有机肥对夏玉米生长发育和土壤肥力的影响

吴秀宁，赵永平，王新军

（商洛学院健康管理学院/秦岭植物良种繁育中心，陕西商洛 726000）

《国家粮食安全中长期发展规划2008—2020年》制定了新增1 000亿斤粮食的目标，其中玉米承担53%的份额[1]。在有限耕地资源下，通过提高单产是维持作物持续增产的唯一途径[2]。近30年主要通过增加水肥投入提高单产，而有关研究表明，玉米生产中化肥的增产效果趋于降低，同时带来了土壤板结、盐碱化程度加剧、地下水富集等负面效应[3-4]。因此，通过优化农业管理措施，实现粮食持续增产、改善耕地质量、减少施肥对生态环境的破坏是亟待解决的问题。施肥是促进农业生产、培肥土壤放入基本手段。生物有机肥是近些年在微生物技术发展及有机肥的商品化使用的基础上研制的新型肥料。生物有机肥营养全面，可有效提高作物产量、改善土壤结构[5]，在小麦[6]、玉米[7]、水稻[8]、大豆[9]等作物上有明显的增产效果。夏玉米是重要的粮食作物，对满足我国粮食的需求具有重要的作用。为此，本研究通过大田试验，研究生物有机肥对夏玉米光合特性和产量的影响，以期为生物有机肥在商洛低山丘陵区玉米生产上的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年在商洛学院秦岭植物良种繁育中心试验田进行。土壤质地属褐土。肥力水平中等，有机质 17.7 g·kg－1，速效氮 58.12 mg·kg－1，速效磷 18.71 mg·kg－1， 速效钾 93.72 mg·kg－1，土壤pH值为7.2。试验地块可基本代表商州丘陵区坡塬地地块，前茬作物为小麦。

1.2 供试肥料与品种

生物有机肥由子长县品味自然农业科技有限公司提供，有机质含量≥40.0%，有效活菌数≥0.5亿/克。常规施肥为复合肥料和尿素，其中复合肥 N：P2O5：K2O=26：8：6，硫≥6.5%，锌≥0.1%，硼≥0.03%；尿素（N）≥46%；均购买于当地市场。参试玉米品种为登海11。

1.3 试验设计与管理

采取随机区组排列，设置6个处理。处理1（T1）：常规施肥。 复合肥 600kg·hm－2；处理 2（T2）：生物有机肥 40kg·hm－2，复合肥减施 40kg·hm－2；处理 3（T3）：生物有机肥 60 kg·hm－2，复合肥减施 60 kg·hm－2；处理 4（T4）：灭菌基质 40 kg·hm－2，复合肥减施 40 kg·hm－2；处理 5（T5）：灭菌基质 60 kg·hm－2，复合肥减施60 kg·hm－2；处理 6（T6）：空白对照。 每个处理3 次重复。 T1、T2、T3、T4、T5处理下施肥作为底肥1次性施入；除T6外，各处理均于拔节期追施尿素300 kg·hm－2。 2017年 6月8日人工开沟点播。小区面积为 36 m2，长 10 m，宽 3.6 m，株行距60 cm×30 cm。每穴3粒种子，3叶期间苗；拔节期随降雨追施尿素，整个生育期人工锄草3次。9月19日收获。整个试验规程中未喷施任何农药，其余管理参照大田。

1.4 方法

1.4.1 农艺性状

花后每小区标记10株长势一致的植株，调查株高、茎直径、叶色。株高为自地面至雄穗顶端的高度；茎直径为茎基部扁圆一面的茎粗；叶色借助目测法进行。空杆率、倒伏率和大斑病以整个小区记载，以占整个小区总株数的百分比计。玉米成熟后及时收获，以整个小区的实收计产。

1.4.2 土壤农化性状

种植前取基础混合土样，收获后每处理各取1个土样，采集耕层（0～20 cm）混合样本分析有机质、碱解氮、速效磷、速效钾和pH值。具体方法参考文献[10]。

1.4.3 数据处理

运用SPSS20进行方差分析，Excel 2003进行数据处理和作图。

2 结果与分析

2.1 施肥对夏玉米农艺性状及抗病性的影响

由表1可得，施肥处理可促进夏玉米的生长。 其中，T1、T2、T3、T4、T5处理下株高较对照（T6）分别增加了 13.66%、15.46%、8.97%、13.45%和 6.58%， 茎直径分别增加了54.94%、48.22%、34.78%、43.87%和 35.97%。各施肥处理下空杆率较T6分别降低了87.30%、89.35%、90.38%、86.20%和 85.83%，倒伏率分别降低了 8.11%、17.57%、13.51%、17.23%和15.21%；大斑病发病率分别下降低了 16.71% 、33.34% 、45.89% 、36.78% 和50.31%，叶色除T6处理为浅绿色外，其余处理均为绿色。综合来看，施用生物有机肥的农艺性状和抗病性优于生物有机肥基质、常规施肥和空白对照。

表1 施肥对夏玉米农艺性状及抗病性的影响

2.2 不同处理间夏玉米产量的方差分析

对各小区夏玉米产量，进行方差分析。由表2可得，F区组=3.15＜F0.05， 表明3个区组的非处理因素比较一致，试验地土壤肥力均匀。F处理=69.54＞F0.01，说明6个处理产量的总体平均数间有极显著差异，因此可进行显著性测定。

表2 不同处理间夏玉米产量的方差分析

2.3 施肥对夏玉米产量的影响

由图1可得，施肥可显著提高夏玉米产量。T2处理下产量最高，为 6 628.17 kg·hm－2，其次为 T1，二者差异不显著； 随后依次为 T3、T4、T5、T6，T4较T1、T3处理下产量不显著，但显著高于T5和T6水平。施用生物有机肥的玉米产量比相应的生物有机质处理增产 730.95 kg·hm－2和 1 112.94 kg·hm－2，增产率分别为11.03%和18.07%。此外，T2处理较常规施肥增产 281.99 kg·hm－2， 增产率为4.44%。

图1 施肥处理对夏玉米产量的影响

2.4 施肥对土壤肥力的影响

不同施肥处理后土壤养分含量存在差异（表3）。从有机质含量来看，T2处理土壤中的有机质较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了1.12%、4.62%和7.10%，T3处理土壤有机质较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了1.58%、6.33%和25.78%。从碱解氮来看，T2处理土壤碱解氮较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了1.12%、4.62%和7.10%，T3处理土壤碱解氮较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了2.52%、10.19%和30.34%。从速效磷来看，T2处理土壤速效磷较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了3.42%、5.74%和46.89%，T3处理土壤速效磷较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了1.06%、8.64%和50.93%。从速效钾来看，T2处理土壤速效钾较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了1.05%、9.56%和30.01%，T3处理土壤速效钾较对应基质、常规施肥和空白对照分别提高了1.84%、12.65%和33.66%。可见生物有机肥能提高土壤肥力，可有效改善土壤的理化性状。

表3 不同处理对土壤养分含量的影响

3 讨论与结论

良好的生长状态是作物高产的基础。本研究在不同施肥处理下夏玉米的株高和茎直径呈增加趋势，空杆率、倒伏率和大斑病有不同程度地下降，这与李鹏[11]、刘旭[12]等研究结果基本一致。另外，施用有机肥处理下夏玉米的整体农艺性状优于对应的有机肥基质处理，可见有机肥中的微生物可增加夏玉米营养元素的供应量，促进植株生长，增加植株的抗逆性，从而提高产量。与有机肥基质处理相比，生物有机肥处理分别增产11.03%（T2）和 18.07%（T3），达极显著水平。另外，T2处理下夏玉米的产量较常规施肥（T1）高出4.42%。

土壤生物是土壤发生与发展的重要推动力，适当的农艺措施（如施肥）可维护、培育乃至改变土壤中的生物群落，使之保持和谐稳定的状态和功能，进而实现土壤稳定的适度肥力水平[7]。刘斌等[13]研究表明生物有机肥可提高土壤养分含量，本试验也支持这一结论，表现为施用生物有机肥处理下的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量较对应基质、常规施肥和空白对照有不同程度地增加。这为后茬作物的高产创造了基础。而进入土壤中的作用原理、生长发育状况、生存时间等还有待进一步探究。