yàn)地2、4、5示范處理的玉米產(chǎn)量分別較對照處理高出268.05kg/667m2、219.32kg/667m2、242.78kg/667m2，差異呈極顯著水平；試驗(yàn)地1、7示范處理的玉米產(chǎn)量分別較對照處理高出101.39kg/667m2、41.31kg/667m2，差異呈顯著水平；試驗(yàn)地3、6、8示范處理的玉米產(chǎn)量較對照處理差異不顯著。由此可見，該土壤調(diào)理劑玉米適用復(fù)合肥料對常年種植的舊地增產(chǎn)效果不明顯，而對于新開墾的沙地、鹽堿性較強(qiáng)的土壤玉米增產(chǎn)效果較為顯著。

3.3 不同施肥處理對玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

經(jīng)濟(jì)效益是衡量肥料效果的最終參數(shù)。根據(jù)表3可知，各試驗(yàn)組玉米產(chǎn)量均高于對照組，按玉米價格2.6元/kg計(jì)算，平均增收近310元/667m2，其中，試驗(yàn)地2土壤鹽分含量高、通水透氣性差，土壤表面有明顯的白漬，增收效果最明顯，增收651.9元/667m2。

表3 不同施肥對玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

4 結(jié)論

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，示范處理與農(nóng)戶常規(guī)施肥相比，在一定程度上可降低堿性土壤pH，提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量。

示范處理與農(nóng)戶常規(guī)施肥相比，可增加玉米產(chǎn)量，提高農(nóng)戶收入。該配方肥對新開墾或鹽堿性較強(qiáng)的耕地玉米增產(chǎn)效果較為顯著。