一种大量元素水溶肥料的制备及其在玉米上的喷施效果

沈博文，童佳薇，芦宇霆，王学文，郭佳豪，韩效钊，徐超

（合肥工业大学化学与化工学院，安徽合肥 230009）

玉米是我国重要的粮食作物，产量在我国经济作物中排名第二，总产量占我国粮食总产量的29.5%[1]，但在施肥种类和施肥方式方面存在不合理之处，主要表现在两个方面：一是施肥种类过于单一，以氮肥为主，其他养分供给不足，难以保证玉米生长对多种养分的需求；二是施肥时机不适宜，根据传统经验或以肉眼观看玉米的长势来判断施肥时机，往往滞后于玉米生长对急需养分的需求[2]。本文在调研玉米需肥特性的基础上提出一种含中微量元素的大量元素水溶肥料，并在不同地区开展玉米叶面喷施试验，考查其应用效果。

1 肥料制备

每生产100 kg 籽粒玉米需吸收氮2.2～4.2 kg，磷0.5～1.5 kg，钾1.5～4.0 kg。拔节到开花期，是玉米施肥的关键期，此阶段所需养分占需肥量比例为氮51.15%，磷63.81%，钾97%[3]，氮、磷、钾吸收量平均为1.64 kg、0.64 kg、2.68 kg，比例为2.56∶1∶4.19。夏玉米拔节期以后，氮磷钾吸收量显著增多，氮于吐丝前后达到高峰，吸收速度一般达到3.75～4.50 kg/公顷/日；磷在抽雄期和吐丝期达到高峰，吸收速度一般达到1.80～2.25 kg/公顷/日；钾在雌穗小花分化期至抽雄吐丝期达到高峰，吸收速度一般达到6.00～11.25 kg/公顷/日[4]。氮、磷、钾平均吸收速度分别为4.125 kg/公顷/日、2.025 kg/公顷/日、8.625 kg/公顷/日，比例为2.04∶1∶4.26。

中微量元素钙、镁、锌、锰、硼、铁、铜、钼对提高玉米产量与品质有良好的促进作用[3-5]。本文选择氮、磷、钾比例为N∶P2O∶5K2O=2∶1∶4，执行大量元素水溶肥料液体产品标准（NY 1107-2020），制备的水溶肥料具体技术指标见表1。

表1 水溶肥料技术指标

2 肥效试验

2.1 试验时间与地点

试验于2019年分别在河北省衡水市安平县前子文村和浙江省绍兴市新昌县孟家塘村进行。安平县地处河北省中南部，土壤以河流冲积物为主，土质比较肥沃[6]。新昌县位于浙江省东部，山地土壤系水成岩及火成的花岗母质形成的红壤土和黄壤土，土层厚度30～100 cm，尚属湿润肥沃[7]。

2.2 供试作物

河北省衡水市安平县前子文村：夏玉米，品种为郑单958，该品种适宜在麦收5 月下旬麦垄点种或6 月上旬后播种，9月下旬收获。

浙江省绍兴市新昌县孟家塘村：夏玉米，品种为济单7号，该品种在5月下旬或6月上旬播种，9月上旬收获。

2.3 试验设计

选取健康饱满的玉米种子，设置3 个处理3 次重复。处理1：常规施肥+空白对照；处理2：常规施肥+喷施与处理3 稀释液等量的清水；处理3：常规施肥+喷施本文制备的水溶肥料90 mL 兑水500 倍稀释液。各处理小区面积20 m2（小区长5 m，宽4 m），随机排列，之间设置隔离行，防止不同处理间串水串肥。每个处理叶面共喷3 次，喷施时间均为拔节期、大喇叭口期和抽雄期。

3 结果与分析

3.1 不同施肥处理对玉米生物性状以及产量的影响

由表2和表3可知，叶面喷施本文制备的水溶肥料，对防治秃尖有一定效果，对孟家塘村玉米其他生物学性状影响不大，对前子文村玉米生物学性状有所改善，孟家塘村玉米增产幅度不大，前子文村玉米比空白对照增产8.3%，比清水对照仅增产6.0%，增产效果明显。由表4可知，喷施水溶肥料对玉米出籽率、百粒重、容重具有一定的影响，与空白对照相比分别提高了4.47%、13.85%、6.86%；与清水对照相比分别提高了1.45%、7.56%、2.25%。

表2 浙江省绍兴市新昌县孟家塘村试验玉米生物性状及其产量

表3 河北省衡水市安平县前子文村试验玉米生物性状及其产量

表4 河北省衡水市安平县前子文村玉米籽粒性能

3.2 不同施肥处理对玉米经济效益的影响

河北省衡水市安平县前子文村和浙江省绍兴市新昌县孟家塘村玉米价格略有差异，本文以玉米价格2.2元/kg计算。本文制备的水溶肥料按照目前市场大量元素水溶肥料平均价格50元/L计算。

由表5、表6 可知，喷施本文制备的水溶肥料，与清水对照相比，孟家塘村纯增收51.60 元/公顷，前子文村纯增收1 087.80元/公顷；与空白对照相比，孟家塘村纯增收 219.90 元/公顷，产投比为2.09∶1，前子文村纯增收1 572.90元/公顷，产投比为8.77∶1。

表5 浙江省绍兴市新昌县孟家塘村玉米效益分析

表6 河北省衡水市安平县前子文村玉米效益分析

4 讨论与结论

（1）本研究分析了玉米需肥特性，设计制备了包含大中微量元素的水溶肥料，产品执行农业行业标准（NY 1107-2020），微量元素B+Mo+Cu+Fe+Mn+Zn 总量为2.03 g/L，中量元素Ca+Mg 总量为5.39 g/L，大量元素N+P2O5+K2O 为 500 g/L；其中 N 为 150 g/L，P2O5为 75 g/L，K2O为300 g/L，N∶P2O∶5K2O=2∶1∶4，属于高钾中氮低磷型。

（2）喷施本文制备的水溶肥料，能改善玉米生物学性能，提高玉米产量、出籽率、百粒重与容重，改善玉米品质。安平县前子文村玉米增产8.3%，新昌县孟家塘村玉米增产2.6%，平均增产率为5.45%。

（3）喷施本文制备的水溶肥料，与清水对照相比，孟家塘村纯增收51.60 元/公顷，前子文村纯增收1 087.80 元/公顷，平均纯增收569.70 元/公顷。与空白对照相比，孟家塘村纯增收219.90 元/公顷，产投比为2.09∶1，前子文村纯增收 1 572.90 元/公顷，产投比为8.77∶1，平均纯增收896.40元/公顷，平均产投比为5.43∶1。

（4）对照全国第二次土壤普查分级标准，安平县所在的衡水地区土壤全氮、有效磷、速效钾含量分别为1.14 g/kg、16.28 mg/kg、179.97 mg/kg[8]，土壤钾较丰富，氮、磷中等，施肥宜适当提高氮、磷比例；新昌县土壤全氮、有效磷、速效钾含量分别为1.69 g/kg、3.7 mg/kg、154.75 mg/kg[9]，土壤氮钾较丰富，磷较缺，施肥宜提高磷的比例。

（5）拔节到开花期是施肥的关键期，此阶段氮、磷、钾吸收量比例为2.56∶1∶4.19[3]。氮、磷、钾吸收速度比例为2.04∶1∶4.26[4]。本文设计的水溶肥料氮、磷、钾比例为2∶1∶4，只重视了玉米的需求，未考虑土壤供给氮、磷、钾的能力，而新昌县土壤磷含量较缺，需要提高肥料中磷的相对含量，这可能是新昌县孟家塘村玉米增产幅度不高的主要因素。可见，应该综合研究土壤供肥能力和作物需肥规律，才能真正做好配方施肥工作，使肥料发挥更大的效益。