玉米有機肥施用對土壤理化性質(zhì)及產(chǎn)量影響的研究

玉米作為我國重要的糧食作物之一，不僅提供了豐富的食物來源，還在飼料、工業(yè)原料等方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過度依賴化肥的現(xiàn)象日益嚴重，導致土壤退化、環(huán)境污染等問題頻發(fā)，嚴重威脅到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，探索一種既能提高作物產(chǎn)量又能保護環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式顯得尤為重要。有機肥作為一種天然的肥料來源，含有豐富的有機質(zhì)和多種營養(yǎng)元素，能夠改善土壤結構，提高土壤肥力，促進作物生長，減少化肥的使用量，從而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的負面影響。近年來，隨著人們對有機食品需求的增加和對環(huán)境保護意識的提高，有機肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用越來越受到重視。

一、有機肥分類與土壤性質(zhì)對作物的影響

1、有機肥分類與特性

有機肥是指來源于動植物殘體、排泄物、生物廢物等有機物質(zhì)，經(jīng)過發(fā)酵、腐熟等過程制成的肥料。它不僅含有豐富的有機質(zhì)，還含有多種營養(yǎng)元素和生物活性物質(zhì)，是一種天然的、環(huán)保的肥料。根據(jù)來源和制備方式的不同，有機肥可以分為多種類型，如糞尿肥、堆返肥、綠肥等和雜類有機肥以及商品有機肥等。這些不同類型的有機肥在成分、肥效和施用方式上存在差異，但都具有改善土壤結構、提高土壤肥力、促進作物生長等共同特點。有機肥的特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ① 有機肥含有豐富的有機質(zhì)，這些有機質(zhì)在土壤中分解后可以形成腐殖質(zhì)，增加土壤的團粒結構，提高土壤的保水保肥能力； ② 有機肥中含有多種營養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀、鈣、鎂等，這些元素是作物生長所必需的； ③ 有機肥中還含有多種生物活性物質(zhì)，如氨基酸、維生素、酶等，這些物質(zhì)可以促進作物的生長發(fā)育，提高作物的抗逆性； ④ 有機肥的肥效相對緩慢而持久，可以為作物提供長期穩(wěn)定的養(yǎng)分供應。

2、土壤理化性質(zhì)對作物生長影響

土壤理化性質(zhì)是影響作物生長的關鍵因素，其重要性不言而喻。土壤的物理性質(zhì)，包括質(zhì)地(如砂土、壤土、粘土的比例）結構、容重（一般在1.0— ?1.5g/cm³ 之間，理想值為 1.2g/cm³ 左右）孔隙度等，這些指標直接決定了土壤的水肥氣熱狀況。例如，適宜的土壤容重和孔隙度可以確保良好的通氣性和透水性，有利于作物根系的生長和養(yǎng)分的有效吸收。土壤的化學性質(zhì)同樣對作物生長至關重要。 pH 值(理想范圍為6.0—7.5)直接影響土壤養(yǎng)分的有效性及作物的生理代謝。養(yǎng)分含量方面，土壤中氮、磷、鉀等主要營養(yǎng)元素的含量需保持在適宜水平，如全氮含量一般應在 0.1% 一 0.2% 之間，有效磷含量在 10-30mg/kg ，速效鉀含量在50— 150mg/kg 。這些養(yǎng)分的充足供應是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎。鹽分含量過高(如電導率EC值超過 0.4dS/m 則會導致土壤鹽堿化，抑制作物生長。此外，土壤的生物學性質(zhì)也不容忽視。微生物數(shù)量、種類和活性對作物生長具有顯著影響。微生物通過分解有機物質(zhì)，釋放養(yǎng)分元素，促進作物對養(yǎng)分的吸收利用。同時，它們還能抑制土壤病原菌的繁殖，減少作物病害的發(fā)生。

二、有機肥對土壤結構及微量元素的影響

1、施用有機肥對土壤物理性質(zhì)的改善

有機肥中的有機質(zhì)在土壤中分解后形成的腐殖質(zhì)，能夠有效增加土壤的團粒結構。每噸有機肥分解后，可形成約50—100kg 的腐殖質(zhì)，這些腐殖質(zhì)能夠增強土壤顆粒之間的黏結力，使得土壤結構更加穩(wěn)定。施用有機肥后，土壤團粒結構占比提高，顯著改善土壤的結構狀況。這種改善不僅有助于土壤保持水分和空氣，還能提高土壤的通氣性和透水性，為作物根系的生長提供更好的環(huán)境。有機肥的施用能夠降低土壤的容重，增加土壤的孔隙度。一般來說，施用有機肥后，土壤容重可降低0.1一 -0.2g/ cm³ ，而孔隙度則可增加 5%-10% 。容重的降低意味著土壤更加疏松，有利于根系的穿透和擴展；而孔隙度的增加則提高了王壤的通氣性和保水性，有利于根系的呼吸和養(yǎng)分的吸收。有機肥還能顯著提高土壤的保水能力。施用有機肥后，土壤田間持水量有所提高，能夠保持更多的水分，減少水分的蒸發(fā)和流失，為作物提供穩(wěn)定的水分供應。這對于干旱地區(qū)或干旱季節(jié)的作物生長尤為重要。

2、有機肥施用對土壤化學性質(zhì)的改善

有機肥中含有豐富的有機質(zhì)和多種營養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀等。每噸有機肥中，氮元素含量通常在 1.5%-2.0% 之間，磷元素含量在 0.8%-1.2% 之間，鉀元素含量在 1.0%-2.0% 之間。這些物質(zhì)在土壤中分解后，可以釋放出大量的養(yǎng)分元素，為作物提供必要的營養(yǎng)。有機肥的施用可以調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，使其更加適宜作物的生長。一些有機肥，如石灰性有機肥，可以中和土壤的酸性，提高土壤的 pH 值。每公頃施用50t石灰性有機肥，可使土壤pH值提高 0.5%-1.0% 。而一些酸性有機肥，則可以降低土壤的 pH 值，使其更加適宜酸性作物的生長。通過調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，有機肥有助于優(yōu)化作物的生長環(huán)境，提高作物的養(yǎng)分吸收效率。有機肥還能增加土壤的陽離子交換量(CEC)。這意味著土壤對養(yǎng)分的保持能力增強，減少了養(yǎng)分的流失，提高了養(yǎng)分的利用效率。

3、有機肥施用對土壤生物學性質(zhì)的改善

有機肥中的有機質(zhì)為土壤微生物提供了豐富的食物來源和良好的生存環(huán)境，極大地促進了土壤微生物的繁殖和活動。每公頃施用40t有機肥，可使土壤微生物數(shù)量增加。這些微生物在分解有機質(zhì)的過程中，不僅釋放出了大量的養(yǎng)分元素，如氮、磷、鉀等，還產(chǎn)生了對作物有益的次生代謝產(chǎn)物，如激素、抗生素等。這些物質(zhì)在極低的濃度下就能對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著影響，如促進根系生長、提高葉片光合效率、增強作物抗逆性等。

有機肥的施用能夠顯著增加土壤中的微生物多樣性。不同類型的微生物在土壤中發(fā)揮著不同的作用，共同維持著土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。例如，固氮菌能夠固定空氣中的氮氣，每公頃每年可固定氮素約 10-30kg ，將其轉化為植物可利用的氮素營養(yǎng)；纖維素分解菌則能夠分解作物殘茬和根系分泌物中的纖維素，釋放出養(yǎng)分元素供植物吸收利用。施用有機肥后，土壤中細菌、真菌、放線菌等微生物的種類和數(shù)量均顯著增加。這種多樣性的增加有助于土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗逆性提升。此外，有機肥的施用還能有效抑制土壤中有害微生物的繁殖，減少作物病害的發(fā)生。有機肥中的有益微生物與有害微生物之間存在競爭關系，它們通過爭奪養(yǎng)分、空間等資源來抑制有害微生物的生長和繁殖。同時，有機肥中的一些次生代謝產(chǎn)物也具有殺菌或抑菌作用，能夠直接抑制有害微生物的活性。這種病害發(fā)生率的降低有助于減少農(nóng)藥的使用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，同時也有利于保護生態(tài)環(huán)境和人體健康。

三、有機肥施用策略

1、基于土壤類型的有機肥選擇

土壤類型是影響有機肥選擇的重要因素之一。不同類型的土壤在有機質(zhì)含量、養(yǎng)分狀況、物理性質(zhì)等方面存在顯著差異。因此，需要根據(jù)土壤類型的特點選擇適宜的有機肥，并合理調(diào)整施用量。對于有機質(zhì)含量較低、土壤貧瘠的地區(qū)，如沙質(zhì)土壤，其保水保肥能力較差，養(yǎng)分含量低。在此類土壤中，應選擇富含有機質(zhì)和養(yǎng)分的有機肥，如腐熟的農(nóng)家肥或商品有機肥，以迅速提高土壤肥力。具體來說，每畝可施用腐熟農(nóng)家肥 3000—4000kg或商品有機肥 1500-2000kg ，以快速補充土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分，改善土壤結構，提高土壤保水保肥能力。在有機質(zhì)含量較高、土壤肥沃的地區(qū)，如壤土或粘土，其養(yǎng)分含量較為豐富，但可能存在土壤透氣性差、結構緊實等問題。在此類土壤中，可以選擇養(yǎng)分含量適中、具有改良土壤結構功能的有機肥，如綠肥或生物有機肥。每畝可施用綠肥 1000-1500kg 或生物有機肥500—1000kg ，以改善土壤結構，增加土壤通氣性，促進根系生長。對于不同類型的土壤，有機肥的施用量也應有所調(diào)整。在砂質(zhì)土壤中，由于土壤保水保肥能力較差，應適當增加有機肥的施用量，以改善土壤結構并提高土壤肥力。而在粘質(zhì)土壤中，由于土壤透氣性差，應適量施用有機肥，避免過量施用導致土壤板結。一般來說，砂質(zhì)土壤的有機肥施用量可比粘質(zhì)土壤高出 10%-20% 。

2、施肥量、施肥時期與施肥方式的優(yōu)化

① 施肥量。在施肥量方面，應根據(jù)土壤肥力狀況、作物需求以及有機肥的養(yǎng)分含量進行合理確定。一般來說，土壤肥力較低、作物需求較大的地區(qū)應適當增加有機肥的施用量。例如，在王壤有機質(zhì)含量低于 1% 的貧瘠地區(qū)，每畝可施用腐熟農(nóng)家肥4000-5000kg 或商品有機肥 2000-2500kg ，以迅速補充土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分。而對于土壤肥力較高、作物需求較小的地區(qū)，則可以適量減少施用量，每畝施用腐熟農(nóng)家肥2000一 3000kg 或商品有機肥1000—1500kg即可。

② 施肥時期。在施肥時期方面，應根據(jù)作物的生長周期和養(yǎng)分需求進行合理安排。以玉米為例，其生長周期可分為苗期、拔節(jié)期、抽雄期、灌漿期和成熟期5個階段。在玉米生長初期(苗期和拔節(jié)期)，應施用富含氮、磷、鉀等養(yǎng)分的有機肥，以促進植株的生長和發(fā)育。具體來說，在苗期每畝可施用腐熟農(nóng)家肥1000—1500kg或商品有機肥500—750kg；在拔節(jié)期每畝可再追施腐熟農(nóng)家肥1000—1500kg或商品有機肥 500-750kg 。而在玉米生長中后期(抽雄期、灌漿期和成熟期)，則應注重施用富含鉀、鈣、鎂等養(yǎng)分的有機肥，以提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。每畝可施用富含鉀、鈣、鎂的有機肥 500-1000kg ，特別是在灌漿期每畝追施富含鉀的有機肥300— 500kg ，可顯著提高玉米的千粒重和產(chǎn)量。

③ 施肥方式。在施肥方式方面，應根據(jù)有機肥的類型和土壤條件進行選擇。對于顆粒狀的有機肥，如腐熟農(nóng)家肥或商品有機肥，可以采用撒施或條施的方式。撒施時可將有機肥均勻撒在土

124|農(nóng)天致富液

壤表面，然后翻耕入土；條施時則可將有機肥集中施在播種溝或行間，以提高養(yǎng)分利用率。而對于液態(tài)或漿狀的有機肥，則可以采用噴施或滴灌的方式。噴施時可將有機肥稀釋后通過噴霧器均勻噴灑在作物葉片上；滴灌時則可將有機肥溶解在水中通過滴灌系統(tǒng)直接輸送到作物根部。不同的施肥方式各有優(yōu)缺點，應根據(jù)實際情況靈活選擇。

3、有機肥與化肥的配施策略

有機肥與化肥的配施是提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。有機肥與化肥在養(yǎng)分含量、肥效速度等方面存在差異，通過合理配施可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，彌補彼此的不足。

① 養(yǎng)分含量與肥效速度的差異。有機肥的養(yǎng)分含量相對較低，但其肥效持久。有機肥中的有機質(zhì)含量可達 30% 以上，同時還含有氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素以及微量元素。這些養(yǎng)分在土壤中緩慢釋放，可以為作物提供持續(xù)穩(wěn)定的養(yǎng)分供應。相比之下，化肥的養(yǎng)分含量較高，但其肥效短。化肥中的養(yǎng)分多以無機形態(tài)存在，易于被作物吸收利用，但也容易隨水流失或揮發(fā)損失。

② 合理配施的原則與方法。在配施過程中，應根據(jù)作物的生長周期和養(yǎng)分需求進行合理搭配。在作物生長初期，作物對養(yǎng)分的需求較大，此時可以適量施用化肥以快速提供養(yǎng)分，促進作物的生長和發(fā)育。例如，在玉米苗期，每畝可施用尿素 10-15kg 磷酸二銨 15-20kg ，以滿足玉米對氮、磷元素的需求。而在作物生長中后期，作物對養(yǎng)分的需求逐漸減少，此時應注重施用有機肥以維持土壤肥力和提高作物品質(zhì)。每畝可施用腐熟農(nóng)家肥2000-3000kg 或商品有機肥 1000-1500kg ，以補充土壤有機質(zhì)和微量元素，改善土壤結構，提高土壤保水保肥能力。

四、有機肥施用對玉米產(chǎn)量的影響

1、有機肥施用對玉米生長的影響

有機肥的施用對玉米的生長指標產(chǎn)生了顯著的積極影響。① 有機肥提供了豐富的有機質(zhì)和多種營養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀等，這些養(yǎng)分對玉米植株的生長和發(fā)育起到了關鍵作用。研究表明，與未施用有機肥的對照組相比，施用有機肥的玉米植株在株高、葉面積指數(shù)等方面均表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。具體來說，施用有機肥的玉米植株株高可增加約 10-20cm ，葉面寬度可提高3一 ?5mm 。株高的增加意味著玉米植株能夠更有效地利用光能進行光合作用，從而合成更多的有機物;而葉面積指數(shù)的增加則提高了植株的光合作用效率，進一步促進了植株的生長和發(fā)育。 ② 有機肥的施用還顯著改善了土壤的物理和化學性質(zhì)，為玉米根系的生長提供了更加有利的環(huán)境。根系是作物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，其生長狀況直接影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。有機肥施用后，土壤變得更加疏松、透氣，土壤容重可降低0.1一 -0.2g/cm³ ，孔隙度增加，有利于根系的擴展。同時，有機肥還能提高土壤的保水能力和養(yǎng)分供應能力，為根系提供了充足的水分和養(yǎng)分。這些改善使得根系能夠更加高效地吸收和利用土壤中的水分和養(yǎng)分，進而促進了玉米植株的健壯生長。

2、有機肥施用對玉米產(chǎn)量的影響

有機肥的施用對玉米產(chǎn)量及其構成因素產(chǎn)生了顯著的影響。 ① 從產(chǎn)量方面來看，施用有機肥的玉米田塊普遍表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量水平。這是因為有機肥的施用提高了土壤的肥力和養(yǎng)分供應能力，為玉米的生長提供了更加充足的養(yǎng)分支持。有機肥中的有機質(zhì)和多種營養(yǎng)元素在土壤中緩慢釋放，為玉米整個生長期提供了持續(xù)穩(wěn)定的養(yǎng)分供應，從而促進了玉米植株的健壯生長和高產(chǎn)。 ② 從產(chǎn)量構成因素方面來看，有機肥的施用對玉米的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等均有積極影響。穗數(shù)方面，施用有機肥的玉米田塊可有效增加穗數(shù)。穗數(shù)的增加意味著單位面積內(nèi)玉米植株的數(shù)量增多，從而提高了總產(chǎn)量。穗粒數(shù)方面，有機肥的施用提高了每個玉米穗的結實率，進一步增加了產(chǎn)量。

綜上分析，有機肥對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土壤環(huán)境有著顯著的積極影響。它能改善土壤物理結構，提高通氣性、透水性和保水能力，為作物根系生長創(chuàng)造良好環(huán)境，并豐富土壤養(yǎng)分、調(diào)節(jié)酸堿度，提升土壤肥力。有機肥顯著促進玉米等作物的生長，提高株高、葉面積指數(shù)，增加穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，從而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。為優(yōu)化有機肥施用策略，需考慮土壤類型、作物需求和有機肥養(yǎng)分含量，合理控制施肥量、時期和方式，并與化肥科學配施。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應進一步推廣有機肥施用，優(yōu)化施肥方案，共同推動農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。通過科學施肥，實現(xiàn)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與土壤生態(tài)平衡的雙重目標。

（作者單位：111215遼寧省遼陽市遼陽縣柳壕鎮(zhèn)人民政府）