硫酸铵对玉米产量及经济效益的影响试验初报

王飞 王金鑫

摘 要 膜下滴灌平衡施肥技术是新疆实现粮食高产、肥料高效的有效途径。新疆南疆由于土壤pH及碳酸钙等含量偏高等因素的影响，玉米的根系很难充分吸收施入土壤中的矿质元素肥料，导致肥料利用率低。长期以来，尿素是农民习惯施用的氮肥，硫酸铵虽为一种很好的酸性肥料，但市场对硫酸铵认可程度较低。基于此，尝试在膜下滴灌，通过施用硫酸铵肥料降低作物根区pH，提高矿质元素的有效性，以期减少肥料的使用量，实现农业增产、农民增收。

关键词 硫酸铵;玉米;产量;经济效益

中图分类号：S513 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.074

在南北緯10°～40°的干旱和半干旱地区，广泛分布着约占世界土地面积1/3的石灰性土壤。这些土壤中种植的作物常出现Fe、Mn、Zn等中微量元素缺乏，易造成作物吸收不足而影响产量。而新疆南疆农田绝大多数为石灰性土壤，该类土壤具有较高pH及高含量碳酸钙[1]。石灰性土壤中的碳酸钙能够吸附、固定土壤中磷、钾、铁、锰、锌等作物必需的矿质元素，因此施入土壤中的肥料将有部分不能被作物根系吸收，导致肥效降低。玉米是新疆西北部冷凉地区的主要作物，也是重要的粮食、青储作物。近年来，玉米的种植面积和产量均大幅增加。2018年，全国玉米种植面积达到了4 213万公顷，总产量达到了25 717万吨[2]。硫酸铵中含有20.6%的氮，作为一种常见生理酸性肥料，新疆的土壤更适合施用硫酸铵。通过优化农艺管理等施肥措施，实现施入土壤中的肥料被作物高效利用，能够深度挖掘作物自身的生物学潜力。硫酸铵施入土壤后，在土壤溶液中可以电离为NH4+和SO42-，虽然这两种离子都可以被作物吸收，但作物吸收的NH4+要远高于SO42-，因而大部分SO42-会停留在土壤中。在作物吸收NH4+的同时，又会释放出H+，能够降低土壤pH。铵态氮肥通过硝化作用可以降低非根际土壤的pH值，同时通过作物对铵态氮的优先吸收也降低根际土的pH值，活化土壤养分[3]。结合新疆棉花膜下滴灌技术[4]，将水及硫酸铵肥料滴灌至作物根系，使得肥料养分和水分控制在作物根系周围的25 cm范围内，从而满足作物所需的适宜养分和水分[5-6]，保证氮、磷、钾和其他中微量元素的充足供应。基于此，尝试通过滴施硫酸铵肥料，提高肥料利用率，并获得较高的收益，对干旱区滴灌条件下的养分资源高效利用具有指导意义和借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

2017年，试验安排在新疆阿瓦提县喀拉库勒镇，玉米种植品种为新玉3号，生育期每667 m2灌溉量300 m3，灌溉方式为滴灌，分10次滴灌，生育期每7～10 d灌溉一次;土壤基础养分条件为pH值8.27、有机质13.11 g·kg-1、速效氮66.2 mg·kg-1、速效磷9.5 mg·kg-1、速效钾271 mg·kg-1。玉米栽培模式为一膜种植2行玉米，株距25 cm，行距60 cm，每667 m2保苗数4 000株。4月14日播种，10月1日收获。

1.2 试验设计

试验设置3个处理，分别为CK（氮肥空白对照）、尿素、硫酸铵3个处理，每个处理设置3次重复，采用随机区组方法安排处理小区。氮肥在玉米生育期作为追肥随水分次施用，磷肥在播前全部基施。磷肥、钾肥分别为过磷酸钙、硫酸钾。各处理施肥量如表1所示。

1.3 测定方法

播种前采集0～20 cm的土壤混合样，测定基础土壤有机质、pH、速效N、速效P、速效K;在玉米成熟期采集各处理0～20 cm土壤样品。土壤有机质采用重铬酸钾-外加热法测定;土壤速效N采用碱解-扩散法测定;速效磷采用0.5 mol·L-1 NaHCO3浸提法测定;速效钾采用NH4OAc浸提法测定;pH值采用电极电位法测定[7]。

干物质：在玉米成熟期（9月1日）每小区取3株，按玉米茎、叶、穗、籽粒等不同部分将采集的植株分开，经过杀青、烘干、称重、粉碎过筛处理后待用。每个处理的每个小区抽样调查玉米株数、穗行数、行粒数并计算玉米的百粒质量，根据公式1和公式2计算理论产量和农学效率。

1.4 数据处理

本研究基础数据运用 SPASS 20.0对数据进行差异性分析，文中图表大写或小写字母代表组间或组内差异显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）。

2 结果与分析

2.1 不同处理下的玉米干物质量分析

由表2可知，CK处理玉米各器官及整株干物质均显著偏低。施用尿素肥料的玉米除茎外，叶、穗、籽粒等各器官干物质显著低于硫酸铵肥料处理。就整株干物质而言，施用尿素后，单株干物质增加117.4 g/株，干物质积累增加43.3%;而施用硫酸铵的处理，单株干物质约增加179.5 g/株，干物质积累增加66.3%;施用硫酸铵的处理比施用尿素单株干物质增加60 g/株，干物质积累增加15.4%。表2数据表明，施肥对玉米的干物质及籽粒有显著影响，且施用硫酸铵的效果强于尿素。

2.2 不同处理下的玉米产量构成

从图3的玉米产量构成中可以看到，与CK处理相比，施肥处理玉米均显著增产，增产率达18.4%～36.0%;与不施肥处理相比，尿素处理增产1 815 kg·hm-2，增产率为18.4%;硫酸铵处理增产3 561 kg·hm-2，增产率为36.0%。与尿素处理相比，硫酸铵处理增产1 746 kg·hm-2，增产率为14.9%。

2.3 玉米农学效率

养分吸收是玉米产量的基础，玉米产量和肥料利用效率受其直接影响。试验中，仅施用尿素处理的玉米，氮肥农学效率为5.0 kg·kg-1，而施用硫酸铵处理的玉米，氮肥农学效率为9.9 kg·kg-1，因此施用硫酸铵后其农学效率高于施用尿素，表明在施用等量氮肥的情况下，硫酸铵效果比尿素更好。