深松施用有机肥对玉米不同器官钾含量的影响

蔡晓军，张德伟，谢秀芳，王广成，王鹏*

（1.黑龙江省农垦总局绥化管理局和平牧场新河管理区，黑龙江 大庆 163851；2.黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆163319；3.肇州县农业技术推广中心，黑龙江 肇州 166400）

钾是玉米生长过程中必不可少的营养元素之一，在玉米生命活动中具有重要作用[1]。玉米对钾营养的吸收量除了影响施肥经济效益外，还会在一定程度上影响玉米产量[2]。因此，研究玉米对钾营养的吸收和利用，对指导玉米生产上科学施用钾肥具有重要意义[3]。深松可以降低土壤容重，是提高玉米产量的重要技术措施，也是促进玉米生长与发育的有效途径[4]。马阳等[5，6]研究了新型耕作施肥方式对夏玉米氮素和磷素利用的影响，结果表明，深松能够显著提高夏玉米对养分的吸收和利用，改善玉米营养生理特性。宫亮等[7]研究了连年深松和施用有机肥对土壤肥力及玉米产量的影响，结果表明，连年深松可提高土壤碱解氮和有效磷含量，促进玉米生长，同时结合施用有机肥时还可明显提高玉米产量。张宇飞[8]研究了耕作方式与秸秆还田对玉米产量和养分吸收的影响，结果表明，深松结合浅翻有利于玉米对氮、磷、钾营养的吸收和利用。程明芳等[9]研究认为，人工施用钾肥有利于玉米植株内钾含量的升高。从前人研究来看，关于深松结合施用有机肥对玉米各器官钾含量影响的报道较少。在施用化肥的基础上增施有机肥，研究深松施用有机肥对玉米不同器官钾含量的影响，明确不同器官钾营养的生理特点，旨为玉米生产中科学施肥和营养调控提供理论依据。

1 材料与方法

试验玉米品种为吉农大688。所施肥料有玉米专用肥（N、P2O5、K2O 含量分别为24%、14%和12%，云南云天化股份有限公司生产）和商品有机肥（N、P2O5、K2O 含量≥5%，有机质含量≥45%，中化化肥有限公司生产）。2018 年4～10 月在黑龙江省大庆市肇州县双发乡双发村 （北纬 45°42′，东经 125°14′） 进行试验。该区耕作制度为一年生产一季玉米；土壤类型为黑钙土，基础养分含量为有机质27.68 g/kg、碱解氮102.8 mg/kg、有效磷14.3 mg/kg、速效钾148.5 mg/kg，pH 值 7.8，容重 1.29 g/cm3。

4 月26 日整地，所有试验地块均施玉米专用肥750 kg/hm2做底肥。采用大田对比法试验设计，土壤耕作方式设常规旋耕（T1，CK）、深松（T2）、深松+有机肥（T3）3 个处理，每处理面积均为0.67 hm2。其中，T1处理（常规旋耕）采用小型旋耕机旋耕土壤，深度15～20 cm；T2处理采用大型深松机械深松土壤，深度35 cm；T3处理是在深松处理的基础上增施商品有机肥750 kg/hm2做底肥。4 月28 日播种，玉米株距0.25 m，行距0.67 m，种植密度59 700 株/hm2；生育期内不再追施任何肥料；其他管理措施同大田常规。

在每处理大区中随机设定3 个取样点，每个取样点面积均为20 m2。分别于大喇叭口期、灌浆期、成熟期，在每个取样点随机采集玉米整株样品5 株，将植株分成茎、叶、苞叶、穗轴、子粒；按照不同器官分别进行烘干（105 ℃杀青，70 ℃烘干至恒重）后粉碎，采用浓硫酸-过氧化氢消煮，应用火焰光度计法测定全钾含量[10]。利用Excel 2010 和DPS 7.05 软件对数据进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 深松施用有机肥对玉米茎钾含量的影响

随着玉米生育进程，T2处理的茎钾含量呈先降低后升高的变化，与T1处理的指标值变化趋势一致；T3处理的茎钾含量呈逐渐降低趋势，与T1处理的指标值变化趋势不同（图1）。

图1 深松施用有机肥对玉米茎钾含量的影响Fig.1 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize stem

大喇叭口期和灌浆期，玉米茎的钾含量顺序均为T3处理＞T2处理＞T1处理，其中在大喇叭口期T3和T2处理与T1处理差异均达到了显著水平，而在灌浆期三者差异均不显著；收获期，玉米茎的钾含量顺序为T3处理＜T2处理＜T1处理，但差异均不显著。表明与常规旋耕相比，深松土壤可以提高大喇叭口期和灌浆期玉米茎的钾含量，其中在大喇叭口期效果明显，而增施有机肥后2 个时期的效果较单纯的深松处理均仅略有提高。T3处理与T2处理相比，整个生育时期二者指标值差异均不显著，表明深松后是否施用有机肥对玉米茎的钾含量影响不大。

2.2 深松施用有机肥对玉米叶钾含量的影响

随着玉米生育进程，各处理的叶钾含量均呈逐渐降低趋势；但不同处理对叶片钾含量的影响存在差异（图 2）。

大喇叭口期至收获期，玉米叶的钾含量顺序均为T2处理＞T3处理＞T1处理，其中 T3与 T2处理差异均不显著。表明与常规旋耕相比，深松土壤可以提高生育期玉米叶的钾含量，其中增施有机肥后效果较单纯的深松处理略有降低。在大喇叭口期，T2处理的叶钾含量显著＞T1处理，但二者与T3处理差异均不显著；在灌浆期，T3与T2处理的叶钾含量差异不显著，但二者均显著＞T1处理；在收获期，3 个处理的叶钾含量差异均不显著。表明与常规旋耕相比，深松处理可以显著提高大喇叭口期和灌浆期玉米叶的钾含量，增施有机肥后仅可以显著提高灌浆期玉米叶的钾含量，但在收获期不同耕作处理的玉米叶钾含量基本相当。T3处理与T2处理相比，整个生育时期二者指标值差异均不显著，表明深松后是否施用有机肥对玉米叶的钾含量影响不大。

图2 深松施用有机肥对玉米叶钾含量的影响Fig.2 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize leaves

2.3 深松施用有机肥对玉米苞叶钾含量的影响

灌浆期至收获期，T2处理的玉米苞叶钾含量升高，与T1处理的指标值变化趋势一致；T3处理的苞叶钾含量降低，与T1处理的指标值变化趋势相反（图 3）。

灌浆期，玉米苞叶的钾含量顺序为T1处理＞T3处理＞T2处理，其中T2与T1处理差异达到了显著水平，但二者与T3处理差异均不显著。表明与常规旋耕相比，深松处理会导致灌浆期玉米苞叶的钾含量明显降低，但增施有机肥后苞叶钾含量基本能达到T1处理水平。成熟期，玉米苞叶的钾含量顺序为T2处理＞T1处理＞T3处理，但差异均不显著，表明是否深松土壤和施用有机肥对苞叶钾含量影响不大。T3处理与T2处理相比，整个生育时期二者指标值差异均不显著，表明深松后是否施用有机肥对玉米苞叶的钾含量影响不大。

图3 深松施用有机肥对玉米苞叶钾含量的影响Fig.3 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize bract

2.4 深松施用有机肥对玉米轴钾含量的影响

灌浆期至收获期，各处理的玉米轴钾含量均大幅度降低（图4）。

灌浆期，玉米轴的钾含量顺序为T3处理＞T2处理＞T1处理，且差异均达到了显著水平；收获期，玉米轴的钾含量顺序为T3处理＜T2处理＜T1处理，其中T3处理指标值显著＜其他2 个处理，而T2与T1处理差异不显著。表明与常规旋耕相比，深松土壤可以显著提高灌浆期玉米轴的钾含量，但会降低收获期玉米轴的钾含量，其中增施有机肥后效果更加明显。

图4 深松施用有机肥对玉米轴钾含量的影响Fig.4 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize cob

2.5 深松施用有机肥对玉米子粒钾含量的影响

灌浆期至收获期，各处理的玉米子粒钾含量均大幅度降低（图5）。

灌浆期和收获期，T3处理的玉米子粒钾含量均为最高，其中，灌浆期指标值显著＞其他2 个处理，收获期指标值显著＞T1处理；T2处理指标值在灌浆期略＜T1处理，但收获期显著＞T1处理。表明与常规旋耕相比，单纯的深松处理并不能有效提高灌浆期玉米子粒的钾含量，但增施有机肥后效果会明显提升；深松土壤可以显著提高收获期玉米子粒的钾含量，其中增施有机肥后效果略优于单独的深松处理。T3处理与T2处理相比，灌浆期指标值明显较高，而收获期差异不显著，表明深松施用有机肥可以显著提高灌浆期玉米子粒的钾含量，而对收获期玉米子粒的钾含量影响不大。

图5 深松施用有机肥对玉米子粒钾含量的影响Fig.5 Effect of application of organic fertilizer with subsoiling on potassium content in maize kernel

3 结论与讨论

本研究是在统一底施玉米专用肥750 kg/hm2的基础上，以常规旋耕为对照，研究了深松、深松施用有机肥对大喇叭口期、灌浆期、成熟期玉米不同器官钾含量的影响。结果表明，深松土壤可以提高玉米大喇叭口期至灌浆期玉米茎和叶的钾含量，其中，单纯的深松处理对提高大喇叭口期玉米茎和叶的钾含量以及灌浆期玉米叶的钾含量效果显著，而深松施用有机肥处理对提高大喇叭口期玉米茎的钾含量以及灌浆期玉米叶的钾含量效果显著，但不同土壤耕作处理对收获期玉米茎和叶的钾含量的影响均不明显。深松施用有机肥对提高玉米生育前期茎和叶的钾含量效果较好，生育后期茎叶的钾含量降低，分析原因可能与玉米生长后期茎叶的钾转移至子粒有关[11]。

灌浆期，2 个深松土壤处理的玉米苞叶钾含量均低于常规旋耕处理，其中单独深松处理降低显著，深松施用有机肥处理的指标值与常规旋耕处理差异不显著，说明深松土壤不利于提高灌浆期玉米苞叶的钾含量，但深松增施有机肥后苞叶钾含量与常规旋耕处理基本处于同一水平；收获期，单独深松处理的苞叶钾含量与常规旋耕处理差异不显著，而深松施用有机肥处理的苞叶钾含量较常规旋耕处理明显降低，这可能与施用有机肥有利于苞叶内钾的转移和重复利用有关。深松施用有机肥处理较常规旋耕处理可以显著提高灌浆期玉米轴的钾含量，这与李孝良等[12]和张吉立[13]的研究结果相似。收获期深松施用有机肥处理的苞叶和轴钾含量均为最低，其中轴内的钾含量显著低于常规旋耕处理，原因可能是深松施用有机肥后提高了玉米干物质积累量，从而导致钾含量降低[14]。

灌浆期和收获期，深松施用有机肥处理的玉米子粒钾含量均为最高，与常规旋耕处理相比均增加显著，且较单独的深松处理灌浆期指标值也明显较高。深松施用有机肥可以显著提高灌浆期和收获期玉米子粒的钾含量，效果优于单独的深松处理，本研究结果与刘占军[15]观点一致。综合分析认为，深松施用有机肥有利于玉米子粒对钾吸收。