4种专用缓释肥对临夏高海拔灌区玉米产量的影响及肥料利用效率

王平生 杨霞 黄青岩 祁维红 张芳 白海鸿 康夏明 杨彧红 韩宏

摘要：为筛选出适宜临夏高海拔灌区玉米全膜双垄沟播栽培的最佳专用缓释肥，以玉米品种金凯8号为指示品种，通过大田试验研究了4种专用缓释肥对玉米产量、产量构成因素、肥料利用效率和施肥效益的影响。结果表明：施用专用缓释肥B（N 26.50%+P2O5 8.80%+K2O 4.10%+有机质15.00%）900 kg/hm2处理的玉米折合产量最高，达14 847.0 kg/hm2，较不施肥（CK）增产22.0%;肥料农学利用效率为7.55 kg/kg，表观肥料养分利用率为42.03%，肥料偏生产力为41.87 kg/kg，肥料贡献率18.02%，施肥利润高达2 476.8元/hm2;生物鲜重和生物干重分别较不施肥（CK）提高了23.1%和31.0%，穗粒数较不施肥（CK）增加了38.3粒，千粒重较不施肥（CK）增加了68.6 g。专用缓释肥B在临夏高海拔灌区可实现玉米高产、高效和轻简化施肥，并具有良好的社会效益、经济效益和生态效益，可在临夏高海拔灌区推广应用。

关键词：专用缓释肥;玉米;产量;肥料利用效率;高海拔灌区;临夏

中图分类号：S156        文献标志码：A        文章编号：1001-1463（2019）02-0003-05

Abstract：The effects of different straw returning years on soil physical and chemical properties and microorganism were studied in the lean soil of the loess plateau in East Gansu. The results showed that straw mulching can significantly improve soil water storage capacity， decrease soil bulk density， increase soil porosity， improve soil structure， and increase soil organic carbon content， which has a good effect on deep surface soil. Straw mulching can increase the microbial population of surface soil by 0 ～ 30 cm， and significantly improve the microbial community structure in soil with the increase of the years of mulching.

Key words：Straw returning to field;Corn;Soil;Physical and chemical properties;Microbial biomass

玉米是我國重要的粮食作物之一，年产量居世界第2位[1 ]。北方春玉米是我国最大的玉米产区，对全国粮食生产具有举足轻重的作用。缓释肥料是通过减缓或控制肥料养分在土壤中的转化过程和释放速率，达到养分的释放与作物需求同步，实现高产高效的目的，被称为高效兼环境友好的肥料类     型[2 ]。玉米是需肥量较大的作物，生产中施肥不合理现象较为普遍，肥料利用率不高，玉米缓释专用肥的研发与应用是肥料发展的趋势之一[3 ]，也是目前农业科研关注的焦点。近年来，随着我国社会经济的发展，农村劳动力大量转移，种植业效益相对下降，传统配方施肥技术相对繁琐，导致技术的落实率有逐年下降的趋势，农作物产量增幅不大，为了提高作物产量，采用现代化技术措施，对田间作业工序删繁就简或合并的轻简化处理，以达到省工、省力、高效、增产和培养地力的方式已成为一种必然趋     势[4 - 5 ]。我国肥料利用率不高，化肥当季利用率氮肥为28%～41%，磷肥为10%～25%，钾肥为50%左右，常规速效化肥多半由于淋失、挥发等途径而损失掉，造成经济损失和环境恶化[1， 6 ]。

我们在甘肃临夏高海拔灌区春玉米种植区对引进的4种专用缓释肥料在春玉米地进行了田间比较试验，旨在为临夏乃至北方高海拔灌区春玉米一次性轻简化高效施肥提供依据。

1   材料与方法

1.1   试验地概况

试验于2017年在甘肃省临夏州农业科学院现代试验农场（临夏县北塬乡）实施。地理位置35° 601′ N，103° 198′ E。当地海拔   2 035 m，年均降水量450 mm，年平均气温7 ℃，全年无霜期155 d。试验地地势平坦，自流灌溉，土壤为塬地黄麻土，质地中壤。试验地耕层土壤含有机质18.1 g/kg、全氮1.15 g/kg、全磷0.98 g/kg、全钾2.26 g/kg，速效氮10.79 mg/kg、速效磷17.5 mg/kg、速效钾155.0 mg/kg，pH为8.49。

1.2   供试材料

供试专用缓释肥分别为专用缓释肥A（N 26.49%+P2O5 8.77%+K2O 4.10%+海藻酸钠0.08%+保水剂1.50%+有机质15.00%）、专用缓释肥B（N 26.50%+P2O5 8.80%+K2O 4.10%+有机质15.00%）、专用缓释肥C（N 17.04%+P2O5 9.80%+K2O 4.00%+有机质15.00%），均由甘肃田野有机生态肥料科技开发有限公司研制提供。专用缓释肥D（N 16.00%+P2O5 18.00%+K2O 6.00%），由北京澳佳生态农业股份有限公司生产。指示玉米品种为金凯8号，由甘肃金源种业股份有限公司选育并提供。

1.3   试验方法

试验共设5个处理，分别为处理A，施专用缓释肥A 900 kg/hm2;处理B，施专用缓释肥B 900 kg/hm2;处理C，施专用缓释肥C 900 kg/hm2;处理D，施专用缓释肥D  900 kg/hm2;处理E，不施肥（CK）。试验采用随机区组设计，3 次重复，小区面积为33.0 m2，共15个小区。各缓释肥料均全部用作基肥一次性施入。试验采用全膜双垄沟播种植，每垄覆膜的幅宽110 cm，其中大垄幅宽70 cm，垄高10 cm;小垄幅宽40 cm，垄高15 cm。于4月中旬覆膜后按株距27.5 cm播种，保苗密度为66 000株/hm2，10月中旬收获，其余栽培管理同当地大田生产。

1.4   测定项目与方法

春季玉米播前取土样，测定土壤的基础肥力。玉米苗期在试验小区中间2行，连续选择固定有代表性的10株为测试样株。成熟期采集测试样株，测定株高、茎粗、穗长、穗粗、穗粒数、千粒重等指标，称取地上部分生物鲜重。土壤基础肥力用常规分析方法测定[7 - 9 ]。

玉米生长指标测定：株高，自地表至雄穗顶端的高度，以cm表示;茎粗，测量地上第3节间中部茎的直径，以cm表示;穗长，由穗基部至穗顶（包括秃尖）的平均长度，以cm表示;穗粗，果穗中部直径，以cm表示;千粒重，1 000粒种子的质量，以g表示。各指标均重复测定 3 次。

植株全氮、磷、钾测定：玉米成熟期在每小区的10株样株中选取代表性植株3株，按不同器官（茎鞘、叶片、籽粒和穗轴）分开，于105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重后测定生物干重，磨碎样品用浓 H2SO4-H2O2 消煮分别测定植株全氮、全磷、全钾含量，其中全氮用开氏定氮蒸馏法测定，磷用钒铝黄比色法测定，钾用火焰光度法测定[10 ]。

1.5   参数计算与数据表述及统计分析

采用以下公式计算相关参数[11 - 14 ]：

肥料农学利用率=（施肥区籽粒产量-不施肥区籽粒产量）/肥料施用量

表观肥料养分利用率=[（施肥处理地上部分养分吸收量-不施肥区地上部分养分吸收量）/施肥量]×100%

肥料偏生产力=施肥区籽粒产量/肥料施用量

肥料贡献率=[（施肥区产量-不施肥区产量）/施肥区产量] ×100%

施肥利润=（玉米产量×玉米价格）-（施肥量×肥料价格）

采用 Excel 2007软件计算和处理试验数据，用SPSS17.0 软件统计分析，采用 LSD 法检验处理间的差异显著性。

2   结果与分析

2.1   主要经济性状

从表1可知，缓释肥各处理与CK相比，株高增加5.0～7.0 cm，穗位高度增加9.1～11.8 cm，茎粗增粗1.1～2.1 cm，果穗长度增长2.0～3.2 cm，秃顶长缩短0.5～0.7 cm，说明施专用缓释肥各处理的经济性状明显优于对照。玉米穗行数增加-0.2～0.2行，行粒数增加1.2～4.8粒，单株穗粒数增加14.4～80.7粒，千粒重增加13.7～68.6 g，说明施专用缓释肥能改善作物营养环境，优化了经济性状，通过增加行粒数和千粒重而提高玉米产量。从表1还可看出，施专用缓释肥各处理之间的株高、穗位高度、茎粗和果穗长度等相差不大;玉米的经济性状以处理B表现最好，穗行数与对照相同，均为16.5行;行粒数为36.7粒，较对照增加2.4粒;单穗粒数为604.3粒，较对照增加38.3粒;千粒重为381.4 g，较对照增加68.6 g;处理C和处理D次之;缓释肥A最差，虽其穗行数、单穗粒数最高，但千粒重最低，仅为326.5 g。

2.2   产量

从图1看出，施不同专用缓释肥料处理的玉米折合产量，与不施肥处理（CK）相比，籽粒增产1 767.5～2 676.5 kg/hm2，增幅为14.5%～22.0%，与对照产量差异均达显著水平，说明施缓释肥对玉米经济产量有显著增产作用。专用缓释肥不同处理的折合产量由高到低依次为处理B、处理C、处理A、处理D，其中以处理B折合产量最高，为14 847.0 kg kg/hm2，较处理C、处理A和处理D，分别增产3.89%、4.33%和6.52%。

2.3   不同处理对玉米生物鲜重和生物干重的影响

由图1可知，专用缓释肥各处理的生物鲜重较对照增加9 309.5～10 916.0 kg/hm2，增幅为20.6%～24.3%，与对照的差异均达显著水平;生物干重较对照增加3 939.0～  6 154.5 kg/hm2，增幅为19.9%～31.0%，与对照的差异均达显著水平。由此说明施专用缓释肥有利于作物鲜重和干物质累积。专用缓释肥各处理的玉米生物鲜重以处理D最高，为56 114.5 kg/hm2，较处理C、处理B和处理A分别增加0.38%、0.88%和2.95%;而生物干重以处理B最高，为25 978.5 kg/hm2，较处理C、处理A和处理D分别增加5.67%、8.60%和9.32%。说明缓释肥D有利于玉米生物鲜重的增加，而缓释肥B更有利于玉米干物质的累积。

2.4   肥料利用效率及施肥效益

肥料农学利用率反应出专用肥料投入每1 kg养分所增加的经济产量，表观肥料养分利用率反应出缓释肥养分投入量被当季作物吸收的百分比，肥料偏生产力反映缓释肥投入每1 kg养分所生产的经济产量，上述指标从不同角度解释肥料养分的利用效 率[15 ]。试验结果（表2）表明，处理C和处理B的这3项指标相对较高，肥料农学利用率分别为7.64、7.55 kg/kg，表观肥料养分利用率分别为42.56%、42.03%，肥料偏生产力分别为51.49、41.87 kg/kg;處理D的这3项指标最低，较处理C和处理B的肥料农学利用率分别降低2.73、2.64 kg/kg，表观肥料养分利用率分别降低15.22百分点和14.69百分点，肥料偏生产力分别降低12.77 kg/kg和3.15 kg/kg;处理A介于处理B与处理C之间。肥料贡献率反映不同缓释肥料养分所增加的产量占总产量的比例，施专用缓释肥各处理以处理B最高，为18.02%，较处理C、处理A和处理D，分别提高了3.18、3.55、5.34百分点，说明处理B对玉米的增产作用相对明显。施肥利润也以处理B最高，为2 476.8元/hm2，较处理C、处理A、处理D分别提高了729.0、1 289.7、1 456.2元/hm2，处理D最低，仅为1 020.6元/hm2。由此可见，不同玉米专用缓释肥在同量施肥条件下，经过对肥料利用率和施肥效益综合评估，缓释肥B是适宜临夏高海拔灌区春玉米轻简化栽培技术的新型肥料。

3   小结与讨论

专用缓释肥B（N 26.50%+P2O5 8.80%+K2O 4.10%+有机质15.00%）适宜应用于临夏高海拔灌区的玉米全膜双垄沟播生产，其既满足了春玉米养分需求，免去传统多样施肥和多次追肥的不便，缓解农村劳动力短缺给农业生产带来的巨大压力，减轻了劳动强度，实现轻简化栽培;同时可提高玉米产量、肥料利用效率和施肥效应，实现玉米高产、高效和简化施肥，具有良好的社会效益、经济效益和生态效益。

缓释肥可根据作物对养分的需要控制其养分释放模式、使养分释放与作物养分吸收同步，能促进玉米营养生长和生殖生长，抗倒伏能力强，提高肥料利用率和施肥效益，达到高产高效保护环境的目的，且不用追肥，减少工时，可满足当前农村劳动力转移、简化生产的需求，也是今后玉米生产的发展趋势[16 - 18 ]。王宜伦等[14 ]、张博等[19 ]研究夏玉米，王芳[20 ] 研究春玉米，施用缓释肥的报道与本试验结果基本吻合，供试的4种专用缓释肥处理较不施肥（CK）增产14.5%～22.0%，穗粒数增加14.4～80.7粒，千粒重增加13.7～68.6 g，表观肥料养分利用率提高27.34%～42.56%，施肥利润增加1 020.6～   2 476.8元/hm2。

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（本文责编：郑立龙）